T/JSJTQX 55-2024 公路沥青路面智慧机群协同施工编队规范

以下是《公路沥青路面智慧机群协同施工编队规范》（T/JSJTQX 55-2024）的核心内容总结：

​​1. 适用范围​​

• 适用于公路沥青路面施工中，由智能摊铺机、压路机等组成的智慧机群协同编队作业。
• 涵盖硬件系统、控制平台、通信系统、路径规划、编队控制、安全避障、施工流程及评价标准。

​​2. 基本规定​​

• ​​开发方式​​：采用敏捷开发，适应不同施工工艺需求。
• ​​编队方案​​：施工前需编制摊铺碾压方案及配套的机群编队方案。
• ​​控制平台​​：需建立包含工程中心、设备中心、应用中心的互联平台，实现全流程动态管理。
• ​​安全等级​​：机群安全等级需达到D4级（人工智能协同）及以上。

​​3. 智慧机群硬件系统​​

​​一般要求​​

• 智能体（摊铺机、压路机）需满足无人驾驶安全标准（JB/T 13696-2019）。
• 摊铺采用3D技术（符合T/JSJTQX 19-2021），压路机配备智能压实值（ICMV）采集装置。

​​智能体功能​​

• ​​摊铺机​​：
  • 支持RTK高精度定位、自动路径规划、速度自适应。
  • 实时采集温度、方量、油耗、轨迹等参数，远程干预异常状态。
  • 3D摊铺控制精度达毫米级，适应变坡及曲线路段。
• ​​压路机​​：
  • 自动压实、路径记录、碾压遍数统计。
  • 配备压实传感器、温度传感器、毫米波雷达避障系统。
  • 自动洒水（胶轮机自动充气），贴边碾压精度≤10mm。

​​4. 控制平台及软件系统​​

• ​​平台架构​​：
  • HMI交互中心监控设备状态（速度、温度、压实值等）。
  • 支持施工动画回放、多维度数据分析、设备健康预警。
• ​​软件系统​​：
  • 采用三层MAS架构：任务分配层、信息交互层、协同控制层。
  • 实现智能体动态建模、通信拓扑更新、分布式协同控制。

​​5. 协同通信系统​​

• ​​组网要求​​：
  • 基于RTK差分定位（精度厘米级），支持BDS/GNSS/GLONASS多系统。
  • 无线通信模块选型需测试距离、稳定性、时延（LoRa/数传电台优先）。
• ​​通信方式​​：
  • 路径收发通信：分包传输路径参数。
  • 轮询通信：HMI中心轮询扫描设备状态。
• ​​抗干扰措施​​：
  • 天线增益增强信号，前向纠错机制保障数据完整性。

​​6. 路径规划​​

• ​​定位技术​​：
  • 新建工程用平面直角坐标；养护工程需坐标转换（附录A）。
  • 复杂环境（隧道/高压线）下需滤波处理定位数据。
• ​​轨迹拟合方法​​：
  • 直线段：最小二乘法三次拟合（附录B）。
  • 弯道段：基于偏差的分段拟合（最大偏差控制±5cm）。
• ​​路径切换​​：
  • 分段处需平滑过渡，计算智能体到曲线的最短距离及方位（附录C）。

​​7. 施工编队与协同控制​​

• ​​编队原则​​：
  • 采用 ​​领航跟随法​​：1台领航机（摊铺机/压路机）控制路径，其余跟随。
  • 队形设计：高速公路用三角形/菱形编队；窄路段用直线编队。
  • 安全间距：纵向误差≤20cm，横向贴边精度≤10mm。
• ​​控制算法​​：
  • ​​领航机​​：PID横向轨迹跟踪（附录D）。
  • ​​跟随机​​：模糊控制+加速度前馈，保持车距稳定。
• ​​碾压机群要求​​：
  • 压实段≤60m，速度波动≤3%。
  • 碾压路径需全覆盖，轮重叠≥1/3轮宽，折返位置错开。
  • 速度规划：梯形或七次多项式S形曲线（附录F）。

​​8. 安全与避障​​

• ​​安全配置​​：
  • 急停装置（符合GB/T 16754）、声光报警、电子围栏。
  • 毫米波雷达+视觉系统避障（检测距离≤50cm时自动刹车）。
• ​​威胁应对​​：
  • 外部威胁（碰撞）：非接触式避障。
  • 内部威胁（故障）：硬件冗余设计。

​​9. 施工流程​​

1. ​​前期准备​​：机群试运行，试验段验证参数（速度、温度、遍数）。
2. ​​碾压工艺​​：
   • ​​初压​​：双钢轮压路机（2–3km/h，振动模式）。
   • ​​复压​​：轮胎压路机（2.5–3.5km/h，静压模式）。
   • ​​终压​​：双钢轮压路机（2–3km/h，消除轮迹）。
3. ​​过程控制​​：实时监控摊铺厚度、温度离析（表3）、压实均匀性。

​​10. 编队评价​​

• ​​性能指标​​：
  • 速度误差≤3%，定位精度≤10mm（视觉系统≤3mm）。
  • 通信故障率≤0.1%，温度离析分级控制（表3）。
• ​​施工质量​​：
  • ​​过程评价​​：松铺厚度、压实度（神经网络模型，R²≥0.65）、温度图谱。
  • ​​效果评价​​：
    • 检测平整度、构造深度、渗水系数、高程。
    • 采用西格玛水平分级（AAA级：Z≥5.0，Cp≥1.67）。

​​附录关键内容​​

• ​​坐标转换​​：WGS84大地坐标→北京54平面坐标（附录A）。
• ​​路径拟合​​：最小二乘法/分段拟合算法（附录B）。
• ​​控制算法​​：模糊PID设计步骤（附录D）、领航跟随编队逻辑（附录E）。
• ​​速度规划​​：梯形/S形曲线优化压实均匀性（附录F）。

​​规范核心​​：通过高精度定位、智能协同控制和严格工艺标准，实现沥青路面施工的“无人化、高精度、全覆盖”，提升质量均匀性（西格玛AAA级）及施工安全性（D4级）。