امروزه صنعت عمران در حال عبور از يك گذرگاه تكاملي است. ديدگاه اين صنعت اكنون بر فرايندهاي اصلي متمركز شده است. هدف از اين نوع نگرش اين است كه مشخص گردد در كدام فرايندهاي عمراني پيشرفتهاي مطلوبي تحقق يافته و در كدام حوزه ها نياز به بهبود و تقويت از دو ديدگاه فناوري و فرايندها احساس مي گردد.

در حال حاضر پس از عبور اين صنعت از يك فرايند گام به گام با عنوان «بهبود مستمر فرايندها‌»  مي توان اذعان نمود كه:

-       ماشين آلات عمراني كنوني از سرعت، امنيت، كارايي و آسايش افزونتري برخوردار هستند.

-       ابزارهاي نقشه برداري امروزي دقت بالاتري نسبت به ابزارهاي قديمي دارند.

-       اكثر نقشه ها و طراحي هاي مهندسين به كمك رايانه انجام مي گيرد.

اما متأسفانه بسياري از روشهاي اجرايي كنوني همچنان وابسته به فرايندهاي سنتي بوده و از كاربردهاي وسيع فن آوري درعصر اطلاعات بي بهره هستند.

به عنوان مثال در اكثر پروژه هاي عمراني فرايندها همچنان وا بسته به نقشه برداري دستي و فرايندهاي پيكه گذاري سايت هستند. از آنجا كه چيدن پيكه هاي عمليات تسطيح در سايت، ساعاتي از عمليات عمراني را به خود اختصاص مي دهد و همچنين به دليل بالابودن احتمال وجود خطا و اشتباه و دوباره كاري در اين نوع روشهاي اجرايي، اتلاف زماني، افزايش هزينه ها و كاهش راندمان توليد معمول    است.

در يك فرايند آماده سازي و تسطيح اراضي در حالت عادي فعاليتهايي كه صورت مي گيرد عبارتند از: نقشه برداري، طراحي، برآورد، جانمايي، تسطيح و عمليات روكش و آسفالت.

در روش سنتي پس از اجراي عمليات نقشه برداري، اطلاعات بدست آمده از سايت مورد بررسي و تجزيه و تحليل گرفته سپس سايت توسط پيكه ها شبكه بندي مي شود. گاهي اوقات عمليات شبكه بندي  چندين بار بايد تكرار و اصلاح گردد. در اين مرحله اپراتور بايد ماشين را بين پيكه ها حركت داده و تراز را حدس بزند. در بسياري از موارد پيكه ها بين 8 تا 10 متراز هم فاصله دارند و هرچه مهارت اپراتور كمتر باشد، تعداد رفت و برگشتهاي بيشتري براي اتمام كار نياز است. عمليات تراز نهايي به روش سنتي كار بسيار دشواري بوده و نيازمند اپراتور بسيار ماهر است. در اين روشها همچنين مجبور به بكارگيري حداكثر توان فيزيكي نيروهاي كاري هستيم.

اما مسلماً روش بهتري براي انجام اين عمليات وجود دارد. بكارگيري فن آوري اطلاعات(IT)  در اين صنعت تحول چشمگيري را براي بهبود روشهاي اجرايي، افزايش راندمان توليد و كاهش هزينه ها ايجاد نموده است.

استفاده از سيستم CAES به عنوان يكي از انواع موقعيت ياب هاي جهاني(GPS[2]) برروي ماشين آلات راهسازي، موجب تسهيل و تسريع در اجراي عمليات عمراني گرديده است.

  معرفي سيستم CAES

CAES (سيستم ماهواره اي رهيابي ماشين آلات راهسازي)، يكي از انواع موقعيت يابهاي جهاني (GPS) است. اين ابزار بطور اخص در صنايع معدن و دفن زباله و بطور عام در فرايند تسطيح مربوط به پروژه هاي مختلف عمراني ازجمله ساخت جاده و بزرگراه، خطوط راه آهن، باند فرودگاه، ساختمان سازي و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. سيستم CAES برروي دوزرها، موتورگريدرها، اسكريپرها و بيل هاي مكانيكي قابل نصب است.

 توسط اين سيستم امكان اندازه گيري ميزان تراكم درعمليات دفن زباله همچنين تشخيص تفاوت بين ماده معدني و كاني فراهم مي گردد.

CAES ابزاري الكترونيكي براي بهبود فرايند توليد است. اين ابزار به ماشين اين قابليت را داده تا در هنگام جابجايي مواد، به دقت از محل نقشه برداري نموده و در كليه مراحل عملياتي، ميزان تراز و شيب مناسب را كنترل نمايد. همچنين اين سيستم اپراتور را قادر مي سازد تا به سهولت تشخيص دهد براي دستيابي به شيب و تراز مطلوب، چه قسمتي از زمين بايد برداشته و چه قسمتي بايد پر شود و به چه ميزان.

  از طريق اين سيستم اپراتور مي تواند به سرعت پيشرفت عمليات را پيگيري نموده و با مقايسه آن با نقشه مورد نظر، تغييرات لازم را اعمال نمايد.

با بكارگيري اين ابزار، ديگر نيازي به پيكه هاي تراز درنقشه برداري محل نبوده، همچنين دوباره كاري ها كاهش يافته و ضرورت حضور نقشه برداران  در حوزه حركت  ماشين حذف مي گردد.

صفحه نمايش بزرگ و كيفيت مناسب نمايش اين سيستم، همچنين امكان فعال نمودن صفحه از طريق تماس دست و استفاده از رنگهاي كد بندي شده در صفحه نمايش، كاربرد آن را آسان نموده بطوريكه اپراتور به سهولت قادر به كنترل عمليات تسطيح و شيب بندي در هر شرايط آب و هوايي و هر زمان از شبانه روز خواهد گرديد.

در صفحه نمايش داخل كابين همچنين موانع موجود در سايت كاري و مرحله پيشرفت عملياتي قابل نمايش هستند. سپس نتايج عملياتي از طريق امواج راديويي با پهناي باند وسيع به دفتر سايت ارسال مي گردند و در آنجا اين نتايج به گزارشات مطلوبي براي كنترل ميزان توليد بر اساس پارامترهاي نوع ماشين، نوع عمليات، شيفت كاري و اپراتور تبديل مي گردند.

سهولت اپراتوري سيستم

انتقال و ظهور سريع و به هنگام بر روي صفحه نمايش قابل تنظيم، امكان تطبيق سريع ميزان پيشرفت با نقشه مورد نظر را فراهم مي نمايد. از ديگر فوايد اين روش آن است كه تفسير نقشه هاي الكترونيكي سهل تر از برآورد از طريق پيكه ها و پرچمهاي تراز سايت بوده همچنين ميزان دقت عملكرد با تغيير شرايط ديد كاهش نمي يابد.

در صورت ايجاب هرگونه تغيير در طرح ضمن كار، اپراتور مي تواند بدون حدس و گمان و يا هرگونه كمك خارجي، شيب و تراز جديد را انتخاب نمايد. اين سيستم موجب بهبود كارايي اپراتورها با هر سطح مهارتي خواهد شد.

شبكه اطلاعاتي

در سيستم CAES اطلاعات به هنگام عمليات توليد در يك شبكه اطلاعاتي شامل ماشينها، اپراتورها، مهندسان و مديريت پروژه مبادله مي گردد. مهندسين مي توانند بطور لحظه اي از طريق يك نرم افزار تحت Windows از پيشرفت كار مطلع گرديده و لحظه به لحظه پيشرفت اپراتور را با نقشه مورد نظر مقايسه نمايند. اين نرم افزار همچنين امكان گزارش گيري بر مبناي فاكتورهاي كليدي عملياتي از قبيل ميزان كارايي هر اپراتور، حجم ماده جابجا شده، زمان هر سيكل كاري و ... را براي مهندسان فراهم مي نمايد.

اين فاكتورها تصويري واقعي از ميزان توليد ايجاد نموده و فرصتي را براي بهبود مداوم عمليات فراهم مي آورند.

اجزاء سيستم

اين سيستم متشكل از بخشهاي ذيل است:

1.     يك مجموعه سخت افزاري كه بر روي ماشين نصب مي شود شامل:

   I.      گيرنده فرستنده راديويي

   II.      آنتن

   III.      پردازشگر

2.     يك مجموعه نرم افزاري شامل:

                                        I.      نرم افزار METS manager كه در محيط Windows NT اجرا شده و مديريت شبكه راديويي را انجام مي دهد. اين نرم افزار مي تواند اطلاعات خروجي از يك نرم افزار مهندسي را به عنوان داده هاي ورودي دريافت نموده و پردازش كند. همچنين انتقال اطلاعات بين سايت و دفتر از طريق اين نرم افزار صورت مي گيرد.

                                     II.      نرم افزار CAES office: اين نرم افزار لحظه به لحظه عمليات ماشين را پايش نموده و با نقشه مرجع مقايسه مي كند.

3.     شبكه بي سيم: اطلاعات به صورت سيگنال از طريق آنتن GPS در يك شبكه ماهواره اي  انتقال مي يابد. فركانس امواج 450 و يا 900 مگاهرتز با پهناي باند وسيع بوده و سرعت انتقال اطلاعات بسيار بالا است.

4.     ايستگاه مرجع GPS: به منظور سنجش مختصات هر نقطه از زمين توسط موقعيت ياب جهاني، ايستگاهي به عنوان مرجع انتخاب و مختصات نقاط نسبت به آن سنجيده مي شود.

مزاياي كاربرد CAES

*    دقت و يكنواختي عمليات:

به دليل كنترل تراز توسط ماشين در كل اجراي عمليات، كار طاقت فرساي تخمين توسط اپراتور در فاصله بين پيكه هاي تراز كه احتمال خطا و دوباره كاري در آنها بالا بوده حذف گرديده و درصد دقت و يكنواختي تراز در كل سطح عملياتي افزايش مي يابد.

*    افزايش راندمان توليد:

راندمان توليد و سود حاصله در شرايط استفاده از اين سيستم به دلايل متعدد افزايش مي يابد. صرفه جويي در زمان به دليل حذف زمان بيكاري ماشين در هنگام كنترل تراز توسط تيم نقشه برداري، يكي از علل مهم افزايش توليد است.

*    كاهش مواد جابجاشده:

مزيت مهم ديگر، جابجايي حجم صحيحي از ماده در مرتبه اول است كه باعث صرفه جويي در هزينه مي شود.

*    ايمني بيشتر:

به دليل عدم نياز به نيروي انساني براي كنترل تراز در كنار ماشين، ايمني در سايت كاري افزايش مي يابد.

*    كاهش نيروي انساني مورد نياز

*    اجراي عمليات در شب

*    كاربرد بهينه ماشين و كاهش هزينه ها

به طور كلي كاربرد اين سيستم در حدود 90 درصد كاهش هزينه ها را در نقشه برداري و هزينه هاي پيكه گذاري، 66 درصد در كنترل تراز و 30 الي 50 درصد كاهش هزينه را به دليل بهبود توليد به دنبال خواهد داشت.


 

منبع : 6 ميم