【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染土壤的原位修复，具体涉及一种高压旋喷自动化施工方法及系统。
技术介绍
1、近年来，部分地区的土壤污染问题依然严重、整体情况比较复杂，且有“由点至面”的扩散趋势。随着工业的高速发展，有机污染问题逐渐突出。土壤中大量复合有机污染物会改变土壤的理化性质，破坏局部生态系统，对区域的动植物产生间接和直接毒性作用，并通过食物链的富集和放大效应对人类健康造成严重的危害，进而严重影响土地的使用功能。
2、由于污染场地存在修复介质多样化、水文地质条件复杂性、污染类型多样化、污染物特殊性、分布不均性及差异性等因素，决定了土壤及地下水原位修复的难度和挑战性，对修复技术选择的要求很高。土壤污染存在不均质性和隐蔽性，土壤的占位超标率可能与表面积整体超标情况存在较大差异，土壤污染不直观，污染程度深浅不一，因此对土壤治理技术要求极高，需要依赖先进的技术和专用装备，以科学合理地确定修复计划应对复杂多样的污染形式。
3、当前污染场地修复施工现场情况复杂、施工环节多，使得现场管理人员对施工现场技术参数难以把控，现场纸质记录困难，现场施工技术参数执行情况难以得到有效的监管，导致污染土壤多次修复，造成过度修复情况。在传统施工技术上，人工成本不断提高，人工费用在整体费用投入占比也越来越大。传统高能耗、扰动大、粗放式的修复施工模式将被逐渐淘汰。采用数字化技术，通过智慧管控+自动适应控制，是未来修复工程施工的发展方向。
4、目前行业内在现场所采用的数字化技术多为智慧工地，主管安全以及人员，而对现场施工作业的信息参数采集以
技术实现思路
1、本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种高压旋喷自动化施工方法及系统，通过场地调查的检测数据以及相关采样深度资料，构建本项目污染范围平面区域以及纵向深度模型，结合污染情况以及污染深度自适应匹配施工作业模式以及技术参数，通过信息化智慧管控平台，实现施工任务的规划以及下发，通过现场工作站以及执行单元，完成对任务规划包的解码以及执行。实现对环境修复项目全寿命周期管控，改变现有修复工程施工的粗放模式，加强施工过程的精准控制，减少潜在二次污染风险，做到精细化施工，实现修复项目智能、高效施工。
2、本专利技术的第一目的是提供一种高压旋喷自动化施工方法，包括：
3、包括信息化管理平台、工程师站、以及智能执行单元；其中：
4、所述信息化管理平台包括：利用基础数据构建的污染概念模型、作业网格生成模块、模式匹配模块、任务作业包生成模块和任务作业包分解下发模块；
5、所述工程师站接收任务作业包分解下发模块的任务作业包，对任务作业包进行检测后下发至智能执行单元；
6、所述智能执行单元包括高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站。
7、优选地，所述基础数据包括采样点位信息、污染物名称、cas号、采样深度信息、污染物浓度、污染物对应筛选值；利用基础数据构建的污染概念模型时，首先对基础数据进行数据标准化预处理，编译成模版，模版中提取的识别要素为点位坐标、采样深度、污染物名称、对应cas号、污染物浓度、污染物对应修复目标值。
8、优选地，所述作业网格生成模块从污染概念模型获取污染区域的信息，按照设定的标准作业网格范围，适配污染区域平面，并对污染区域平面中不规则的边角进行裁剪，以适配红线作业区域，生成作业网格；
9、所述模式匹配模块根据污染概念模型和作业网格，自适应匹配修复作业模式，基于污染物结构的稳定性，初步核算污染物分解最大能垒，根据最大能垒，计算需要发生降解反应所需药剂量，根据药剂溶解情况，适配药剂配置最大适宜浓度并结合标准网格内注入桩数，分解药剂总量至每根注入桩；
10、所述任务作业包生成模块基于所述污染概念模型，根据标准化作业网格内参数、红线作业区域、药剂配置量、作业模式，形成任务作业包；
11、所述任务作业包分解下发模块将所述任务作业包进行拆分，并下发至高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站，所述高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站根据拆分后的任务作业包，执行相应的施工指令。
12、优选地，所述识别要素经过初步运算筛选，标识出其中的超标点位相关信息；从筛选数据中，选择对应特征污染物，根据预设污染物修复难度赋值进行赋值，其修复难度的运算公式如下：
13、
14、其中，cm为该区域污染物最大浓度(mg/kg)，cl为土壤污染因子筛选值(mg/kg)，jm为污染因子反应阶段吉布斯自由能，jn生成阶段吉布斯自由能，ka为毒理学权重系数,p为修复过程中所需总能量，将修复过程中所需总能量置换为修复难度。
15、优选地，所述标准化作业网格内参数包括：作业点位的生成与分布、补点点作业的生成与分布、作业点位网格边界覆盖、作业点位注药量生成。
16、优选地，所述施工模式包括：默认标准作业模式、定深单次作业模式、区间作业模式、循环往复作业模式。
17、本专利技术的第二目的是提供一种高压旋喷自动化施工方法，包括：
18、s1、利用场地调查污染物数据和补充调查数据，构建污染概念模型；
19、s2、基于污染概念模型，生成高压旋喷施工任务包；
20、s3、将高压旋喷施工任务包拆分后，下发至高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站；高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站根据接收到任务包，执行相应的指令。
21、优选地，所述场地调查污染物数据和补充调查数据包括采样点位信息、污染物名称、cas号、采样深度信息、污染物浓度、污染物对应筛选值。
22、优选地，在s2中，高压旋喷施工任务包包括作业红线范围、作业点位数量及深度、作业点位模式、所需药剂量；高压旋喷施工任务包经过技术工程师审核后，下发至现场工程师站，工程师站解码拆分高压旋喷施工任务包并回传至平台进行完整性评估，评估合格后，工程师站将高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站进行组态，构成一条完整的施工作业链，高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站依照分解任务自动或引导完成施工任务。
23、优选地，在s3中，高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站在执行相应指令的过程中，智能化仪表实时采集当前数据，并送至现场工程师站以及智慧管控信息化系统，与施工任务包中设定的各项技术参数进行对照，对施工作业状态以及施工计划完成情况进行对比分析，形成施工过程参数信息闭环循环。
24、本专利技术具有的优点和积极效果是：
25、本专利技术首先利用场地调查污染物数据和补充调查数据，构建污染概念模型，然后利用该污染概念模型生成任务包，最后利用任务包指导现场的高压旋喷自动化施工过程；整个控制过程智能化和自适应化程度高；
26、本专利技术在执行完高压旋喷自动化施工过程后，能够获取施工后的数据，同时将该数据反馈至污染概念模型，进而能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，包括信息化管理平台、工程师站、以及智能执行单元；其中：
2.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述基础数据包括采样点位信息、污染物名称、CAS号、采样深度信息、污染物浓度、污染物对应筛选值；利用基础数据构建的污染概念模型时，首先对基础数据进行数据标准化预处理，编译成模版，模版中提取的识别要素为点位坐标、采样深度、污染物名称、对应CAS号、污染物浓度、污染物对应修复目标值。
3.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述识别要素经过初步运算筛选，标识出其中的超标点位相关信息；从筛选数据中，选择对应特征污染物，根据预设污染物修复难度赋值进行赋值，其修复难度的运算公式如下：
5.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述标准化作业网格内参数包括：作业点位的生成与分布、补点点作业的生成与分布、作业点位网格边界覆盖、作业点位注药量生成。
6.根据权利要求1所述的高压旋喷
7.一种高压旋喷自动化施工方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的高压旋喷自动化施工方法，其特征在于，所述场地调查污染物数据和补充调查数据包括采样点位信息、污染物名称、CAS号、采样深度信息、污染物浓度、污染物对应筛选值。
9.根据权利要求7所述的高压旋喷自动化施工方法，其特征在于，在S2中，高压旋喷施工任务包包括作业红线范围、作业点位数量及深度、作业点位模式、所需药剂量；高压旋喷施工任务包经过技术工程师审核后，下发至现场工程师站，工程师站解码拆分高压旋喷施工任务包并回传至平台进行完整性评估，评估合格后，工程师站将高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站进行组态，构成一条完整的施工作业链，高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站依照分解任务自动或引导完成施工任务。
10.根据权利要求7所述的高压旋喷自动化施工方法，其特征在于，在S3中，高压旋喷作业桩机、注塞泵、配药站在执行相应指令的过程中，智能化仪表实时采集当前数据，并送至现场工程师站以及智慧管控信息化系统，与施工任务包中设定的各项技术参数进行对照，对施工作业状态以及施工计划完成情况进行对比分析，形成施工过程参数信息闭环循环。
...【技术特征摘要】
1.一种高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，包括信息化管理平台、工程师站、以及智能执行单元；其中：
2.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述基础数据包括采样点位信息、污染物名称、cas号、采样深度信息、污染物浓度、污染物对应筛选值；利用基础数据构建的污染概念模型时，首先对基础数据进行数据标准化预处理，编译成模版，模版中提取的识别要素为点位坐标、采样深度、污染物名称、对应cas号、污染物浓度、污染物对应修复目标值。
3.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述识别要素经过初步运算筛选，标识出其中的超标点位相关信息；从筛选数据中，选择对应特征污染物，根据预设污染物修复难度赋值进行赋值，其修复难度的运算公式如下：
5.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述标准化作业网格内参数包括：作业点位的生成与分布、补点点作业的生成与分布、作业点位网格边界覆盖、作业点位注药量生成。
6.根据权利要求1所述的高压旋喷自动化施工系统，其特征在于，所述施工模式包括：默认标准作业模式、定深单次作业模...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丁，王力鑫，王斌，杨成良，韩勇，李瑞海，
申请(专利权)人：天津渤化环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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