瀝青混凝土路面施工機(jī)群施工過程智能化控制分析

農(nóng)建州

【摘 要】眾所周知，瀝青混凝土路面施工具有工期長和施工量大的特點，在工程項目施工時經(jīng)常會受到外在因素的干擾，這就需要開展機(jī)群施工模式，并且在機(jī)群施工中實現(xiàn)施工過程智能化控制，在保證各項儀器設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時，提升瀝青混凝土路面施工效率和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土路面；施工機(jī)群施工；智能化控制

【中圖分類號】U415.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）06-0075-02

0 引言

當(dāng)前，在公路路面施工時經(jīng)常會使用到瀝青混凝土材料，這種材料能提升公路路面的施工質(zhì)量和美觀性。瀝青混凝土路面的施工較為復(fù)雜，在工程項目施工時會使用到一系列機(jī)械設(shè)備，這就需要對瀝青混凝土路面施工中各類機(jī)械設(shè)備實施智能化控制，減少各類儀器設(shè)備在運(yùn)行時出現(xiàn)問題的可能性，有效提升瀝青混凝土路面施工質(zhì)量。

1 瀝青混凝土路面施工過程智能控制體系

從瀝青混凝土路面施工的角度出發(fā)，明確瀝青混凝土路面施工具備以下特點：第一，瀝青混凝土路面施工流程包括瀝青混凝土攪拌、運(yùn)輸、攤鋪及壓實等作業(yè)，必須按照規(guī)定的施工流程進(jìn)行瀝青混凝土路面的施工，彰顯工程項目施工的層次性。第二，在瀝青混凝土路面施工時，需要使用多種機(jī)械設(shè)備，但是多數(shù)機(jī)械設(shè)備只與區(qū)域內(nèi)的機(jī)械設(shè)備有所關(guān)聯(lián)，并不會影響其他區(qū)域的機(jī)械設(shè)備，這說明瀝青混凝土路面施工具備區(qū)域性特點。第三，盡管瀝青混凝土路面施工時存在多種機(jī)械設(shè)備配置方案，但是在整個工程項目施工現(xiàn)場，每一個機(jī)種的作用是固定的，并不會因為配置方案變化而出現(xiàn)機(jī)種作用變化的現(xiàn)象。

在瀝青混凝土路面施工智能控制體系建設(shè)過程中，應(yīng)充分考慮瀝青混凝土施工的特點，并按照其特點構(gòu)建智能化控制系統(tǒng)，保證各類機(jī)種處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。就目前來看，在瀝青混凝土施工時所應(yīng)用的智能化控制系統(tǒng)主要為分布—分層式樹狀控制體系，包括中央智能控制、拌和智能控制、運(yùn)輸智能控制、攤鋪智能控制和壓實智能控制5個子系統(tǒng)。而且在對該種智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的過程中，施工技術(shù)人員要了解該種智能化控制系統(tǒng)每一層次的控制主體和核心任務(wù)存在本質(zhì)上的差異，能夠滿足瀝青混凝土路面施工機(jī)群施工的多項要求。中央智能控制系統(tǒng)能夠綜合施工現(xiàn)場的各項信息對原有瀝青混凝土路面機(jī)群施工方案進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，全面提升瀝青混凝土路面機(jī)群施工的合理性。拌和智能控制主體、運(yùn)輸智能控制主體、攤鋪智能控制主體及壓實智能控制主體等系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)瀝青混凝土施工過程中各項專項工作，具備一定的權(quán)限性。因此，進(jìn)行瀝青混凝土路面施工時，應(yīng)保證施工人員對智能化控制系統(tǒng)各項子系統(tǒng)的作用有所了解，只有這樣，才能充分發(fā)揮智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。

2 瀝青混凝土路面施工過程智能化控制

為了彰顯智能化控制的實用性價值，必須按照規(guī)定的程序進(jìn)行瀝青混凝土路面施工智能化控制。從智能化控制主體和其他項目控制的角度出發(fā)，機(jī)群施工智能化控制過程具體包括下幾個方面：首先，在進(jìn)行瀝青混凝土路面施工之前，需要相關(guān)人員對施工現(xiàn)場環(huán)境和各項機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效分析，必要時還可以調(diào)度數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，按照各項數(shù)據(jù)信息的要求進(jìn)行瀝青混凝土路面施工現(xiàn)場機(jī)械資源的科學(xué)合理配置。其次，需要專業(yè)人員對智能控制系統(tǒng)進(jìn)行有效分析，并對瀝青混凝土路面施工任務(wù)進(jìn)行合理的分配與調(diào)整，確定投入瀝青混凝土路面施工現(xiàn)場的各類機(jī)械設(shè)備的數(shù)量。最后，在瀝青混凝土路面機(jī)群施工時，還需要采取通信模塊對各種機(jī)械設(shè)備實施有效控制，盡可能地保證智能化控制系統(tǒng)中子系統(tǒng)運(yùn)行模式與中心控制系統(tǒng)運(yùn)行要求處于相互銜接的狀態(tài)，這對于提升各項智能化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果也是非常重要的。

2.1 物料存量控制

在進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)的過程中，必須保證其中所投放的原材料數(shù)量符合公路路面施工要求，避免出現(xiàn)原材料浪費和不充足的情況。因此，瀝青混凝土路面施工需要應(yīng)用物料存量控制系統(tǒng)，充分考慮物料的時效性特點，按照瀝青混合料配比要求進(jìn)行原材料的投放，避免原材料投放超標(biāo)或者沒達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。從智能化控制系統(tǒng)的角度出發(fā)，應(yīng)保證拌和智能主體與物料存量處于相互平衡的狀態(tài)，全面提升物料投放的合理性。

2.2 物料鏈控制

對于瀝青混合料生產(chǎn)來說，應(yīng)保證瀝青混合料生產(chǎn)符合工程項目實際需求和物料產(chǎn)量要求，這就需要施工技術(shù)人員對瀝青混合料生產(chǎn)進(jìn)行物料鏈控制，在保證拌和系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)合理性的同時，確保瀝青混合料配比能夠滿足工程項目施工實際的需求。此外，各個智能化控制系統(tǒng)能夠利用發(fā)消息的方式實現(xiàn)信息交流，提升各項智能化控制系統(tǒng)運(yùn)行的連貫性，這對于提升瀝青混凝土路面機(jī)群施工效果是非常重要的。

從物料鏈控制的角度出發(fā)，明確物料鏈控制流程如下：在拌和智能控制系統(tǒng)接收中央控制系統(tǒng)指令之后，會按照工程項目實際施工要求和其他子系統(tǒng)運(yùn)行需求，進(jìn)行物料需求和決策控制。如果出現(xiàn)控制系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行的現(xiàn)象，就需要對物料鏈系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化重組，或者按照工程項目施工要求添置新的儀器設(shè)備。如果原材料拌和不能滿足相關(guān)要求，可以向中央控制系統(tǒng)傳輸需求原材料的信息，以獲取更多的原材料，在改善原料運(yùn)輸狀況的同時，實現(xiàn)物料鏈穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。

2.3 混合料質(zhì)量控制

運(yùn)輸智能控制主體承擔(dān)的主要責(zé)任是在運(yùn)輸物料溫度及物流等眾多因素的控制下，讓材料拌和智能主體與物料運(yùn)輸智能主體之間聯(lián)系緊密，保證材料運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性和有效性。從系統(tǒng)簡化處理的層面進(jìn)行分析，可以將運(yùn)輸過程看做是一個帶時滯性的控制過程。運(yùn)輸智能控制主體控制指令下達(dá)過程中會對眾多因素進(jìn)行分析，其中包括運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量、運(yùn)輸設(shè)備的總承載能力、材料運(yùn)輸距離，在不考慮其他偶然因素影響下的運(yùn)輸周期，通過信息融合的方式將眾多運(yùn)輸參數(shù)進(jìn)行時滯量的轉(zhuǎn)變，在此基礎(chǔ)上結(jié)合環(huán)境溫度因素進(jìn)行深層次的新融合。完成以上操作后，系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)自動化轉(zhuǎn)變?yōu)槿到y(tǒng)的時滯量，利用預(yù)估子系統(tǒng)對工程項目建設(shè)中所需混合材料的生產(chǎn)效率、材料拌和溫度及物料消耗速度、攤鋪溫度換算成時間量。量化數(shù)值在智能化控制系統(tǒng)的操作下可以反映在在線裝卸運(yùn)輸裝置的數(shù)量和延時情況上。對智能化運(yùn)輸體系進(jìn)行規(guī)劃，進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的建設(shè)。

對工程施工過程進(jìn)行智能化控制的過程中，無論是拌和智能化控制主體還是攤鋪智能化控制主體都會在眾多質(zhì)量監(jiān)控智能主體的監(jiān)督下運(yùn)行，利用信息融合實現(xiàn)整個過程的智能化控制，保證工程智能化建設(shè)施工質(zhì)量可以達(dá)到預(yù)期效果，避免對工程項目建設(shè)施工質(zhì)量造成不良影響。在實際施工階段，中央智能化控制中心會應(yīng)用通信設(shè)備完成信息的采集工作，動態(tài)化、實時化地對各個子系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行分析，與此同時還會了解路面攤鋪質(zhì)量控制情況，智能化地診斷工程項目建設(shè)中可能存在的質(zhì)量問題。在物料運(yùn)輸體系連續(xù)作業(yè)及其他約束條件的影響下，找尋體系的最佳工作狀態(tài)，降低體系運(yùn)行的資源消耗量，縮減成本投入。對目前采用的任務(wù)分配方式進(jìn)行優(yōu)化和改良，然后進(jìn)行任務(wù)的重新分配，從而進(jìn)一步提高資源配置效率，進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)的運(yùn)行工作效率。

3 智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)

要想實現(xiàn)對上述內(nèi)容的全面控制，就必須依靠智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)。通過對智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn)，智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)由5個部分組成，分別是知識庫系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、圖形庫系統(tǒng)和總控系統(tǒng)。當(dāng)智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)運(yùn)作時，還必須與其他4個系統(tǒng)進(jìn)行相互配合，從而實現(xiàn)與外界的信息交流。其中，知識庫系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的搜索工作，從龐大的數(shù)據(jù)庫中找到需要的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一定的推理，從而確定好模型的種類，并將需要的模型從模型庫中調(diào)出，為接下來的計算奠定堅實的基礎(chǔ)。與此同時，還可以對模型需要的一些參數(shù)進(jìn)行確定，為模型運(yùn)算提供參數(shù)支持與保障。當(dāng)計算結(jié)束后，還可以將計算的結(jié)果及時反饋到數(shù)據(jù)庫中，讓數(shù)據(jù)庫得到進(jìn)一步的完善。圖形庫系統(tǒng)的應(yīng)用可以使數(shù)據(jù)庫中繁瑣的數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)變?yōu)楦又庇^的圖形，便于使用者對數(shù)據(jù)的全面理解和掌握。在智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，還必須充分發(fā)揮信息收發(fā)系統(tǒng)和人機(jī)接口的作用，真正實現(xiàn)用戶對系統(tǒng)的良好應(yīng)用，并且使應(yīng)用信息得以及時輸出，為接下來調(diào)度指令的發(fā)出提供支持與保障。作為智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作的核心和關(guān)鍵，推理機(jī)制對智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)的運(yùn)行效果有著極其重要的影響。目前，推理機(jī)制不僅可以實現(xiàn)正向推理，還可以保證逆向推理的正常運(yùn)行。當(dāng)智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)在接受信息，并結(jié)合信息內(nèi)容做出相應(yīng)的調(diào)度反應(yīng)時，所依托的就是推理機(jī)的正向推理。若是對智能決策調(diào)度支持系統(tǒng)的推理機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化和改良，將MAPE結(jié)構(gòu)應(yīng)用到其中，就可以對上級和下級的信息進(jìn)行全面接收，并進(jìn)行相應(yīng)的分析，提高決策的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)群施工在瀝青混凝土路面施工中具有非常重要的作用，在這個過程中對機(jī)群施工進(jìn)行智能化控制，能夠減少各項儀器設(shè)備在運(yùn)行時出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能，這對于提升各項機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效果和瀝青混凝土路面施工質(zhì)量具有非常重要的作用。上文從物料存量控制、物料鏈控制及混合料質(zhì)量控制等方面對瀝青混凝土路面施工機(jī)群施工智能化控制過程進(jìn)行了闡述，以期幫助施工單位提升智能化系統(tǒng)的運(yùn)行效果，推進(jìn)瀝青混凝土路面施工的順利開展。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]