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工程機械智能化體系及技術(shù)論文
一、工程機械機群智能化的分類研究
(一)可編程類型
可編程類型指的是在不同工作環(huán)境下，操作控制能夠通過調(diào)整、使工程機械更適應(yīng)于當下工作環(huán)境，對于存在不同任務(wù)種類情況較為適用。在控制程序被調(diào)整情況下，工程機械能夠?qū)Σ煌┕ο蠡蚴遣煌ぷ鳝h(huán)境達到適應(yīng)性，提高機械操作的使用效率。
(二)遠程遙控操作類型
遠程遙控操作工程機械的重點是在危險性較高、不適應(yīng)于操作者現(xiàn)場操作情況。換言之，在工作環(huán)境復(fù)雜、危險程度高的情況下需通過遠程遙控操作實現(xiàn)對工程機械的控制。因此對于安全性難以保障的工程而言，遠程遙控操作可有效降低操作人員在工作中受到傷害的風(fēng)險，提升整個工程安全性。
(三)智能化類型
智能化是一種技術(shù)含量相對較高的類型，在智能化操作下，工程機械無需人工現(xiàn)場操作即可實現(xiàn)工程的正常運作。這種技術(shù)與遠程遙控操作技術(shù)相似，施工現(xiàn)場都不需要人員直接參與，而是通過技術(shù)設(shè)備完成控制。但具體而言，智能化工程機械比遙操作多了一項獲取信息、制定策略的自動化模式。在該模式下，微型處理器通過各種類型復(fù)雜的傳感器實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的獲取、分析，進而在程序幫助下自主設(shè)定出施工策略�？傊悄芑愋褪且环N可實現(xiàn)自我辨別、自我感知、自我控制與自我決策的智能化系統(tǒng)。
二、機群智能化關(guān)鍵技術(shù)研究
(一)單機共性關(guān)鍵技術(shù)
這種類型的關(guān)鍵技術(shù)主要包含以下幾點：故障智能判斷與解決技術(shù)、單機動態(tài)運作實時監(jiān)控技術(shù)、衛(wèi)星GPS位置定位技術(shù)、機群網(wǎng)絡(luò)與接口技術(shù)、作業(yè)質(zhì)量判斷與監(jiān)控技術(shù)、工程機械設(shè)備監(jiān)管、控制技術(shù)等，所有技術(shù)共同運作才能夠為實現(xiàn)單機的共性提供基礎(chǔ)保障。單機共性要求是通過檢測發(fā)現(xiàn)故障存在位置，通過提出相應(yīng)解決方案的程序輸入，實現(xiàn)對工程狀態(tài)檢測以及實施故障分析系統(tǒng)的構(gòu)建，利用遠程集中方式實現(xiàn)。在這一條件下，調(diào)度作業(yè)可實現(xiàn)優(yōu)化，在施工效率以及現(xiàn)場操作安全性方面效果較好，最終達到集群聯(lián)合作業(yè)無人操作的自動化運行效果。工程機械作業(yè)質(zhì)量以及作業(yè)裝置的控制主要目的在于了解影響機群作業(yè)的各項因素，例如工作環(huán)境、不同工作項目間影響、作業(yè)對象等。同時還需研究施工機械適應(yīng)范圍、機群單機作業(yè)合格率、作業(yè)對象與裝置之間的運作機理與相互間作用、檢測體系運行效果以及作業(yè)質(zhì)量檢測系統(tǒng)運用等。
(二)調(diào)度技術(shù)
機群系統(tǒng)的組成主要在于控制中心與監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。在控制中心中包含了眾多模塊，不同模塊的組合運用組成了不同操作指令，主要模塊如下：資源配置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊(包含各種工作參數(shù)、機群資源等)、動態(tài)調(diào)度模塊、機群工作環(huán)境信息收集模塊、故障排查與診斷模塊、管理模塊以及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等，這些模塊均為人機交互，為智能化的實現(xiàn)提供保障。這項技術(shù)能夠針對工程工序以及工藝上的差異性制定具有針對性的集群組成，確保機群工作工序處于連續(xù)狀態(tài)，并促使各項功能的完整發(fā)揮。同時，機群中單機的配置方案、性能指標等均處于受控制狀態(tài)，能夠確保路面施工效率長期保持最高狀態(tài)(在綜合各項影響因素情況下，如能耗、摩擦損耗、故障可能性綜合分析等，并非一味考慮速度)，讓不同機種的匹配趨于合理化。總之，機群調(diào)度目的在于優(yōu)化機群工作模式，讓施工在成本、效率等方面的統(tǒng)籌考慮下實現(xiàn)質(zhì)量最優(yōu)，提升工程機械體系綜合經(jīng)濟效益。
(三)施工中關(guān)鍵技術(shù)
工程機械體系中包含了眾多機械設(shè)備，例如裝載機、挖掘機、壓路機、混凝土瀝青攤鋪機以及混凝土攪拌設(shè)備等，要想實現(xiàn)機群智能化，上述機械設(shè)備同樣應(yīng)該具備更高智能化層次。除了之前提到的共同智能化技術(shù)之外，不同機械設(shè)備還應(yīng)按照自身工作、操作要點完善自身性能，確保在機群工作中能夠與其它機械設(shè)備協(xié)調(diào)運作并增強操作穩(wěn)定性。例如對于攤鋪機而言，要想實現(xiàn)智能化應(yīng)實現(xiàn)以下幾點功能：首先應(yīng)能夠自動行駛，自動行駛并非指自行隨意行使或是單純的具備行駛功能，而是指在智能系統(tǒng)發(fā)出指令后能夠有效接受并按指令發(fā)出行駛信號；其次為轉(zhuǎn)向，攤鋪機的轉(zhuǎn)向應(yīng)建立在信息收集系統(tǒng)運作之上，當檢測到前方有障礙物時自動發(fā)出解決指令并尋找有效行路線，達到轉(zhuǎn)向效果。再如壓路機機械，需實現(xiàn)振動幅度的控制以及振動頻率的調(diào)整，并在線檢測地面壓實程度，當發(fā)現(xiàn)壓實未達到相應(yīng)標準時應(yīng)再次壓實。對于功能較簡單的機械設(shè)備，如起重機、自卸車以及裝載機等，智能化系統(tǒng)要求其可實現(xiàn)自動換擋，幫助作業(yè)集成的有效控制。
三、結(jié)束語
機群技術(shù)屬于一種較新型管理技術(shù)，運用于工程機械中能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設(shè)備操作時間、性能等方面的優(yōu)化，將作業(yè)成本降至最低。因此機群技術(shù)是現(xiàn)代化施工以及今后機械制造的必然要求與趨勢。本文以工程機械中的機群智能化實現(xiàn)為主線，分析了智能化類型與關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)研究者在今后還需不斷加大投入力度，通過對更多機械設(shè)備的深入研究達到完全機群智能化控制程度，提升施工效率。
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