基于北斗RTK的碾压监控系统
1、绪论
压实是道路施工作业的一个重要组成部分，压实质量对道路的安全与寿命有着决定性的影响，有效的压实能够显著的提高路基的承载能力和稳定性，防止渗透，消除沉陷。
在目前的压路机作业过程中，主要依赖操作人员的工作经验，容易出现漏压、过压的情况。通常，在完工后，还需要采用点抽检的方法，进行压实路面的密实度检测。这样的工作流程存在检测周期长、检测结果不能真实反映全路段压实质量的现实问题。
基于北斗RTK的碾压控制系统可以使工作人员在压实过程中实时检测压实状况，控制压实质量，从而保证路基路面在最少碾压遍数下得到充分压实，可有效地避免欠压和过压等现象的发生。这样既能节省人力，缩短工期，又可以在保证施工质量的基础上加快施工进度，具有明显的社会效益和经济效益。
2、系统介绍
基于北斗RTK的碾压监控系统进行定位的方式为实时动态(Real Time Kinematic-RTK)测量定位，其定位精度可达到1.5cm，RTK是以载波相位观测量为根据的实时差分测量技术，是测量技术发展中的一个新的突破。
在实际应用中，监控中心安装了基于北斗RTK的碾压监控系统的监控平台软件可以远程监视建筑工程压路机工作状态和碾压质量。该监控平台软件可以实时获取当前压路机的工作状态和工作面的压
实信息。监控中心可根据压路机的实时信息以及工作状态，对工程机械进行实时的调度、监控、管理等工作。对出现的问题，进行实时纠正管理。并根据轨迹回放，整体控制施工进度和施工质量。
压路机驾驶员也可以根据安装在驾驶室中液晶显示屏实时获取当前工作面的高程值，掌握碾压层是否达到规定的压实度要求，可有效的避免出现过压和欠压现象的发生，避免了现有工艺中不论土质类型如何一律必须压实若干遍的情形，提高铺层材料的均匀性，避免粗骨料的破碎，提高整个压实作业的效率，降低了驾驶员的劳动强度。同时压路机驾驶员还可以从驾驶室中的液晶屏获取车辆的运行轨迹、速度、压实次数等信息。及时了解当前工作面的压实情况，平整度等信息。
质量控制的自动化也能使经验不足的司机获得很好的压实质量，从而降低了能源消耗，既可节省时间，又可提高工程质量，充分体现出实时检测的优越性，系统的数据处理、分析等工作均在监控中心的 PC 机上进行，也可以直接送入大容量的数据存储器，以留作档案或做进一步处理。
3、系统组成
基于北斗RTK的碾压监控系统由软件系统与硬件设备两部份构成，软件系统又可以分为平台调度软件和车载终端软件。
GPS卫星1号移动基站2号基站3号基站2号移动基站局域网用户1号基站中心基站其它用户办公楼机房
光纤图3-1 系统组成
3.1平台调度软件
安装在监控中心的平台调度软件可以及时的获取压路机的工作状态以及当前工作面的状况，对工程的进度和工程的质量进行宏观的调控。
平台调度软件主要可以实现的功能包括：
1、可以通过图像分析技术实时分析碾压遍数。主要可以进行总碾压遍数的统计、任意时间段范围内的碾压遍数统计。采用实时分析，可对任一部位的碾压遍数进行查询，具有分析精度高，速度快，计算准确等特点。
该功能实现的原理为将RTK动态测量的数据导入监控中心的PC机上，A 点为参考站，M点为流动站，求出A点的坐标后，固定 A 点的坐标不改变，解算M点连续位置，得到M点每秒一次的三维坐标及时间信息，据此，可以描述出碾压轨迹图，碾压仓面的三维地形模型以及碾压遍数图。
图1 第1遍碾压 图2 第2遍碾压 图3 第4遍碾压
图4 第8遍碾压 图5 第12遍碾压 图6 第16遍碾压
2、该平台调度软件可以对压路机的运行轨迹进行实时的记录，防止工作面产生过压和漏压的现象。
在平台调度软件中，得到移动站M 点的连续轨迹点坐标后导入软件即可得到碾压轨迹图，同时，亦可将其坐标导入 EXCEL 表中进行处理。
图1 第1遍碾压轨迹图 图5 第1-2遍碾压轨迹图 图6 第2-4遍碾压轨迹图
图4 第4-8遍碾压轨迹图 图5 第8-12遍碾压轨迹图 图6 第12-16遍碾压轨迹图
3、平台调度软件可以对碾压后的工作面平整度进行计算，判断当前工作面是否达到设计要求。
路面平整度指的是路表面纵向的凹凸量的偏差值，是路面评价及路面施工验收中的一个重要指标，主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性。当路面纵断面剖面曲线相对平滑时，则表示路面相对平整，或平整度相对好，反之则表示平整度相对差。好的路面则要求路面平整度也要好。路面平整度是评定路面质量的主要技术指标之一，它关系到行车的安全，舒适以及路面所受冲击力的大小和使用寿命。
图1 第1次碾压后表面平整度 图2 第2碾压后表面平整度
4、平台调度软件除了可以实时监控碾压的实际情况外，对所有的监控数据都进行了备份和存储，事后可以对碾压过程进行回放，作为施工效果的评价和后分析评价的依据。
5、平台调度软件可以与车载终端软件实现双向通信，共享信息的同时指挥和管理机械进行施工。
6、生成分析报告，可根据每个工作面的实际工作情况生成分析报告。
3.2车载终端软件
安装在压路机工作平板上的车载终端软件是专为操作机械的施工人员所定制的，该车载终端软件主要用于使机械操作人员了解当前
基于北斗RTK的碾压控制系统
