瀝青灑布車的智能控制

瀝青灑布車是一種同時行駛同時作業的機械，一般這類施工機械（非牽引型機械）都是以恒速為前提的，從而保證作業質量，例如攤鋪機、壓路機作業過程中要進行恒速控制。但由于底盤動力分配，地面條件和車本身負荷等因素的影響，恒速控制對于智能型瀝青灑布車來說比較困難，因為它們大多采用機械式底盤，所以現在的智能型瀝青灑布車都是根據車速的適時變化對瀝青的供應量進行控制，來保持灑布過程中灑布量恒定。司機在駕駛室用專用微型工控機可完成全部的設定和操作。通過雷達測速系統，比例控制灑布量，灑布均勻，顯示屏可顯示必要的動態參數如車速、瀝青泵流量、轉速、瀝青溫度、液位等，以便司機隨時了解設備運行情況。

深圳的瀝青灑布車是同時行走同時作業的路面養護施工機械，首要的控制指標是作業質量：即灑布質量（這里包括灑布厚度和寬度兩個指標），其次才是作業效率。在實際瀝青路面施工當中對于瀝青灑布車的作業質量主要是從兩方面來衡量：灑布量（這里專指灑布厚度）橫向均勻性和縱向均勻性。而實現這些目標最終都是灑布車行駛速度和灑布管動作的精確控制為前提的，在這里灑布車的行駛速度方案應包括兩個階段，一是以灑布前，根據施工要求輸入的灑布量和灑布寬度值，灑布車控制器自動推薦一個合適的行駛速度（擋位）；二是自動灑布過程中，速度只作為被檢測量，用來作為保持灑布量恒定的依據。灑布車在灑布過程中，處于較高的行駛速度（一般在5-25km/h范圍內），因此瀝青泵轉速隨車速的實時隨動調節是一個相當短暫的過程，為保證灑布量，就要求液壓系統動態響應迅速，很快進入穩態即瀝青泵速很快達到控制系統理論計算值，為此在傳統的控制的基礎上進行智能控制，從而達到灑布量的精確控制，即為瀝青灑布車智能控制提出了基礎。目前已開發的瀝青灑布車的智能控制只是實時調節，而未達到真正利用人工智能技術進行智能控制，提高瀝青灑布車的智能性，滿足工程需要和提高工作效率以及質量，尤其是快捷性、實時性和智能性。

一、智能控制

為解決傳統灑布車的操作煩瑣、節省人力、實現灑布量的精確噴灑，這個控制系統主要應完成如下功能：第一，工作狀態監測功能，為駕駛員提供必要的工作數據，便于駕駛員的正確操作和及時發現故障；第二，自動噴灑功能，自動根據灑布寬度和厚度自動推薦擋位，并在噴灑過程中適時根據行駛速度的變化來調節瀝青供應量，從而保證灑布量的偏差在瀝青路面施工要求的允許范圍內。第三，導熱油自動加熱和保溫功能：為了使瀝青處于最佳的流動狀態，必須根據檢測來的瀝青溫度和瀝青材料的灑布時要求的溫度比較的結果來決定是否加熱和保溫。

二、應用

瀝青灑布車智能控制，即瀝青灑布車能根據灑布車的工作環境的變化，如速度波動、負載的變化等，進行邏輯判斷、智能決策，保證其噴灑恒定，滿足工程施工的要求。利用人工智能的自適應性、自組織性、自律能力、模糊推理、經驗推理、解釋推理過程等優點，結合神經網絡的自學習、分布式信息處理、聯想記憶以及遺傳算法的隨機搜索法、解析性等，采用人工智能和專家系統等對瀝青灑布車進行控制，有以下層次：

1．根據駕駛人員的操作經驗以及專家的知識、處理方法，建立知識庫和有關規則組成的推理機，同時建立知識獲取模塊，不斷提取駕駛人員的新的操作經驗以及專家的知識，不斷擴充知識庫。同時具有過程解釋機構，對處理過程及處理規則進行解釋，便于設計人員理解與接受處理結果。

2．在以上基礎之上，對采集的信號進行數學處理，如函數擬合、二次插值等，得到信號的性質與規律，建立數學模型，根據數學模型的規律及一定的精度要求，結合生物遺傳算法、模糊推理法、神經網絡法、模擬退火法等智能控制方法以及優化設計的方法進行信號處理與控制。將數學模型與處理方法錄入知識庫中。

3．在以上基礎之上，對采集的信號進行數學處理如函數擬合、二次插值等,與建立的知識庫中的數學模型進行匹配。如果一致則直接按照以前這種數學模型的處理方法進行處理，從而節省信號控制算法計算的時間。如不匹配，利用生物遺傳算法、模糊推理法、神經網絡法、模擬退火法等智能控制方法以及優化設計的方法進行信號處理與控制計算，控制信號處理，同時將新的處理方法以及數學模型錄入知識庫中，已備下次的匹配。從而能保證對噴灑實時控制，達到工程施工的要求,提高施工效率。

4．在以上基礎之上，對經常出現的數學模型以及算法、處理方法進行統計，以出現的頻率進行排序，經常使用的放置于知識庫較先位置，依此類推。同時增加信號反饋環節，將輸出的信號與知識庫中的處理方法的信號模型進行匹配，如果一致則保證系統繼續工作。如不一致，則對輸入信號進行重新計算，利用生物遺傳算法、模糊推理法、神經網絡法、模擬退火法等智能控制方法以及優化設計的方法進行信號處理與控制計算。保證系統工作的準確性要求，達到工程施工的要求，提高施工質量。

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