道路施工機(jī)群智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用研究

張志國

(河北省邢臺市路橋建設(shè)總公司)

1 道路施工機(jī)群智能化管理系統(tǒng)的整體設(shè)計

第一，施工單機(jī)。每個施工單機(jī)都有自己的施工任務(wù)，它們可以運用自帶的傳感器進(jìn)行溫度以及壓力等的參數(shù)監(jiān)測與顯示;它們自帶的定位機(jī)器能夠搜集準(zhǔn)確的位置信息;它們還能夠進(jìn)行無線通信，把從傳感器和定位機(jī)器中得到的參數(shù)與信息都準(zhǔn)確地傳輸給機(jī)群中心站，與此同時，還能夠搜集到機(jī)群中心站發(fā)出來的指令。

第二，機(jī)群中心站。一般會布置在施工的現(xiàn)場，對由各個單機(jī)組合而成的機(jī)群進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，其具體任務(wù)是:施工開始之前完成資源的優(yōu)化配置和道路的合理選擇;施工進(jìn)行的過程當(dāng)中，對所有單機(jī)的工作狀態(tài)以及質(zhì)量等參數(shù)進(jìn)行實時的信息采集，以此來完成對于單機(jī)的運行實況以及工作效率的管理與控制;及時處理參數(shù)顯示出的單機(jī)的不良工作狀態(tài)，并且進(jìn)行資源的優(yōu)化配置和調(diào)度;把獲取的所有單機(jī)的整個工作過程中的狀態(tài)參數(shù)做一個實時的記錄，并且將這些數(shù)據(jù)存儲到機(jī)群數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，最后需要將這些數(shù)據(jù)資料提供給公司的中心站以及制造廠商。

第三，制造廠商中心站。這個站點的位置是在單機(jī)制造廠商的總部，它需要對自己賣出去的單機(jī)做一個實時的跟蹤調(diào)查，做出質(zhì)量跟蹤報告，這些調(diào)查的數(shù)據(jù)來源就是機(jī)群中心站。站點所進(jìn)行的工作就是對自己生產(chǎn)的單機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)管與控制，同時還要收集到每個單機(jī)的運行數(shù)據(jù)。

第四，施工公司中心站。這個站點的位置是在施工工程的指揮中心，對工程指揮中心監(jiān)控管理的施工機(jī)群中心站和它自己的下屬單位進(jìn)行一個遠(yuǎn)程的監(jiān)管。它需要依靠機(jī)群中心站進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時接收，與此同時，還需要依靠制造廠商中心站進(jìn)行單機(jī)性能參數(shù)的實時接收，以此來達(dá)到對施工進(jìn)程以及單機(jī)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的，對運行數(shù)據(jù)有一個很好的掌握。

2 機(jī)群中心站所使用的監(jiān)控系統(tǒng)軟件模塊

2.1 人機(jī)互交界面

這個模塊為用戶和軟件系統(tǒng)的交互作用提供了一個統(tǒng)一的平臺，用戶一般都會利用鍵盤和鼠標(biāo)等工具從監(jiān)控界面把想要進(jìn)行的指令傳輸給機(jī)器監(jiān)控系統(tǒng)。而機(jī)器監(jiān)控系統(tǒng)接收到指令以后，就會通過數(shù)據(jù)庫和功能模塊的運行操作來完成相應(yīng)的任務(wù)需求，與此同時，還需要把指令實行的結(jié)果反饋到用戶那里，這個過程需要借助文本、圖形以及聲音等表現(xiàn)形式來實現(xiàn)。

2.2 公共數(shù)據(jù)區(qū)

單機(jī)把獲取的數(shù)據(jù)信息在特定的時間傳輸給機(jī)群的中心站，并且暫時把這些數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存當(dāng)中的公共數(shù)據(jù)區(qū)，這些數(shù)據(jù)為其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析奠定了一定的基礎(chǔ)。經(jīng)過計算得到的結(jié)果以及過程當(dāng)中的重要數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲，而公共數(shù)據(jù)區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)信息必須要是最新的。

2.3 機(jī)群生產(chǎn)監(jiān)控模塊

這一模塊作為集群管理系統(tǒng)的核心單元，它的作用非常顯著:第一，確保優(yōu)良的施工質(zhì)量;第二，單機(jī)的工作狀態(tài)能夠長時間保持穩(wěn)定和正常;第三;確保穩(wěn)定正常的施工過程;第四，盡可能提高施工的經(jīng)濟(jì)效益，，這就要求盡可能降低成本。

這一模塊的功能體現(xiàn)為:第一，單機(jī)采集到的實時參數(shù)能夠通過人機(jī)交互界面進(jìn)行及時的顯示，如果獲得的參數(shù)部分缺失或者是很不合理，能夠進(jìn)行警告提醒，這樣工作人員就能夠進(jìn)行及時的單機(jī)狀態(tài)檢測;第二，對單機(jī)進(jìn)行定期的檢查，不一樣的單機(jī)還需要進(jìn)行特定的工作狀態(tài)校對，這樣才能夠方便工作人員對不良運行狀況以及故障等進(jìn)行及時的修護(hù);第三，對于各個主體設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢查與統(tǒng)計，得到的數(shù)據(jù)能夠為施工決策提供可靠的依據(jù);第四，對于瀝青成品料一定要進(jìn)行一個準(zhǔn)確的統(tǒng)計，這樣才能夠真正做到資源的優(yōu)化配置，為機(jī)群的調(diào)度提供可靠的依據(jù);第五，進(jìn)行故障的及時診斷。

2.4 靜態(tài)資源配置模塊

這個模塊的根本性目標(biāo)就是盡可能降低成本，大幅度提升生產(chǎn)效率，施工之前就需要做好配置工作，所以施工單位對于項目的承包需要做出慎重的決定，必須先綜合考慮自身的機(jī)械化施工水平，確定與此相匹配的承包規(guī)模，這樣才能確保施工單位自身實力的良好發(fā)揮，真正提升單位獲得的經(jīng)濟(jì)效益。對于機(jī)群進(jìn)行靜態(tài)資源配置是站在宏觀的角度針對單機(jī)提出的一種配置方式，人們會綜合考慮單機(jī)性能和具體工程最終得到一個機(jī)種數(shù)量的最優(yōu)化配制，這樣才能夠確保道路的施工質(zhì)量，并且最大限度地降低成本。

2.5 動態(tài)優(yōu)化調(diào)度模塊

如果機(jī)群的生產(chǎn)狀況出現(xiàn)了異常，比如說進(jìn)度變化，單機(jī)故障以及質(zhì)量問題等，要想使得機(jī)群能夠繼續(xù)保持正常的施工狀態(tài)，單機(jī)依然能夠穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，工序也能夠緊密進(jìn)行，這樣才能夠保證不出現(xiàn)堆積材料以及設(shè)備停工等異常狀況，這時候動態(tài)優(yōu)化調(diào)度模塊就顯示出了其不可或缺的位置。它能夠依靠機(jī)群中心站的實時監(jiān)控子系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)資料對機(jī)群做一個預(yù)先的動態(tài)的優(yōu)化調(diào)度，這個過程的完成通過設(shè)置設(shè)備的工作參數(shù)以及數(shù)量來實現(xiàn)。

3 結(jié)語

道路施工機(jī)群智能化管理系統(tǒng)具有突破性的意義，因為它徹底地瓦解了機(jī)械制造企業(yè)把高性能的單機(jī)作為發(fā)展目標(biāo)的陳舊思想，使人們開始運用機(jī)群聯(lián)合操作，以此來獲得最優(yōu)質(zhì)的施工產(chǎn)品以及最大的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時，值得一提的就是，道路施工機(jī)群智能化管理系統(tǒng)巧妙地運用了計算機(jī)科學(xué)技術(shù)，不僅大大拓寬了工程機(jī)械產(chǎn)品的使用功能，而且還進(jìn)行了性能的創(chuàng)新。從這些角度考慮，道路施工機(jī)群智能化管理系統(tǒng)在工程機(jī)械技術(shù)方面是一個大的跨越，這勢必推動道路施工機(jī)群的技術(shù)發(fā)展，對于施工工程是一個特大的福音。

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［1］董洪偉.機(jī)械智能化技術(shù)實現(xiàn)分析［J］.中國對外貿(mào)易(英文版)，2011，(4).

［2］姜濤.城市道路維修新技術(shù)的應(yīng)用.科技傳播，2011，(15).