本实用新型属于水利水电工程大坝混凝土施工领域，具体涉及一种大坝混凝土快速施工实时综合监控装置。
背景技术：
大型水利工程大坝混凝土浇筑量大，施工强度高，浇筑坝段、仓位多，同时交替作业，相互干扰大；混凝土生产、运输、浇筑任务十分繁重复杂。浇筑质量要求高；施工场面宏大，设备种类多、容量大。通常情况下，大坝结构复杂，混凝土标号、级配种类多，浇筑中需频繁切换，不仅限制了设备效率的发挥，也易导致错标号、错级配事故发生。而一旦发生此类情况，会导致返工作业，造成材料的浪费，工程不能按期完工，影响工程效益的发挥。
传统的混凝土浇筑仓位安排和过程监控采取人工调度方法、局部自动系统针对各个施工环节独立进行，不能满足大规模高强度施工需求。一方面，存在的人工管理受管理人员经验和责任心等因素影响而随意性强，难以有效地控制施工过程质量，需要采用精细化、智能化的技术手段和设备有效地监测各环节施工过程、控制施工质量；另一方面，现有方式各环节自成体系，缺乏有效的信息沟通渠道，难以避免信息孤岛，需要采取相应的大坝混凝土快速施工实时综合监控和现代测控技术，实现所有设备整个工序的“一条龙”智能管理，保证混凝土连续、高效、均衡地施工。大坝混凝土快速施工综合监控是在大型水利水电工程施工中融入现代测控技术的一次尝试和创新，通过视频监控、状态检测、生产管理与决策、优化调度等子系统的开发与实施，实现了混凝土施工全过程的实时监控、动态调整和优化调度，极大地提高了大型水电工程施工管理水平和工程施工质量，首次提出了大型水电工程快速施工计算机综合监控系统。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服了传统技术的不足，提供一种可全面监控大坝混凝土施工过程的实时动态监控装置，做到及时检测、及时反馈，优化处理，为决策者提供准确可靠的资料，并做出决策。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种大坝混凝土快速施工实时综合监控装置，它包括视频与检测设备，所述视频与检测设备通过信号线与网络与数据库服务器相连，所述网络与数据库服务器同时与优化调度模块以及生产管理与决策模块相连。
所述视频与检测设备包括视频监控子模块和混凝土生产过程检测子模块，所述视频监控子模块和混凝土生产过程检测子模块都和网络与数据库服务器相连。
所述网络与数据库服务器包括数据库系统中心工作站子模块，所述数据库系统中心工作站子模块上连接有数据库服务器子模块和检测工作站子模块。
所述优化调度模块能够实现由仓位设计到作业规划、再到适时信息反馈和在线最优化调度，使大坝混凝土生产运输作业达到连续、优化、安全的目的。
所述视频监控子模块包括视频矩阵切换器，所述视频矩阵切换器上同时连接有多个摄像头和监视器，所述视频矩阵切换器与视频中心监控调度室相连，在视频矩阵切换器还连接有视频监控工作站和长延时录像机。
所述混凝土生产过程检测子模块划分为四个单元：
设备运行状态信号检测单元，包括对骨料仓、制冰楼、拌和楼、供料线和塔带机设备运行状态动态显示；
输送过程可视化检测单元，包括对制冷车间、拌和楼、供料线和塔带机设备的运行状态动态显示；
混凝土温度检测单元，包括对风冷进风口、出风口的温度检测，供料线全段温度检测，入仓温度检测；
数据库检测单元，包括生产过程检测库、浇筑过程检测库、设备运行状态检测库、温度检测库和异常事件库。
所述生产管理与决策模块共由十个单元组成，包括计划管理单元、成本管理单元、设备管理单元、人事管理单元、经济管理单元、事故管理单元、辅助管理单元、档案管理单元、显示打印单元和系统管理单元。
所述数据库服务器子模块包括生产过程数据存储模块、浇筑过程数据存储模块、设备运行数据存储模块、温度检测数据存储模块和异常事件检测数据存储模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型功能完备，提供大坝混凝土快速施工过程中各种信息全面，能够满足各级项目管理人员分析和管理需求，显著提高大坝混凝土快速作业管理和决策的及时性、准确性和科学性；其次，本实时综合监控装置能大幅度提高工作的效率，有效地解决快速施工中的实施问题，如全面监控大坝的施工和设备情况、混凝土温度沿程状态监控、防止下料错仓和混料等，保证混凝土浇筑质量、加快进度、降低成本核算、及时发现和纠正混凝土生产运送浇筑过程中出现的问题、提高资源的有效利用率、提高现场施工管理水平等。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型结构示意图。
图中：视频与检测设备1、网络与数据库服务器2、优化调度模块3、生产管理与决策模块4、视频监控子模块11、混凝土生产过程检测子模块12、数据库系统中心工作站子模块21、数据库服务器子模块22、检测工作站子模块23、视频中心监控调度室111、视频矩阵切换器112、视频监控工作站113、长延时录像机114、摄像头115、监视器116、设备运行状态信号检测单元121、输送过程可视化检测单元122、混凝土温度检测单元123、数据库检测单元124。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
如图1，一种大坝混凝土快速施工实时综合监控装置，它包括视频与检测设备1，所述视频与检测设备1通过信号线与网络与数据库服务器2相连，所述网络与数据库服务器2同时与优化调度模块3以及生产管理与决策模块4相连。首先视频与检测设备1能够实时监测和采集混凝土物理特征信息，并使混凝土生产运送全过程在电子屏上显示；同时将采集到的基本数据存储到网络与数据库服务器2中供分析决策调用，主要包括生产过程、浇筑过程、设备运行、温度检测和异常事件检测等数据，并在监控工作站中动态显示这些信息；优化调度模块3根据混凝土浇筑基本资料和网络数据库中采集到的信息完成仓位设计生成作业规划、信息反馈和最优化调度等功能；生产管理与决策模块4主要完成对整个混凝土生产过程的计算机管理，并对生产过程提供重要决策支持信息，根据最优化调度模块安排的混凝土生产运送浇筑计划，制定拌和楼的生产计划，同时进行进度跟踪管理、生产组织优化，通过生产辅助决策系统，进行生产成本经济分析和生产计划安排，以实现最优化的生产调度指令。
进一步的，所述视频与检测设备1包括视频监控子模块11和混凝土生产过程检测子模块12，所述视频监控子模块11和混凝土生产过程检测子模块12都和网络与数据库服务器2相连。所述视频监控子模块主要完成对现场环境和浇筑情况进行实时监控，方便及时地了解现场设备运行和施工生产情况，准确地做出判断并指挥生产；所述混凝土生产过程检测子模块主要完成对骨料仓、制冷车间、拌和楼、供料线、塔带机等设备运行状态动态显示，并对供料线全线和入仓口进行温度检测，将采集到的数据传输存入数据库。
进一步的，所述网络与数据库服务器2包括数据库系统中心工作站子模块21，所述数据库系统中心工作站子模块21上连接有数据库服务器子模块22和检测工作站子模块23。所述数据库服务器将视频与检测设备采集的数据进行存储，并进行数据区分，分别形成生产过程库、浇筑过程库、设备运行库、温度检测库和异常事件库；所述监控工作站分别动态显示混凝土输送过程、温度和设备运行状态；所述数据库系统中心工作站可以实时掌握以上信息，并及时地传送到调度室，使生产指挥人员能及时掌握生产情况和设备运行情况，并根据这些信息对生产过程中发生的各种情况予以及时地处理和调度。
进一步的，所述优化调度模块3能够实现由仓位设计到作业规划、再到适时信息反馈和在线最优化调度，使大坝混凝土生产运输作业达到连续、优化、安全的目的。所述优化调度模块主要建立包括仓位大小、高程、坐标、混凝土种类、数量、浇筑顺序等在内的仓位数据库；根据仓位数据库的要求，建立周、日作业规划；根据仓位浇筑的实施情况，完成各种数据采集和信息反馈；根据反馈信息，在线最优地调整作业方案；建立仓位三维动态模型，并实时在微机上显示，控制使塔带机下料皮筒准确定位；在线计算、统计混凝土方量。
进一步的，所述视频监控子模块11包括视频矩阵切换器112，所述视频矩阵切换器112上同时连接有多个摄像头115和监视器116，所述视频矩阵切换器112与视频中心监控调度室111相连，在视频矩阵切换器112还连接有视频监控工作站113和长延时录像机114。
进一步的，所述混凝土生产过程检测子模块12划分为四个单元：
1设备运行状态信号检测单元121，包括对骨料仓、制冰楼、拌和楼、供料线和塔带机设备运行状态动态显示；
2输送过程可视化检测单元122，包括对制冷车间、拌和楼、供料线和塔带机设备的运行状态动态显示；
3混凝土温度检测单元123，包括对风冷进风口、出风口的温度检测，供料线全段温度检测，入仓温度检测；
4数据库检测单元124，包括生产过程检测库、浇筑过程检测库、设备运行状态检测库、温度检测库和异常事件库。
进一步的，所述生产管理与决策模块4共由十个单元组成，包括计划管理单元410、成本管理单元411、设备管理单元412、人事管理单元413、经济管理单元414、事故管理单元415、辅助管理单元416、档案管理单元417、显示打印单元418和系统管理单元419。
进一步的，所述数据库服务器子模块22包括生产过程数据存储模块221、浇筑过程数据存储模块222、设备运行数据存储模块223、温度检测数据存储模块224和异常事件检测数据存储模块225。
本实用新型的工作原理和工作过程为：
本实用新型一种大坝混凝土快速施工实时综合监控装置，如图1所示，包括视频与检测设备1、网络与数据库服务器2、优化调度模块3以及生产管理与决策模块4，视频与检测设备1以及网络与数据库服务器2相连，网络与数据库服务器2以及优化调度模块3相连，网络与数据库服务器2以及优化调度模块3均跟生产管理与决策模块4相连。首先视频与检测设备1能够实时监测和采集混凝土物理特征信息，并使混凝土生产运送全过程在电子屏上显示；同时将采集到的基本数据存储到网络与数据库服务器2中供分析决策调用，主要包括生产过程221、浇筑过程222、设备运行223、温度检测224和异常事件检测225等数据，并在监控工作站23中动态显示这些信息；优化调度模块根据混凝土浇筑基本资料和网络数据库中采集到的信息完成仓位设计、生成作业规划、信息反馈和最优化调度等功能；生产管理与决策模块4主要完成对整个混凝土生产过程的计算机管理，并对生产过程提供重要决策支持信息，根据最优化调度安排的混凝土生产运送浇筑计划，制定拌和楼的生产计划，同时进行进度跟踪管理、生产组织优化，通过生产辅助决策系统，进行生产成本经济分析和生产计划安排，以实现最优化的生产调度指令。
具体地说，视频子模块11设有两台鸟瞰式摄像机115、五台塔带机工作摄像机、五台供料线摄像机和四台出料口摄像机，视频中心监控调度室111只设监视器和大屏幕投影，担负着拌和系统及相应供料线系统的生产指挥任务，由分别安装在拌和楼、制冰楼、计量皮带、供料线、塔带机上的视频头采集信号，通过视频电缆送入视频矩阵切换器112，再按照设定的视频切换流程和顺序在视频监视器116中显示，也可以使用视频监控工作站113或遥控器直接切换画面；另外，还可以通过长延时录像机114和视频监控工作站113录制、回放关键画面；视频监控工作站113上，提供实时的声音报警信号。
检测子模块12主要完成对骨料仓、制冷车间、拌和楼、供料线、塔带机等设备运行状态动态显示，并对供料线全线和入仓口进行温度检测，将采集到的数据传输存入数据库，在检测子模块12中，一路数据源是由检测机控制现场各个设备的数据采集单元实时采集到的各种数据，另一路数据源是由拌和楼检测机和拌和楼控制机中通过串口读取的数据，所有数据在各自的监测机上即可以完成并予以处理各检测机通过网络交换数据，实现数据共享，必要时在显示动态画面的监测机上显示温度信息混凝土运送动态画面以及设备运行动态画面，并可以在设备运行状态发生异常时对相关设备的操作人员发出报警信号，同时将异常信息写入异常事件库。此外，处理后得到的数据经过网络或串口送到相关检测工作站、网络服务器上，通过服务器将数据分类加载到相应的检测子数据库，监测工作站利用这些数据生成各种现场动态画面。调度工作站和管理工作站利用检测机直接发送来的数据或调用数据库中的数据，完成生成的优化调度和日常管理工作。
网络与数据库服务器2在整个监控装置中提供系统资源共享环境和信息交互平台，它将生成指挥人员所关心的混凝土生产、运送、浇筑过程的信息实时地传送到调度室，使生产指挥人员能及时掌握生产情况和设备运行情况，并根据这些信息对生产过程中发生的各种情况予以及时的处理和调度，保证大坝混凝土施工安全高效地进行，同时也为系统提供实时数据通讯支持。由于网络系统采用客户机/服务器C/S模式运行，因此在数据库选型时考虑了数据量大、支持C/S模式的特点，最终选用Sybase大型关系数据库系统，同时采用PowerBuilder作为应用开发平台。
优化调度模块3采用人机对话方式的输入输出界面，通过简洁的实时输入，迅速在应用界面上得到准确的操作结果。实现内容包括：接受来自数据库22的仓位设计信息和主业务的周、日作业计划；自动生成工作日志；接受来自检测工作站的实时检测信息和来自仓面的调度人员发出的作业调整信息；塔带机下料筒定位；混凝土在线浇筑方量统计。在这个模块中，可根据指挥部下达的生产计划301和存储在数据库中的仓位设计信息，生成主业务的周、日作业计划，通过项目部的生产调度指挥中心302，将分解后的生产作业计划下达到生产车间、队304，由车间、队安排生产作业。还通过设备运行状态检测单元308和温度一条龙检测单元309向生产车间、队304以及生产调度指挥中心传送检测数据，为车间生产、调度指挥中心302调整生产计划提供依据。此外，调度指挥中心302通过在线方量统计和温度检测信息显示，将优化调整后的生产调度指令303下达到生产车间304。在生产调度指挥过程中，浇筑指挥人员根据塔带机下料筒定位系统和现场调度人员的应急指令，对作业计划进行调整以实现安全生产。
生产管理与决策模块4主要完成对整个混凝土生产过程的计算机管理，并对生产过程提供重要决策支持信息，根据最优化调度模块3安排的混凝土生产、运送、浇筑计划，制定拌和楼的生产计划，同时进行进度跟踪管理、生产组织优化，使拌和楼的运行状态达到经济、高效。通过成本管理411、设备管理412、人事管理413，可以进行生产材料消耗、浇筑方量统计、废料统计，从而进行经济核算，控制生产成本，提高经济效益。通过设备运行维修分析，可以制定最优化的设备维修计划，提高设备利用率和完好率；还可以分析系统的劳动投入情况，进行劳动生产率等经济指标的核算。通过生产辅助决策系统，进行生产成本经济分析和生产计划安排，以实现最优化的生产调度指令。
结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本实用新型的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本实用新型的保护范围，应如本实用新型的权利要求书覆盖。