为贯彻铁路总公司全面推进铁路信息化建设的战略要求, 大力发展数字化、可视化与智能化铁路,我院于2013年10月设立了专题《铁路基础设施信息化建设关键技术研究》(项目编号:13SKL123F11)开展相关研究,内容贯穿铁路设计、施工、试验和联调联试、运营维护的不同阶段,持续进行数据采集、传输、分析与管理,实现远程监控、实时诊断、科学预测与健康管理的互联统一。

我所工程材料事业部承担了子课题之三的《铁路拌合站混凝土质量信息化控制关键技术研究》的研究,在实地调研、认真总结、系统归纳的基础上,充分吸取国内外成熟经验,并联合行业龙头单位,开发出具有自主知识产权的新型铁路混凝土搅拌站混凝土质量动态控制系统(V1.0,如图所示),具有以下主要功能:

(1)骨料含水率在线检测及配合比动态调控系统

借助先进的骨料含水率动态检测技术,并根据快速检测结果,采取加砂减水的方式实时调整混凝土施工配合比参数,形成真正可靠的施工配合比。

(2)施工配合比工艺参数优化及智能化生产系统

采用可调整混凝土生产模式,确定合理的配合比参数、科学的搅拌工艺以及严格的物料管控措施,用以提高混凝土质量,还能降低胶凝材料用量,节约成本。

(3)高精度称量机电一体化系统

基于落差谨慎补偿与点动控制配料技术,按粗称——精称两阶段配料法阶梯控制卸料量,并利用循环控制算法自动修正实时落差,实现物料的精确称量(见图2)。

(4)混凝土工作性能在线检测及监控系统

对搅拌机搅拌混凝土本征曲线进行分析,从中解析出混凝土的重要性能指标,包括搅拌机内混凝土的均质性、坍落度与搅拌机异常分析,实时监控混凝土质量。

下一阶段,课题组拟通过工程现场测试,对硬件设备与控制系统进行升级优化,同时深入开展以下两方面工作:

(1)搅拌站量化管理指标及可视化评估系统

从原材料控制、指标化管理、成本分析等方面入手, 以材料损耗率、单盘效率、强度系数、经济系数等为评价指标,建立先进的搅拌站量化考核评估平台,形成完善的生产管理评价体系。

(2)适用于铁路混凝土搅拌站的标准规范体系。

充分调研国内外有关混凝土搅拌站的标准规范,分析铁路标准与国内外标准的差异,制定出针对拌合站建设、验收、管理以及运行等全过程控制的技术标准,以及搅拌站混凝土质量检测规范。

新型铁路混凝土搅拌站混凝土质量动态控制系统