砂石骨料系统智能化设计及生态环境评价探讨

砂石骨料系统智能化设计及生态环境评价探讨

彭彬  

中国葛洲坝集团第一工程有限公司  湖北省宜昌市   443002

摘要：砂石骨料是土木工程与基础设施建设中的常用建材，虽然其具备就地取材、价格低廉的特点，但在应用的过程中极易产生粉尘、施工噪声等问题，为此本文加大了砂石骨料系统智能化设计方案的研究，以期通过该系统能够解决既往应用过程中的突出问题，并结合有效的生态环境评价措施，提高系统的可操作性。

关键词：砂石骨料系统；智能化设计；生态环境；评价

前言：砂石骨料具有地域性的特点，在使用时常会受到资源与运输距离的限制，同时在开采完毕以后在短时间之内也无法再生。随着我国现代化建设的不断发展，其也面临着资源趋紧的问题，为能够减少对资源的浪费，同时提高产线的经济效益，本文则将智能化技术应用其中，研发了相应的系统并进行了生态环境评测。

1. 砂石骨料系统智能化设计方案

1.1自动控制模块设计

自动控制模块是在砂石加工系统基础之上进行优化改造的，该模块的配置相对灵活，具有通用性、便捷性的特点，能够适应不同的工作环境，同时对系统内部分控制软件与设备进行轻微变动即可重复使用。在设计时，主要采用了网络结构，该结构的优势在于应用了模块化思路，能够将整体控制系统分为中央控制与现地控制两个层次[1]。

其中的中央控制级，能够利用企业的工业以太网总线与上位工控机相衔接，同时其他的计算机监控系统可以利用标准串行接口与中央控制级或者工业以太网相连，便于远程系统调控，能够实现各类数据信息的共享。

现地控制层能够利用设备与网络接口实现通信，便于相关管理人员的远程监视、操作，同时也可以控制所有现地控制单元。通过PROFEINET技术搭建现地控制网。具有自动以及就地切换的功能，当设备自动启动时，会通过响铃的方式向系统发出开机信号。

1.2人员车辆管理系统

人员车辆管理系统主要是为了提高砂石骨料运输的安全性，其中关键的影响因素是车辆、人员、相关物料信息，通过该系统能够对各个分布要素进行管控，对作业人员与设备进行精准定位，系统完整度较高，能够提高砂石骨料系统的安全生产水平。

该系统主要是通过车辆道岔、人员道闸两大模块进行控制，其中车辆道闸具备车辆自动识别功能，且应用了高清网络车牌识别摄像仪器、低温LED补光灯等设备能够适应恶劣的工作环境。人员道闸同样具备自动识别功能，能够支持考勤管理。通过该结构的部署，能够在厂区关键出入端以及施工作业现场，对车辆以及管理人员进行严格的实时管控，当发生危险事故时，系统也能够快速识别出人员的遇难位置，提高救护工作效率。

同时依照系统的实际信息存储与处理要求，在平台接入方面进行了合理的设计，所有的数据信息都能够实现工地本地存储，但也可以满足分调通信、总调度中心的云端分布式存储需求。

1.3智能销售模块设计

基于新时期背景之下传统砂石骨料系统仍然存在着诸多的物流管理弊端，例如：人员过磅效率低下、司机进厂装车插队、现场管理秩序混乱等，其不仅会浪费物料资源，还会导致信息化系统无法与物料装运环节紧密结合，为能够解决这些问题，则要通过智能销售模块加以管控。其基本的管控流程如下：

销售下单→车辆排队→取卡进厂→装车→结算出厂

系统能够利用车辆识别、车辆控制、人机交互平台、红外卡位防作弊等智能化设备与视频监控功能有机结合，在保证物流作业安全性的同时，也可以避免插队等问题的出现，提高销售管理环节的秩序性。例如：红外光栅卡位功能，当称重车辆还未上衡时，光栅则会自动发出未完成检测信号，此时不允许称重作业的开展，系统的LED屏幕会提醒驾驶人员下车，以避免作弊问题的出现。同时，该系统也能够对各类客户信息进行维护与管理，其中包括客户管理、料类管理、用户管理、订单管理、统计报表、图片管理等能[2]。

1.4运行监测系统装置

运行监测主要安设于工地的固定监测点之内，其能够将监测到的数据信息与视频图像通过业务内网实时传送给监控中心，这样系统便可以监测到装置所在地的运行状况及过程，便于提高工作效率。

由于该装置所部署的地点较为特殊，因此要充分考虑到周围天气因素对其所产生的影响，装置主要由本体、摄像机、监测箱以及漏电保护装置所组成，当开启了此设备以后装置的内部结构能够满足远程控制与监测的需求，同时可以360°旋转，灵敏度较高。

同时，为避免安全问题的出现还设置了一次线圈与二次线圈、脱扣器结构，线圈能够与电网线路之间相连接，当设备在正常的运作状态之下，电流能够保持平衡的状态，如果出现了不平衡的状态，二次线圈则能够感受到来自一次线圈的多余电流，当漏出电量超过了保护器限定范围，便会自动打开脱扣器，切断电源。

1.5系统运行成本控制

这里所指的成本是开采毛料到得到成品骨料的全部工艺流程所产生的总费用，据相关资料表明，该环节的成本能够占到建设工程总投资的5%～10%左右，因此对工程总投资的影响极大，同时也具备不稳定性的特点。为能够减少此部分对工程的影响，应秉持生态性、功能性、经济性、技术性的原则，建立相应的成本控制模型，并分析约束条件，生成低成本控制模型验证分析流程，具体如下：

验证分析开始→砂石骨料系统设计与运行方案→砂石骨料系统各单位设计和运行方案→成本控制模型→输入参数→分析判断→输出结果→分析判断结束→满意（如果所输出结果不满意可以返回上级进行设计与运行方案的调整）。同时为了结果的直观性，在计算中应用模型的过程中，还可以利用表格法进行研判。

2. 砂石骨料系统的生态环境评价

生态环境评价工作是一个复杂的系统，其需要应用到生态学、统计学、经济学等，依照客观与主观分析思路的不同，所选取的评价方法也具有差异性，其需要依照作业的实际需求进行合理选择。例如：主观分析法包括智暴法、德尔菲法、层次分析法等，客观分析法包括熵权法、灰色关联度法、模糊综合评价法等。

在评价时为能够保证结果的精准性本文则选择了主观分析法与客观分析法相结合的方式开展，其中主观分析法选择了层次分析法，其适应性更强，依照我国西京学院水利水电工程相关研究人员、专家组、行业人员的综合评定，将标准层与指标层设定为了大气环境（二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、PM10浓度、TSP浓度、氮氧化物浓度）、PM2.5浓度；水环境（PH、固体悬浮物浓度、石油类、氨氮）；声环境（系统运行现场噪声、机械车辆噪声）；水土环境（表土保护率、林草植被恢复率）。在分析时通过Yaahp软件判断矩阵录入信息并导出结果[3]。

在客观分析法中选择了熵权法，其能够对每一指标的权重大小进行修缮，从而获得客观的权重结果。在计算时可以利用Matlab软件，求出熵权的程序代码。

当生成层次分析法与熵权法的指标权重以后，则需要将其组合，得出组合权重值，这样便可以直观得出影响砂石骨料系统运行的生态环境影响因素评价结果。其计算公式可以参考公式（1）。

（1）

公式中wj1表示层次分析法指标权重；wj2表示熵权法指标权重。

经计算结果评定，当前生态环境中影响程度最大的是大气环境与水土环境，其权重分别为0.5436和0.4548，水环境为一般影响占0.2948，声环境的影响占比最小其为0.1787。

结语：综上所述，基于新时期背景之下砂石行业正面临着天然资源趋紧、产业数字化转型与升级等诸多现实问题，通过在生产管理系统之中引入智能化、数字化、信息化技术，能够提高砂石骨料加工系统的生产水平，同时也可以加快工作效率，保证了生产线的质量，可以充分满足市场的需求与管理作业的集中化、集成化。

参考文献：

[1]张宝娟. 砂石骨料系统智能化设计及生态环境评价研究[D].西京学院,2022.

[2]王福盛. 矿山智慧化和砂石骨料的现代化转型升级[J]. 冶金管理,2022,(17):15-17.

[3]李峰. 川北盆周山区生态环境遥感动态监测与评价[D].成都理工大学,2021.