南浦大桥温度实时采集系统的研制PPT课件

采用新方法提高南浦大桥冰雪天科学处置功效 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 课题背景 近年来 上海市极热极寒的天气逐渐增多 冬天时节 往往要经历几场大雪 而每当冰雪天来临桥上出现积雪时 南浦大桥都会启动应急预案 做好路面播撒融雪剂的准备 观察到从桥上出现积雪到上桥进行处置 往往存在一定的延时 如果能够预测桥面何时出现积雪 就可以有效避免这种延迟 因此 QC小组针对如何研究设计一种新方法 提高应急响应速度并科学控制融雪剂播撒 开展了此次小组活动 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 小组简介 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 小组简介 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 QC小组组织分工表 2014年4月 小组简介 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 冰雪天气时 桥面容易发生积雪或结冰 需要快速反应处置 启动应急预案 以保障桥面通行安全 由于融雪剂需要时间准备 因此 需要采取有效的方法 提前发现并预测路面状况的变化 从而保障大桥安全运营 选题理由 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 确保人力物力正确投入 需要快速处置 保障安全畅通 2014年4月 目标设定 路面温度与气温不一致 在启动预案时 需要根据路面温度状况来判断 目前主要是巡视车上桥通过红外线测温仪进行路面温度采集 但这种设备在低温区域的测量值偏差较大 对预案的及时启动融雪剂用量控制产生影响 并可能存在延时的各种问题 我们对应急预案每个步骤所需时间统计如下 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 目标设定 目标 研究设计一种新方法 提高检查桥面状况的效率 减少应急预案启动的延时至15分钟以内 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 活动开展情况 方案一 增加路面巡视频率从每小时上桥观察路面状况一次 增加到每半个小时巡视一次 并要求巡视人员降低车速 增加在桥面观察时间 在试验这个方案时我们发现 该方案可以得到较为准确直观的结果 但于此同时 需要投入较多的人力和物力 而且难以做到完全避免延时 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 提出方案 2014年4月 活动开展情况 提出方案 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 方案二 设计一套天气预报收集系统 判断温度变化该方案考虑设计一套天气预报收集系统 在线收集各主要天气预报网站的实时温度变化信息 科学计算出一个较为可靠的温度值并换算成桥面温度 中控员每5分钟抽取一次温度数据 当桥面温度到达冰点时 立刻启动应急预案 这个方案无需浪费人力物力 也可以实时得到温度变化信息 似乎是较为合适 但在方案初步考察实施时我们发现 提供实时天气预报的网站 其地区精度最多只能到区一级 而我们需要南浦大桥范围内的温度实时变化情况 而这是难以寻找到的数据 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 方案三 设计温度采集系统从桥面采集温度考虑在主桥路面下埋设温度传感器 采集路面实时温度 在计算机上显示现场的即时温度 为管理人员提供参数 判断依据 同时可根据温度的曲线分析温度变化趋势 供中控人员作出合理判断 这个方案可以提供准确的桥面温度信息 因为所提供的温度信息是实时的 可以避免因观察路面状况而延误应急预案的启动 提出方案 2014年4月 活动开展情况 方案二 方案一 方案三 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 不可行 不可行 可行 确定最佳方案 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 概要流程图 制定对策 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 1 因果分析针对方案中的每一个步骤 小组成员运用 头脑风暴法 从 人 机 料 法 环 等五个方面 来考虑对方案在实施过程中可能遇到的问题进行了预测分析 利用 因果分析图 得到末端因素 制定对策 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 为找出主要原因 小组运用理论分析与现场调查相结合的方法 对因果分析图中的8条末端原因进行逐条确认 并制定要因确认计划表 制定对策 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因一 中控人员培训不到位 为验证所有中控人员是否达到培训要求 QC小组对每名中控人员进行了理论考试及现场考察 对考察过程中的误操作进行了现场更正讲解 重新培训 重新培训后 所有中控操作人员均已能达到要求 结论 非要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因二 中控人员读数不及时 为验证中控人员是否有读数不及时现象 QC小组成员采用现场调查的方式 调取了每个中控班组各两天的监控录像 通过逐一检查中控员是否按照规定实时监控路面温度变化情况 发现所有班组人员均能够按照要求做到及时观察温度数据 结论 非要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因三 温度采集器灵敏度 精度不足 用于观测温度的设备仪器很多 则可能造成系统自身存在的延时 进而造成中控人员的判断失误 QC小组在参考了市面上很多同类产品后 决定采用铂电阻温度传感器 它是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器 其测量准确度高 测量范围大 复现性和稳定性好等 被广泛用于中温 200 C 650 C 范围的温度测量中 它的热响应时间少 动态误差小 铂电阻 PT100 A级精度 可以有效满足大桥的需要 且设备不易损坏 也容易更换 方便易得 结论 非要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因四 采集器埋设深度影响采集温度值 沥青路面在温度传导时 具有一定的延时性 这与地表环境 温度等都有一定的关系 在查阅相关论文及研究资料时我们发现 有成果表明在沥青层厚度达到7cm时 与路面温度变化的延时可达到1h 影响很明显 结论 是要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因五 采集器埋设位置影响采集最低温度 考虑到采集器不能被过往车辆碰撞损坏 且设备安置不能对大桥本身结构造成影响 我们将温度采集器埋设路面下方 而必须选择桥面温度最为寒冷 或最为代表性的位置 这样才能在路面温度接近冰点时快速做出反应 小组成员分别在浦东 浦西及主桥面三处随机选取位置 在同一时间相同光照条件对桥面温度进行了测量 发现浦东测量温度为4 2 浦西测量温度为3 9 主桥面为3 2 又在这三处位置对无光照条件下测量结果为 浦东 3 5 浦西3 3 主桥面 2 7 可以发现他们之间相差较大 因此可以确定选择最佳的采集器埋设位置是非常必要的 结论 是要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因六 湿度对路面积雪的影响 小组成员调取了过往五年南浦大桥出现路面积雪应急响应的资料 并调查了路面出现积雪的时间 当时湿度等数据 从过往资料中我们发现 积雪天气时 湿度都在70 以上 而相反判断 在湿度达到70 以上时 却不一定出现路面积雪现象 因此可以判断 湿度是影响路面是否积雪的一个因素 但不具备必然联系性 结论 非要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因七 过往车辆碾压对路面积雪的影响 过往车辆行驶在路面时 会对路面产生一定的压力和摩擦力 这些力所做的功将转化为热能 过往车辆多时 则可能虽然路面温度达到冰点 但依然不会有积雪 但查阅南浦大桥过往五年道路积雪应急响应的资料中 我们发现车辆的碾压对路面温度的提升作用很小 不足以提供有效证据证明车辆较多时 路面积雪会延后 结论 非要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 末端原因八 中央控制器需要有分析温度变化速率的能力 QC小组成员检查了过往资料的整理情况 从过往资料中 能够反映每小时 桥面的温度 风力 湿度等数据 资料较为全面 但由于记录人员只是每小时记录一次 难以形成变化速率曲线图等可以进行常规分析的资料 因此也就不能够为之后的科学计算提供数据 所以在系统中加入这些功能 为日后的数据分析积累资料 是十分必要的 结论 是要因 要因分析 2014年4月 活动开展情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 要因分析 经过逐条认真确认 我们找到了 设计温度采集系统采集桥面温度 的主要困难问题有三条 它们分别为 3 中央控制器需要有分析温度变化速率的能力 2 采集器埋设位置影响采集最低温度 1 采集器埋设深度影响采集温度值 2014年4月 制定对策P阶段 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 对策实施D阶段 实施一采集器埋设深度影响采集温度值 过往车辆的碾压 会对采集器的使用寿命带来影响 因此需要埋设在路面以下 通过测算这个深度至少为1cm 在这个安全深度的前提下 QC小组实验在路面不同深度分别埋设采集器 从深度1cm至路面深度5cm 每1cm埋设一只采集器 用以测量实际温度值 对比24h的采集数据后我们发现 埋设深度大于2cm时 温度延时呈指数变化趋势 较为明显 小于2cm时 温度变化的延时小于5min 影响较小 在考虑保护采集器的因素后 我们决定 将埋设深度定为2cm 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 对策实施D阶段 实施二采集器埋设位置影响采集精度 受风面的温度要低于背风面的温度 受风风力大的位置要低于受风风力小的位置 为找到采集最佳埋设位置 就是找到桥面温度最低的位置 QC小组成员首先利用气象网站观测了上海市每年12月至2月的风向风力变化情况 根据南浦大桥的桥型判断了南浦大桥的受风面 在找到桥面受风面的位置之后 小组成员以20m为一个温度测量点 10组为一个测量节点 沿受风面进行温度测量实验 在总结了大量的实验数据之后 小组成员在主桥面找到了最佳的埋设位置 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 对策实施D阶段 实施三中央控制器需要有分析温度变化速率的能力 若系统能够带有分析温度变化的功能 可以辅助中控员更早判断路面是否要出现积雪 提前做好应急准备 在已有的温度实时采集系统中 加入绘制温度变化曲线的功能 在设置采集频率时 当温度高于5 时 每半小时采集一个数据点 当温度低于5 时 每5分钟采集一个数据点 这样描绘的曲线对温度变化的特征反应明显 可以有效的辅助中控人员对温度的预测 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 中央控制器系统对温度湿度等数据的统计分析 2014年4月 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 检查实施效果C阶段 1 目标完成情况 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 检查实施效果C阶段 2 社会效益 南浦大桥地处市中心 每天有大量的社会车辆过往 保证这些车辆的安全行驶 是每一个大桥养护人的使命 尤其在冰雪天等行车条件不佳的时候 如何尽最大努力帮助提升行车安全 更是我们不懈的追求 建设路面温度采集系统 可以当路面出现积雪时 极大的提高我们应急响应的反应速度及准确性 这不仅可以帮助我们更科学的控制融雪剂的播撒 而更快的反应速度 则代表着更小的行车事故隐患 而这些社会效益 就是我们真正做到 微笑在南浦 满意留大桥 的坚实保障 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 巩固措施与标准化A阶段 温度采集系统每天采集大量的桥面温度 湿度等数据 这些数据的积累是十分重要的 对此 QC小组成员制定了专门的数据分析及整理小组 整理24小时的温度 湿度数据 温度变化曲线等资料 并将积累的资料来绘制月度 年度温度变化曲线 分析高温天数等作用 上海浦江桥隧大桥管理有限公司南浦分公司QC活动小组 2014年4月 总结回顾及今后打算 本次QC小组活动在公司领导的支持下 在所