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篇1

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。

當(dāng)前的筑路工程中，主要靠人工指揮，機(jī)械由人工操作，存在著如下弊端：資源配置不夠合理；施工信息交換量小，實(shí)時(shí)性差；易出現(xiàn)物料斷流或積壓（因?yàn)槲锪暇哂袑?shí)效性，所以造成極大浪費(fèi)）；能耗大，生產(chǎn)率低。

當(dāng)前的筑路工程中，主要靠人工指揮，機(jī)械由人工操作，存在著如下弊端：資源配置不夠合理；施工信息交換量小，實(shí)時(shí)性差；易出現(xiàn)物料斷流或積壓（因?yàn)槲锪暇哂袑?shí)效性，所以造成極大浪費(fèi)）；能耗大，生產(chǎn)率低。

1.2機(jī)群系統(tǒng)中的多智能主體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一般的，在多智能主體系統(tǒng)中，多采用分布式控制策略，即各個(gè)智能主體的區(qū)別在于完成不同的職能，相互之間并無(wú)控制關(guān)系。這樣做的好處是系統(tǒng)最大地體現(xiàn)了分布式控制的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易擴(kuò)展，魯棒性強(qiáng)，可重用性好。缺點(diǎn)在于這樣的系統(tǒng)史多地適用于純軟件環(huán)境，在應(yīng)用于硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中時(shí)，會(huì)造成系統(tǒng)成本過(guò)高、設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜、系統(tǒng)反應(yīng)速度較低。對(duì)于本文所研究的機(jī)群系統(tǒng)而言，為了降低系統(tǒng)的最終成本，系統(tǒng)面向筑路工程機(jī)械機(jī)群設(shè)計(jì)，采用了混雜分層式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。采用該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的中央控制與分布式控制結(jié)合起來(lái)，在提高系統(tǒng)靈活性的同時(shí)，保持系統(tǒng)的反應(yīng)速度和不過(guò)于增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

該系統(tǒng)中的智能主體可分為兩類：一類是動(dòng)作執(zhí)行智能主體，即各單機(jī)智能主體；另一類是控制智能主體，包括中央智能控制主體及其他控制主體。

該系統(tǒng)中，各智能化單機(jī)（包括智能化拌和機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、自卸車等）構(gòu)成了系統(tǒng)的底層。單機(jī)本身具有一定的智能和自，在一定范圍內(nèi)控制自身運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，這些單機(jī)都要受上層智能控制主體的控制。上層智能控制主體可按照其職能劃分為5個(gè)：中央控制智能主體，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。混合料運(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。混合料攤鋪智能主體負(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；

②協(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：

①空間的分布化：處于不同的物理坐標(biāo)；

②內(nèi)建的平行化：在同一時(shí)間各自執(zhí)行不同的任務(wù)；

③功能的專門(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)線通訊為主，采用自建的微波通訊系統(tǒng)或者GSM/GPRS短信系統(tǒng)，保證各主體間信道的暢通。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎镁W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在本系統(tǒng)的5個(gè)控制主體之間均存在獨(dú)立的數(shù)據(jù)鏈路，實(shí)現(xiàn)信息的交換與共享。

各智能主體的決策推理機(jī)設(shè)計(jì)與功能定義。包括多主體的協(xié)同決策模式研究，各智能主體的決策規(guī)則，中央智能控制主體和各智能控制主體在決策樹(shù)中所處的地位以及各自的權(quán)限分配。

管理層指令的基于多智能主體的分布式計(jì)算求解的算法，就是怎樣把管理層下達(dá)的一個(gè)筑路任務(wù)分解并分配給相應(yīng)的智能主體，形成任務(wù)調(diào)度序列，由中央智能控制主體居中協(xié)調(diào)，共同完成施工任務(wù)，實(shí)現(xiàn)施工調(diào)度的優(yōu)化。

多智能主體的信息處理與融合算法。

機(jī)群調(diào)度決策系統(tǒng)信息綜合（含機(jī)群多智能主體狀態(tài)參數(shù)、故障參數(shù)，環(huán)境參量與突發(fā)事件）研究，其中包含了一個(gè)基于專家知識(shí)庫(kù)的故障診斷系統(tǒng)。

2.2筑路機(jī)械各單機(jī)智能主體的實(shí)現(xiàn)

單機(jī)智能主體的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如圖3所示，主要采用人-機(jī)共棲模式的智能主體形式，核心是研究“人-機(jī)”協(xié)調(diào)決策的方法。

由于各機(jī)種的自動(dòng)化程度不同，人在決策中參與的程度也就有所區(qū)別。實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)在于：

①主體對(duì)象的定義，包括單機(jī)的功能、屬性、需要檢測(cè)的信息等；

②主體的定位方式，主體之間通訊方式與主體內(nèi)部異構(gòu)通訊協(xié)議的集成，包括主體間的通訊方式，主體內(nèi)部各子系統(tǒng)的通訊，以及二者間的交互；

③對(duì)應(yīng)各機(jī)種的知識(shí)庫(kù)，確定最優(yōu)工藝路線與參數(shù)，并集成于各智能主體。

④最終建立各單機(jī)智能主體的智能決策控制體系。

3基于多智能主體的機(jī)群智能化技術(shù)的實(shí)施路線

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外的工程機(jī)械廠商已經(jīng)推出了全系列的智能化的單機(jī)，單機(jī)智能化的技術(shù)己經(jīng)成熟了。但是，這樣的智能單機(jī)還不能直接應(yīng)用到智能化的機(jī)群之中，需要添加通訊設(shè)備和智能主體控制裝置。因此，實(shí)施基于多智能主體的機(jī)群系統(tǒng)的最好方式是：充分利用國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的工程機(jī)械單機(jī)智能化技術(shù)，將機(jī)群智能化技術(shù)作為獨(dú)立的專有技術(shù)開(kāi)發(fā)，作為單機(jī)的智能主體可以兼容國(guó)內(nèi)外主要廠商的產(chǎn)品。

另外，采用開(kāi)放式的開(kāi)發(fā)方式，可成立機(jī)群智能化的標(biāo)準(zhǔn)化組織，定義當(dāng)前的智能單機(jī)改造成單機(jī)智能主體所需提供的外部接口，由各個(gè)廠商作為組織成員提供，這樣既保護(hù)了各自的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又帶動(dòng)了我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的科技進(jìn)步，有利于將機(jī)群智能化標(biāo)準(zhǔn)樹(shù)立為在我國(guó)實(shí)現(xiàn)的國(guó)際工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。特別是在我國(guó)加入WTO以后，它對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)國(guó)際化，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，有著尤為重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛占文，王樹(shù)新，鄭尚龍.機(jī)群智能化工程機(jī)械故障診斷系統(tǒng)研究[J]，機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2003，22（6）：999～1002

[2]史忠植.多智能主體及其應(yīng)用[M]，北京：科學(xué)出版社，2005