筑路機(jī)械機(jī)群智能化的多智能主體系統(tǒng)研究（電子機(jī)械論文）

　　筑路機(jī)械機(jī)群智能化的多智能主體系統(tǒng)研究（電子機(jī)械論文）
　　摘 要：多智能主體技術(shù)是人工智能領(lǐng)域的最新成果之一，應(yīng)用它來(lái)進(jìn)行工程機(jī)械的機(jī)群智能化，可提高機(jī)群整體的智能化水平。將多智能主體技術(shù)應(yīng)用于筑路工程機(jī)械機(jī)群，建立并深入探究了改工程機(jī)械機(jī)群的分層混雜體系結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能以較低的成本實(shí)現(xiàn)很高的智能化程度，且具有靈活、易擴(kuò)展等特點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：多智能主體；筑路機(jī)械機(jī)群；研究
　　1筑路機(jī)械機(jī)群智能化的多智能主體系統(tǒng)基礎(chǔ)
　　1.1筑路機(jī)械機(jī)群系統(tǒng)混雜分層結(jié)構(gòu)
　　與一般的多智能主體系統(tǒng)不同，在本文中，多智能主體系統(tǒng)被應(yīng)用于工程機(jī)械機(jī)群的智能化，具體來(lái)說(shuō)，是以高等級(jí)路面施工機(jī)群的智能化為研究對(duì)象。
　　高等級(jí)路面施工機(jī)群主要由以下5種機(jī)械設(shè)備組成：瀝青拌合設(shè)備、攤鋪機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、裝載機(jī)和自卸車。由于是路面施工，這些設(shè)備的工作環(huán)境以高噪聲、高振動(dòng)、受天氣狀況影響大等為特點(diǎn)。而且，結(jié)合現(xiàn)階段工程實(shí)際，要盡量控制機(jī)群智能化所需成本，否則，將會(huì)降低施工企業(yè)對(duì)機(jī)群智能化改造的接受程度。
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智能主體，混合料拌和智能主體，混合料運(yùn)輸智能主體，混合料攤鋪智能主體和道路壓實(shí)智能主體。中央主體處于最高層，有最大的權(quán)限，其他智能主體處于第二層，負(fù)責(zé)各自的專項(xiàng)工作，有相對(duì)的局部權(quán)限，這是與工程實(shí)際相對(duì)應(yīng)的。中央控制智能主體負(fù)責(zé)監(jiān)督、協(xié)調(diào)工程現(xiàn)場(chǎng)，綜合現(xiàn)場(chǎng)的各種信息，為工程指揮提供決策支持，并負(fù)責(zé)對(duì)工程指揮的決策進(jìn)行解釋和任務(wù)分配。混合料拌和智能主體指揮拌和機(jī)完成混合料的拌和，并指揮裝載機(jī)組協(xié)同完成工作�；旌狭线\(yùn)輸智能主體指揮自卸車組，完成混合料由拌和機(jī)到攤鋪機(jī)的輸送，以及混合料原料的運(yùn)輸�；旌狭蠑備佒悄苤黧w負(fù)責(zé)調(diào)度和指揮各攤鋪機(jī)，完成路面攤鋪工作。道路壓實(shí)智能主體負(fù)責(zé)調(diào)度和指揮壓路機(jī)組，完成路面壓實(shí)任務(wù)。路面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)反饋路面質(zhì)量信息給中央主體。各個(gè)主體之間由無(wú)線的微波信道構(gòu)成通訊鏈路，交換信息，共享信息，構(gòu)成多智能主體協(xié)同工作的機(jī)群智能化系統(tǒng)。
　　中央控制主體是機(jī)群系統(tǒng)的核心，用于協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作。包括如下主要功能：
　　①任務(wù)規(guī)劃調(diào)度，負(fù)責(zé)管理所有任務(wù)的內(nèi)容，進(jìn)展?fàn)顟B(tài)，性質(zhì)，合作者情況等信息，根據(jù)當(dāng)前所有任務(wù)的級(jí)別和調(diào)度規(guī)則，形成任務(wù)調(diào)度隊(duì)列；
　�、趨f(xié)調(diào)控制中心負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)人-機(jī)交互的主要功能模塊，同時(shí)還解決協(xié)作過(guò)程中的沖突和矛盾，具有應(yīng)變意外情況的能力。在中央控制主體中構(gòu)建了知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)作為決策支持。
　　其余的控制主體有如下特征：
　�、倏臻g的分布化：處于不同的物理坐標(biāo)；
　�、趦�(nèi)建的平行化：在同一時(shí)間各自執(zhí)行不同的任務(wù)；
　�、酃δ艿膶ｉT(mén)化：各控制主體的任務(wù)小同，在各個(gè)控制主體內(nèi)部可采用不同的控制方式。
　　1.3采用多智能主體設(shè)計(jì)機(jī)群系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
　�。�1）分布式智能。將一個(gè)復(fù)雜的筑路任務(wù)通過(guò)分布式智能主體分解為有限復(fù)雜程度的多個(gè)了任務(wù)，由中央主體、拌和主體、運(yùn)輸主體、攤鋪主體和壓實(shí)主體這5個(gè)主體各自負(fù)擔(dān)相應(yīng)的子任務(wù)，充分發(fā)揮各個(gè)主體的功能與能動(dòng)性，減輕了中央主體的工作負(fù)擔(dān)與控制的復(fù)雜程度。同時(shí)，由于各個(gè)主體也進(jìn)行了智能化，提高了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。在傳統(tǒng)的集中控制方式中，中央控制系統(tǒng)由于承擔(dān)了所有的控制工作，往往功能十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)與實(shí)施時(shí)都需要耗費(fèi)大量的人力物力。系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)也集中在中央控制系統(tǒng)，可靠性要求高，成本史是成倍提升。通過(guò)多智能主體設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的智能分布到各個(gè)主體上，實(shí)現(xiàn)了分布式智能，簡(jiǎn)化了中央控制。
　�。�2）容錯(cuò)性。由于各個(gè)主體具有不同等級(jí)的決策權(quán)限，并依據(jù)其決策權(quán)限等級(jí)來(lái)共享機(jī)群系統(tǒng)的信息，單個(gè)主體的出錯(cuò)不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的失控。即使中央主體出故障，機(jī)群其他部分還可以獨(dú)立完成當(dāng)前任務(wù)的作業(yè)。在筑路施工過(guò)程中，由于環(huán)境惡劣，系統(tǒng)出現(xiàn)故障在所難免。例如設(shè)備保障、通訊故障、電力供應(yīng)故障以及人為錯(cuò)誤等，都是施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題。當(dāng)中央主體出現(xiàn)故障，發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)，下級(jí)控制主體可對(duì)本地的局部信息和系統(tǒng)共享信息進(jìn)行綜合，對(duì)這個(gè)錯(cuò)誤指令向中央主體發(fā)出疑問(wèn)，處理主體故障。
　�。�3）高可靠性。由于實(shí)現(xiàn)了功能的分布化，提高了整個(gè)機(jī)群系統(tǒng)的可靠性。機(jī)群中的各個(gè)主體具有相對(duì)獨(dú)立性，自行其是，單機(jī)智能主體或者單個(gè)控制主體的故障不會(huì)造成全局失控。特別是中央主體一旦失效，其他智能控制主體可以通過(guò)相互間的通訊和協(xié)調(diào)，在一定時(shí)間內(nèi)保證施工的正常進(jìn)行。這一點(diǎn)，集中控制方式的機(jī)群系統(tǒng)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗闹醒肟刂葡到y(tǒng)一旦失效就全局癱瘓了。
　�。�4）高效率。強(qiáng)調(diào)機(jī)群系統(tǒng)的交互性和協(xié)作性，有利于提高機(jī)群系統(tǒng)的工作效率，降低能耗，節(jié)省物料，從而降低整個(gè)施工的成本。
　　2筑路機(jī)械機(jī)群智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題
　　2.1筑路機(jī)械機(jī)群多智能主體系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
　　各主體間的通訊網(wǎng)絡(luò)。通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施是主體間信息共享與交換的基礎(chǔ)。物理實(shí)現(xiàn)以無(wú) ……（未完，全文共3996字，當(dāng)前僅顯示2018字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《筑路機(jī)械機(jī)群智能化的多智能主體系統(tǒng)研究（電子機(jī)械論文）》）