《公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工編隊規(guī)范》編制說明

編制說明編制說明《公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工編隊規(guī)范》編制說明1工作概況1.1任務來源依據(jù)2023年10月30日江蘇省交通企業(yè)協(xié)會發(fā)布的《關于2023年度第五批團體標準立項的公告》（省交企協(xié)（2023）60號）文件精神，經(jīng)江蘇省交通企業(yè)協(xié)會提出，并組織開展《公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工技術規(guī)程》團體標準的編制工作。1.2本標準的起草單位江蘇鎮(zhèn)江路橋工程有限公司、中交一公局第五工程有限公司、江蘇現(xiàn)代蜀寧工程建設有限公司、湖南三一汽車制造有限公司、中石化勝利建設工程有限公司、常州市交通運輸綜合行政執(zhí)法支隊、中交二公局第三工程有限公司、北京中元浩業(yè)科技有限公司、鎮(zhèn)江市綜合交通事業(yè)發(fā)展中心、江蘇森淼工程質量檢測有限公司、常州交通建設管理有限公司、華設設計集團有限公司、南京張力信息技術有限公司。1.3主要起草人員本標準研究主持人員為嚴承俊、杜海云、莊云、朱蕊、周躍明、褚少華、豐榮良、呂泰達、徐德民、張旭偉、肖正文、王軍章、杜志、郜繼輝、施亮、魯飛、黃佳鈺、倪剛剛、梁德斌、包旭、薛華、顧江鳴、俞科峰、陳光林、黃建科、韓輝、鐘輝平、劉秋寶、范然、譚斌、李旭、趙利、楊磊、何雨、蔡愛林、湯勤、雷松、王國華、吳偉俊、王以青、張明清、徐靖、戴武、黃飛、邱俊彥、喻光林、余貴楊、王安國、賈麗杰、王國明、孫勁英、趙書鋒、孫超、王振濱、張進武、谷蒙川、鄒文軍、嚴建和、史瑞文、劉佳、路星、章榮福、王芮文。。1.4編制過程為保證本標準制定的科學性、有效性、實用性，標準課題組廣泛收集相關文獻資料，包括相關論文與研究報告、國家標準、行業(yè)標準、地方標準等，認真總結了常規(guī)公路路面無人施工編隊技術的經(jīng)驗和存在的問題，同時開展了多家施工單位、監(jiān)理單位、試驗檢測單位以及設備廠家等對無人施工編隊技術方面的調查研究。通過對瀝青路面無人施工研究總結與資料調研分析，課題組基本了解了目前無人施工編隊技術中普遍性的經(jīng)驗和方法，明確了本標準撰寫的側重點和基本要求，為標準的研究、起草奠定了基礎。本標準的制定工作過程簡述如下：本標準在立項之前即做了大量的基礎性工作并已經(jīng)完成了大部分編制內容。本標準在2021年12月開始謀劃，并形成標準初稿。2023年10月申請立項，立項后，根據(jù)專家對文本框架的意見，經(jīng)過數(shù)輪修改后，完成《公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工技術規(guī)程》修改稿。2024年1月份完成送審稿及征求意見稿。2021年12月，標準謀劃階段；2022年7月，完成了初稿2023年10月，交通企業(yè)協(xié)會立項，同時，按專家意見，編制內容界定為公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工技術規(guī)程；2024年1月經(jīng)多輪修改，形成了征求意見稿。2024年2月，對企業(yè)或專家進行意見征求，根據(jù)專家及施工單位匯總的意見進行了修改，完成送審稿。2024年2月，根據(jù)標準內容，內部會議建議標準名稱修改為《公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工編隊規(guī)范》2編制背景2.1技術背景本技術是應用敏捷開發(fā)模式，改變傳統(tǒng)無人施工機群固定編隊方式，使無人施工機群更加智慧化，編隊更具針對性，能使智慧機群根據(jù)不同的情境進行程序自我重構。本研究重點是根據(jù)高模量瀝青路面的施工特點，設計出適合高模量路面的無人施工智慧體協(xié)同工作方式。（1）以人工智能算法設計高模量瀝青路面編隊技術。目前無人施工機群采用的是固定編隊模式，即事先根據(jù)工程試驗段的攤鋪速度、碾壓遍數(shù)進行施工編隊。隨著敏捷開發(fā)模式的引入，無人施工機群需要在領航攤鋪機的指揮控制下，根據(jù)材料、工藝、環(huán)境的特殊性進行編隊重構。本研究針對高模量瀝青路面對施工工藝的特殊要求進行編隊設計，采用一致性控制算法、逆向神經(jīng)網(wǎng)絡技術、懲罰系數(shù)法等人工智能算法通過設備學習訓練，使其具有自我適應能力，從而實現(xiàn)碾壓速度隨攤鋪機運行速度和碾壓溫度而改變的高級編隊方式。（2）解決瀝青路面無人施工全域均勻無盲點攤鋪碾壓問題。目前路面施工采用的無人施工編隊技術屬于無人施工第一代產品，具有典型的無人輔助功能，在進行無人機群路徑規(guī)劃時，采用北斗或GPS差分定位模式進行，理論精度較高，能達到1cm甚至更高的精度，但是，壓路機的方向控制屬于液壓控制系統(tǒng)，轉向精度相對不高，無法與北斗定位差分精度匹配，因此，本研究擬采用視覺識別技術和懲罰系數(shù)法進行壓路機自學習訓練，以達到路面邊緣貼邊碾壓，全幅無盲點碾壓。（3）建立智慧機群特色安全等級模型。無人駕駛安全等級分為5個等級，分別為L1～L5，對于施工設備集群，需要協(xié)同聯(lián)動，且作業(yè)環(huán)境相對簡單可控，因此，建立智慧機群安全等級模型，將安全等級分為5級，對每一級別做出規(guī)定。（4）本技術是第一代無人施工工藝改進的需要。傳統(tǒng)的無人施工無法做到定位精準，也無法敏捷適應各種瀝青路面，本研究采用人工智能方法對傳統(tǒng)無人施工進行編隊改進，形成更加適應各種場合的施工機群。（5）本技術基于高模量瀝青路面的特殊要求。本研究針對高模量瀝青路面的特殊要求，對施工溫度的要求較常規(guī)瀝青路面要高，傳統(tǒng)的無人技術無法滿足質量要求，因此對此研究更具有實用性。（6）本技術是考慮無人施工中更加合理的安全需要。傳統(tǒng)的無人施工安全等級按無人駕駛汽車制訂，偏保守，不適用，本研究針對高速公路施工進行安全研究，既能保證安全，又能保證施工質量。（7）本技術是環(huán)保降碳需要。使用新一代無人施工機群，編隊組合更加精準，能高效率地完成施工任務，節(jié)省了油耗，從而減少了碳排放量。2.2目的和意義本標準的編制主要目的①解決瀝青路面第二代智慧機群施工編隊敏捷性問題②解決高模量瀝青路面施工質量指標均勻性的問題③給出智慧化機群全域無盲點施工精度的人工智能算法建議。本標準編制的意義是通過高模量瀝青路面施工智慧化機群編隊，給出不同瀝青結構形式、不同技術要求的瀝青路面無人施工編隊的技術方案，為工程機械智能領域走向敏捷途徑提供實踐支撐。2.3標準編制的必要性①國產智慧化成套設備推廣應用的需要。我國路面施工成套設備智能化程度已經(jīng)走在了世界前列，但是由于高速公路施工對進口設備的依賴已經(jīng)很深，國產設備的優(yōu)勢被長期忽略，隨著國產設備的宣傳力度加大，特別是近幾年三一國產設備廠商推出智能化解決方案以來，國產設備逐步被較多省份予以接受，但是江蘇在這方面的突破還需進一步加強，本標準的編制，對于國產設備的推廣有重要意義。②高模量瀝青路面施工質量提升的需要。高模量瀝青路面對施工攤鋪碾壓工藝要求高，普通的無人施工適應性不高，容易產生問題，本標準的制訂，是適應高模量瀝青路面要求的條件下進行的工程經(jīng)驗總結，對于提高工程質量有重要意義。③目前，瀝青路面無人化施工已經(jīng)在全國逐步興起，迫切地需要無人施工工藝的技術標準，以規(guī)范該工藝。④標準化建設的需要。新技術、新設備、新工藝的應用，形成標準操作文件，有利于工程管理的規(guī)范性，是標準化工作的重要內容。2.4國內外情況1998年4月，美國威斯康星大學麥迪遜分校的學者研發(fā)了瀝青攤鋪壓實半自動引導系統(tǒng)AutoPave，用于實時指導攤鋪機和壓路機施工操作員作業(yè)。AutoPave系統(tǒng)開發(fā)于PC平臺，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）實時獲取路面機械車輛的位置信息，并通過無線電通信技術實現(xiàn)PC和GPS的遠程信息傳輸。施工操作員在交互界面能夠設置當前工況的路面施工參數(shù)，則AutoPave系統(tǒng)可以運用路徑規(guī)劃算法和對應策略自動生成施工路徑，并實時顯示在界面中，通過不同顏色標記已壓實區(qū)域和待壓實區(qū)域，引導施工人員盡可能緊密地跟隨所規(guī)劃出的路徑。自動化技術和新型通信技術的發(fā)展推動了自主路面施工的發(fā)展，使之漸漸從引導系統(tǒng)過渡到控制系統(tǒng)。2015年10月，德國霍恩海姆大學學者研發(fā)了智慧路面施工系統(tǒng)SmartSite。該系統(tǒng)面向公路施工的完整工藝流程，包括從施工前瀝青配料廠的原料控制到壓路機路面施工至壓實成型的整個鏈路，并通過云端同步中間過程的工況數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)對工程整體情況的調控。特別是在攤鋪機和壓路機的自主化上，通過改進之前的引導模式，系統(tǒng)可以基于實時的傳感器測控，使計算機評估施工情況，并生成輔助駕駛指令，協(xié)助施工操作員進行作業(yè)，并對作業(yè)情況進行監(jiān)督。2019年德國凱澤斯勞滕工業(yè)大學的學者針對多臺自主路面施工機器人共同作業(yè)的分布式協(xié)調方法與通信方式進行了研究。其自主路面施工所采用的定位、檢測傳感器主要為全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）、激光雷達以及雙目攝像頭。分布式協(xié)調方法通過詳細分析路面施工時壓路機的具體工藝過程，將壓路機作為主體建立行為網(wǎng)絡，并依據(jù)行為網(wǎng)絡進行多機協(xié)同施工時的任務分析與合理分配；通信方式采用了新興的5G通信技術，通過主從式架構，將攤鋪機作為主機，其他多個壓路機作為從機，自主地完成工程任務的分配與執(zhí)行；并在最終針對以上方案進行了三維模型的仿真效果驗證。2010年3月，三一重工在XD142型路面施工智能設備上將PLC與CAN總線技術相結合，使得控制系統(tǒng)能夠實時顯示參數(shù)并實現(xiàn)故障報警；2017年3月，陜西中大建設成了由路面施工智能本體、基準站和主控室三部分組成的智能化路面施工系統(tǒng)，同年10月，三一重工推出了具有自動變道和自動避障功能的路面施工智能壓實設備，重慶交通大學的張軍等基于GPS定位數(shù)據(jù)對碾壓軌跡進行遠程智能監(jiān)控。2018年7月，北京某公司開發(fā)了一種具備遠程緊急制動和自動避障功能的路面智能壓路機，對設備的安全性進行了雙重保證；同年，Ling等對三種不同類型的花崗巖殘積土路基進行連續(xù)壓實，計算并分析了壓實計值、壓實控制值、機器驅動功率等指標，并對壓實效率進行了評估；2019年11月，三一集團實現(xiàn)了路面施工壓路機直線作業(yè)2cm碾壓精度的任務，并通過施工參數(shù)設定和智能化監(jiān)控防止常規(guī)施工中漏碾、過碾、超速、遍數(shù)不夠的現(xiàn)象；2020年，山西師范大學的Chen等立了關于時間的橫向誤差模型和航向誤差模型，發(fā)現(xiàn)了橫向偏差模型含有具有輸入飽和特性的正弦函數(shù)項、航向誤差系統(tǒng)具有非線性不確定性動力學和擾動項的特點，提出了一種主動擾動抑制路徑跟隨控制器，旨在估計和消除系統(tǒng)中的“總擾動”，并證明了該方法在瞬態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)階段都可達到理想的性能。目前國內外研究中，未見針對特定瀝青路面結構而設計的編隊技術，有學者提到高速公路瀝青路面熱再生養(yǎng)護施工中，利用多智慧體進行施工案例，對于熱再生瀝青路面養(yǎng)護技術，具有經(jīng)濟環(huán)保、施工方便、交通影響較小等優(yōu)點，近年來在高速公路養(yǎng)護行業(yè)被廣泛應用。根據(jù)該機組施工環(huán)境及施工工藝，提出基于多智能體編隊的就地熱再生機組智能駕駛系統(tǒng)，并以山東省路橋集團有限公司高速公路瀝青路面就地熱再生機組為實驗平臺，實現(xiàn)了就地熱再生機組編隊無人駕駛，自動作業(yè)施工。第一，設計了基于多智能體編隊的就地熱再生機組智能駕駛系統(tǒng)。首先介紹了差分GPS定位基站，差分GPS定位基站為整個系統(tǒng)提供精確的定位信息；其次設計了路徑采集裝置，通過路徑采集裝置實現(xiàn)施工車道路徑信息采集與路徑曲線擬合；再次設計了工程車輛智能駕駛控制器，由控制器實現(xiàn)工程車輛的無人駕駛；此外設計了無人駕駛遙控器，通過遙控器實現(xiàn)對車輛常規(guī)的操控；最后設計了HMI（HumanMachineInterface）交互中心，HMI交互中心實現(xiàn)路徑信息存儲，下發(fā)控制指令以及系統(tǒng)整體的監(jiān)視。第二，實現(xiàn)就地熱再生機組施工車道路徑信息采集與路徑曲線擬合。首先對定位信息進行了坐標轉換，將WGS84大地坐標轉換為北京54平面坐標；其次通過3σ準則對定位信息做濾波處理，進一步提高定位精度；最后通過最小二乘法及分段擬合的思想實現(xiàn)車輛行駛路徑曲線擬合，并通過MATLAB仿真驗證了路徑擬合曲線的精確性，通過線性分類器的思想實現(xiàn)路徑切換，增強了擬合曲線的適用性。第三，通過領航跟隨法實現(xiàn)了基于多智能體編隊就地熱再生機組的無人駕駛、自動施工。首先通過無線通信技術設計了系統(tǒng)的無線通信協(xié)議，實現(xiàn)智能體之間的無線通信組網(wǎng)；其次設計了多智能體系統(tǒng)中領航車輛智能體的橫向偏差PID軌跡跟蹤控制,跟隨車輛智能體的編隊縱向跟隨模糊控制以及加速度前饋控制，并通過MATLAB軟件仿真驗證了設計控制器的準確性；最后通過施工現(xiàn)場實測驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性，實現(xiàn)了就地熱再生機組編隊無人駕駛、自動作業(yè)施工。在全國團體標準信息平臺和標準搜平臺搜索“智能施工”、“智慧化施工”、“路面施工”等關鍵詞，未查詢到相關技術標準。查詢“高模量瀝青”查詢到中國公路學會團體標準《公路高模量瀝青路面施工技術指南》（T/CHTS10004—2018）和江蘇省交通經(jīng)濟研究會團體標準《公路長大隧道溫拌阻燃高模量瀝青鋪裝施工技術規(guī)程》（T/JSTERA42—2023）等團體標準；在標準搜平臺查詢到《公路高模量瀝青路面施工技術指南》（DB13/T2823-2018）；《高模量瀝青混合料施工技術規(guī)范》（DB21/T1754-2009）《：信息技術詞匯第31部分:人工智能機器學習》（GB/T5271.31-2006）《信息技術詞匯第34部分:人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡》（GB/T5271.34-2006）《信息技術人工智能術語》（GB/T41867-2022）2.5對促進行業(yè)發(fā)展的預期效果基于人工智能算法的高模量瀝青路面智慧機群協(xié)同施工編隊技術規(guī)程的編制對于促進行業(yè)發(fā)展具有很重要的意義。①促進了設備的迭代升級。第一代無人施工設備不能滿足敏捷條件下編隊需要，為了實現(xiàn)設備迭代，對于人工智能算法進行選擇，并規(guī)范機器行為。②通過無人機群編隊的敏捷開發(fā)模式，更加適合各類瀝青路面施工，對瀝青路面的耐久性具有重大意義。③更加合理地規(guī)定無人施工設備的安全等級，為提高工程效率，保證安全有重要意義。該標準的編制可以將智能設備推廣至全省高速公路以及其他公路路面施工中。①本標準的編制將有效地推廣國產智能化設備的應用。②本標準的編制，可以規(guī)范高模量瀝青路面智慧化施工編隊方法。③本標準的制定，將成為江蘇省高速公路又一創(chuàng)新成果，對于江蘇省公路工程標準化工作起到添磚加瓦的作用。④本標準的制定，對于新設備推廣起到示范引領作用，對平安百年品質工程的創(chuàng)建有極大的促進作用。2.6本標準依托項目2.6.1常泰大橋南接線項目常泰長江大橋是《長江經(jīng)濟帶立體綜合交通走廊規(guī)劃（2014-2020）》中批復的江蘇省14條過江通道之一。擬建常泰長江大橋位于泰州大橋與江陰大橋之間，分別距離泰州大橋約32km，距離江陰大橋約27km。在沿江八個地級市的主城區(qū)中，常州是唯一還沒有過江設施的地區(qū)。常泰長江大橋建成后，將使常州與蘇中溝通更為便捷，大大減少了過江的繞行距離;宏觀上，有利于均衡長江中下游過江設施布局。常泰長江大橋南北公路接線路線起自與滬陜高速公路交叉處的泰興東樞紐，向南經(jīng)泰興市張橋鎮(zhèn)東側，通過虹橋工業(yè)區(qū)后，順接常泰長江大橋，跨長江后向南經(jīng)常州市新北區(qū)春江鎮(zhèn)西，跨德勝河后，止于與江宜高速公路交叉處的春江樞紐，路線全長31.972公里（不含常泰長江大橋公鐵合建段），其中泰興段長22.382公里、常州段長9.59公里。本項目采用雙向六車道高速公路標準建設，南北引橋段設計速度100公里/小時，橋梁寬度33.05米（與主橋一致）；其余路段設計速度120公里/小時，路基寬度34.5米。橋涵設計汽車荷載等級采用公路-I級，其余技術指標按交通運輸部頒《公路工程技術標準》（JTGB01-2014），并嚴格執(zhí)行國家有關工程技術標準強制性條文。常泰長江大橋南北公路接線工程CT-TZ22標路面施工項目，起點樁號K11+000終點樁號為K22+553.4，路線全長為11.553km，主線按雙向六車道高速公路標準建設，路基寬度34.5米，南北引橋段設計速度為100公里/小時，其余路段設計速度120公里/小時。合同造價約2.07億元。主要工作內容為主線、匝道的路面底基層、基層、瀝青砼面層施工；收費廣場路面工程、房建區(qū)道路、服務區(qū)（停車區(qū)）場地及貫穿車道的瀝青砼或水泥砼面層施工；路肩、中央分隔帶填土及防排水設施施工，硅芯管及過橋管箱施工，路緣石運輸及安裝；主線、匝道橋梁的橋面拋丸處理、防水層、排水設施；明通道、橋梁的搭板及砼墊層；標志標牌、全線（主線、匝道、收費廣場、收費島等）機電系統(tǒng)外場設備、照明設施等的基礎、人手孔及其通信、供電管箱管道等相關預留預埋施工；中分帶、路肩、互通綠化工程（不含路基標的邊坡綠化）施工。(1)主線及匝道采用瀝青結構。上面層為4cm厚SMA-13改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料+中面層為6.5cm厚HMM-13高模量瀝青混凝土+下面層為9.5cm厚SUP-25粗粒式瀝青混凝土。(2)橋面鋪裝上面層為4cm厚SMA-13改性瀝瑪蹄脂碎石混合料+中面層為6.5cm厚HMM-13高模量瀝青混凝土，橋面防水采用熱噴SBS改性瀝青撒布碎石，采用拋丸進行處理。2.6.2阜溧高速公路阜溧高速公路路線起自阜建高速終點九龍口樞紐，路線向南布線，經(jīng)顏單鎮(zhèn)南與S233、S331相交后，跨越鹽寶線（規(guī)劃Ⅲ級），向南與老S331相交。經(jīng)北龍港社區(qū)西側通過，在大縱湖西側與S125相交，在大興垛東與G344改線相交，經(jīng)缸顧鄉(xiāng)西，在瞿馮村東南側跨越建口線（規(guī)劃Ⅴ級），經(jīng)平旺湖西，顧趙村東側布線，路線沿S351西側南下，經(jīng)許趙村西，在華標建材有限公司東側跨越大溪河后，在橫涇河飲用水源二級保護區(qū)西側跨越橫涇河，經(jīng)袁家村西跨越北山子河后繼續(xù)向南沿S351布線，在開泰村西側向東南方向跨越S351，利用興華開發(fā)區(qū)預留走廊布線，經(jīng)開發(fā)區(qū)初級中學南側穿過，在南官河大橋以北800m處跨越鹽邵線（規(guī)劃Ⅲ級），終點順接興泰高速公路，路線全長71.7km。阜溧高速公路建湖至興化段路面工程施工項目JHX-21施工標段，起訖樁號K0+300.000～K34+810.000，全長約34.510km。采用雙向四車道高速公路標準建設，設計速度120公里/小時，路基寬度27m。標段內設九龍口樞紐、建湖南互通、樓王互通、大縱湖互通。（1）主線及匝道采用瀝青砼結構。上面層為4cm厚SMA-13改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料+中面層為6cm厚HMM-13高模量瀝青混凝土+下面層為8cm厚SUP-25粗粒式瀝青混凝土。（2）橋面鋪裝上面層為4cm厚SMA-13改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料+中面層為6cm厚HMM-13高模量瀝青混凝土，橋面防水采用熱噴SBS改性瀝青撒布碎石，采用拋丸進行處理。分項工程單位工程數(shù)量備注下面層SUP-25m2521972中面層HMM-13m2955166道路525654+橋面429512上面層SMA-13m2954612道路525100+橋面429512本研究在全線中面層進行編隊驗證。阜溧高速公路應用本技術施工，與平臺無人施工項目相比節(jié)約了工程成本235萬元，同時，工期縮短了25%。使用本技術，高模量瀝青路面施工質量得到了有效保證，各質量參數(shù)均勻性得以提升。使用本技術，保證了施工安全，保護了環(huán)境。使用本技術，為公司培養(yǎng)了4名技術工人。2.6.3312國道346國道鎮(zhèn)江戴家門至高資段改擴建工程G312G346-CQ4標項目本項目起點與現(xiàn)狀346國道(金潤大道)順接，位于喬家門轉盤，起點受鐵路橋孔限制和遠期設置互通的需要向南局部改線，向西過五洲山后接入現(xiàn)狀老路，路線沿既有老路途經(jīng)開發(fā)區(qū)、高資鎮(zhèn)至項目終點，項目終點位于鎮(zhèn)句分界位置。起點樁號為K0+467.000，終點樁號為K14+168.051，路線全長約13.701km。本項目主線按雙向六車道一級公路標準建設，設計速度為100km/h,輔路沿主路兩側布設，輔路參照城市次干道標準建設，路面結構為瀝青砼路面，汽車荷載等級為公路-I級。共設置主線橋12座，主線橋長3177.21m，其中主線節(jié)點高架橋4座、橋長2867.3m，一般中小橋8座，橋長309.91m；設置互通式立體交叉1處，為新312國道交叉互通，設置兩條轉向匝道，匝道橋長624.43m，全線設置地面輔道橋5座，橋長223.35m；支線上跨橋2處，橋長226.9m；主輔出入口9對；平面交叉22處，其中規(guī)劃12處；涵洞40道；通道2座。1座長685m車行隧道。本標段主要施工項目為設計樁號范圍內的老路銑刨、瀝青路面、水穩(wěn)、路緣石等工程的施工（含所有支線上跨橋的瀝青路面，所有搭板，所有粘層油、防水、伸縮縫）及為實施以上工程所必需的臨時工程的施工及工程缺陷修復。2.6.4揚溧高速公路改擴建工程揚溧高速公路是國家高速公路網(wǎng)中“上海一西安”高速公路(G40)的聯(lián)絡線之一，路線編號G4011，也是江蘇省高速公路規(guī)劃網(wǎng)“十五射六縱十橫”的高速公路布局方案中是“縱五”邳州至溧陽通道的重要組成部分。北起與滬陜高速公路相交的漢河樞紐，南至與寧杭高速公路相交的新昌樞紐，路線全長約100公里。本項目為對揚溧高速公路鎮(zhèn)江南互通至丹徒樞紐段的擴建，項目的建設對于消除國家高速公路瓶頸路段，提高國家高速的通行能力和服務水平，滿足不斷增長的交通需求，支撐長三角一體化、長江經(jīng)濟帶建設等國家戰(zhàn)略和寧鎮(zhèn)揚一體化發(fā)展戰(zhàn)略，促進沿線經(jīng)濟社會持續(xù)快速發(fā)展等均具有重要意義。項目路線起自鎮(zhèn)江南互通，接潤揚長江公路大橋南接線，向南經(jīng)鎮(zhèn)江市高新區(qū)、丹徒區(qū)，止于丹徒樞紐，全長13.081km。全線采用沿既有高速公路“兩側拼接加寬”的改擴建方案，由雙向四車道擴建為雙向六車道，設計速度120km/h，路基寬度34.5m。項目原位擴建鎮(zhèn)江南互通、上黨互通、丹徒樞紐共3處互通式立體交叉。新增1處谷陽服務區(qū)。3編制原則和依據(jù)3.1標準制定原則《公路瀝青路面協(xié)同施工編隊規(guī)范》以國家現(xiàn)行的自動化設備標準、無人機編隊標準、公路路面施工技術規(guī)范等作為本文件編制依據(jù)，結合目前國內外瀝青路面施工、無人施工、編隊技術等特點，特別是智能系統(tǒng)的可靠性、效率、功能等特點制定本標準文件。主要遵循以下原則：3.1.1問題與需求導向原則標準制定充分調研各施工、監(jiān)理單位、設備生產廠商在瀝青路面無人施工方面的需求以及無人施工、智能壓實、3D攤鋪等方面取得的經(jīng)驗，同時，結合國內外無人施工設備及編隊特點及我省施工標準的建制情況，制定適用于我省瀝青路面無人化施工的技術規(guī)程。3.1.2科學完整原則本文件規(guī)定了公路瀝青路面智慧機群協(xié)同施工編隊的基本規(guī)定、智慧機群的組成、智慧機群需求與架構、智慧機群通信、路徑規(guī)劃、施工編隊與協(xié)同控制、安全避障、施工和質量評價等內容，對智慧機群編隊方法進行了規(guī)定，做到了完整統(tǒng)一。3.1.3規(guī)范實用原則本標準具有規(guī)范性和實用性，是在對目前國家及行業(yè)現(xiàn)行相關標準、規(guī)范充分理解的基礎上進行編制，本標準的適用范圍、設備、編隊方法等內容準確、簡潔、明晰，并且具備可操作性、可評估性和經(jīng)濟合理性。3.2標準制定依據(jù)在制定標準過程中，本標準課題組嚴格遵循以下標準化法律、法規(guī)、規(guī)范的規(guī)定，作為本標準起草的重要依據(jù)：GB/T10827.1-2014工業(yè)車輛安全要求和驗證第1部分：自行式工業(yè)車輛（除無人駕駛車輛、伸縮臂式叉車和載運車）GB/T10827.4-2023工業(yè)車輛安全要求和驗證第4部分：無人駕駛工業(yè)車輛及其系統(tǒng)GB/T16754-2021機械安全急停功能設計原則JB/T13696-2019無人駕駛工業(yè)車輛JTGF40公路瀝青路面施工技術規(guī)范JT/T1127-2017公路路基填筑工程連續(xù)壓實控制系統(tǒng)技術條件T/JSJTQX19—2021高速公路路面3D攤鋪施工技術規(guī)程4主要條款依據(jù)國家有關自動化設備、瀝青路面施工、無人機編隊等標準和規(guī)范、理論、江蘇省內團體標準、施工指導意見等規(guī)范對智能化施工的要求，認真分析總結各施工單位、設備廠商的施工經(jīng)驗和無人設備的應用經(jīng)驗，重點對智慧體組成、框架、通訊、協(xié)同等方面做出了規(guī)定，突出了編隊設計工作。分別從基本規(guī)定、智慧機群的組成、智慧機群需求與架構、智慧機群通信、路徑規(guī)劃、施工編隊與協(xié)同控制、安全避障、施工和質量評價等8個方面進行了研究討論和總結。本團體標準的主體內容主要參考國家有關自動化設備、無人機編隊、自動化控制等行業(yè)標準、理論、江蘇省內施工指導意見、團體標準以及建設相關標準規(guī)范，同時結合無人設備應用成功經(jīng)驗，并征求的各相關單位意見進行起草。5主要技術內容確認的依據(jù)（1）本標準章節(jié)3中有關本標準的定義，參照了相關論文文獻以及現(xiàn)行標準進行了定義。（2）本標準章節(jié)5.1“瀝青路面采用智慧化措施施工時，智慧機群編隊應采用敏捷開發(fā)方式進行，以適應不同路面施工工藝和管理要求?！币蚰壳盀r青路面材料品種較多，施工對機械的要求也有不同，敏捷開發(fā)可以進行編隊修改，且滿足自行修改的要求，因此做此規(guī)定，為自編標準。（3）本標準章節(jié)6.2.1“智能體機械包括無人駕駛攤鋪機和無人駕駛壓路機，宜配置路徑采集自動化裝備?！甭窂讲杉b置可以單獨配置也可以以攤鋪機為載體，建議單獨配置，為自編標準。（4）本標準章節(jié)7.1.1“應建立多智能體機群協(xié)同施工系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠在環(huán)境惡劣、應用場合溫度較高的條件下連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)施工”。惡劣環(huán)境是指高溫、高海拔、高濕環(huán)境，以及隧道、山區(qū)等移動信號差通訊狀況差的環(huán)境。為自編標準。（5）本標準章節(jié)7.1.2中“單智能體設備能夠按照預先設定的路徑軌跡自動駕駛，轉向平穩(wěn)，彎道過度平滑，單智能體橫向控制精度控制在±5cm之內，智能壓路機應能貼邊碾壓，貼邊距離應控制在3mm～10mmm之間”。單智能體橫向控制是保證瀝青路面全域無死角碾壓的關鍵，研究表明，目前設備橫向控制精度可以達到5cm的精度，貼邊壓實能在10mm以內，為保證機械不與路緣石接觸，做最小規(guī)定，3mm，為自編標準。（6）本標準章節(jié)7.1.3中“能實現(xiàn)多智能體編隊協(xié)同控制。機群和單機行駛速度，前后車間距可由人工遠程控制或智慧體自行設定，機械編隊可靈活設置，縱向控制精度控制在±20cm之內”。對于縱向編隊精度要求不高，20cm能滿足要求，故做此規(guī)定，為自編標準。（7）本標準章節(jié)9.1.6中“瀝青路面智慧機群路徑規(guī)劃應采用領航跟隨方式進行，領航智能體根據(jù)施工情況設置”。根據(jù)瀝青路面施工設備配置，領航智能體分為主領航和副領航，攤鋪機為主領航，第一臺壓路機為副領航，編隊時，需要根據(jù)工程特點設置主領航和副領航，為自編標準。（8）本標準章節(jié)9.5.4中“路徑切換時，應先采用點到擬合曲線的距離計算公式方法計算領航智能體的實際位置與期望位置之間的偏差d，然后經(jīng)切換時機更換為小于”。路徑跟蹤控制時路徑的切換時機為機械的期望位置與分段點坐標距離小于k米，然而機械的控制精度難以保證機械的實際位置與期望位置一致，因此做此規(guī)定。為自編標準。（9）10.1.4中“g)應在模糊控制的基礎之上增加加速度前饋控制，當領航者智能體施工速度變化時，通過加速度前饋控制保證縱向跟隨車距的穩(wěn)定性”。當領航者智能體施工速度變化時，系統(tǒng)中跟隨者智能體僅僅依靠縱向車距的模糊控制無法保證車距的快速穩(wěn)定，當領航者智能體速度加快時，跟隨者智能體無法及時加速，此時會出現(xiàn)車距較大的現(xiàn)象；同樣當領航者智能體在減速時，跟隨者智能體無法及時減速，此時會出現(xiàn)車距較小的現(xiàn)象，因此縱向車距跟隨僅僅依靠模糊控制無法滿足系統(tǒng)要求。因此做此要求。自編標準。（10）本標準章節(jié)10.2.2中“編隊協(xié)同控制中人為設定領航智能體、跟隨智能體，本規(guī)程以1臺攤鋪機作為總領航智能體，總領航智能體負責對整個機群的路徑控制；設置1臺壓路機為碾壓機群的分領航智能體。根據(jù)任務需要設定多個跟隨壓路機設置為跟隨智能體”。通過研究，只設置一臺領航體時，壓路機的運行可能受到領航體制約過大，當壓路機群存在異常時，無法進行壓路機群自適應，因此建議設置兩臺領航體，自編標準。（11）本標準章節(jié)10.3.5中“g)應在模糊控制器中增加了加速度前饋PD控制”。模糊控制是輸出反饋與輸入比較后的反饋控制，反饋控制通過輸入、輸出的偏差進行誤差補償控制，應對穩(wěn)定情況下的擾動，該方式存在一定的滯后性。前饋控制是基于擾動信號的控制，前饋控制使系統(tǒng)在穩(wěn)定情況下對于誤差擾動具有一定的預見性，針對精度要求高的控制系統(tǒng)，可以有效提高出現(xiàn)擾動時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。施工會根據(jù)環(huán)境的變化調整系統(tǒng)編隊的行駛速度，若領航機械智能體加速行駛，則相應的跟隨機械智能體需要快速加速，若領航機械智能體速度減速行駛，則相應的跟隨機械智能體需要快速制動減速，領航機械智能體速度的變化，對于模糊控制系統(tǒng)來說是一個外部擾動，在外部擾動下，系統(tǒng)需要快速做出反應，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。當前車加速或者減速時，加速度變化的信息會發(fā)給跟隨機械智能體，跟隨機械智能體收到加速度變化的信息，前車加速度變化量作為跟隨機械智能體加速度前饋控制器的輸入量，通過加速度前饋PD控制得到跟隨機械智能體的加速度輸出值，此時跟隨機械智能體會跟隨前車的變化快速調整速度，從而使得車距保持穩(wěn)定。因此做此規(guī)定（12）本標準章節(jié)11.3中表格根據(jù)無人駕駛技術安全等級要求制訂，為自編標準。6與有關的法律、法規(guī)和國家標準的關系本團體標準依據(jù)國家在無人設備、瀝青路面施工方面的標準，針對目前無人施工方面應用現(xiàn)狀而制定，重點對智能體框架、通訊、協(xié)同、編隊等進行了規(guī)范，突出了編隊設計。本標準在編制過程中查閱了較多的有關路面施工要求、智能化設備控制系統(tǒng)、自動化控制的等相關的國家及行業(yè)標準、參考文獻。7重大意見分歧的處理依據(jù)和結果無8采標程度8.1主要采用的標準本文件采用了下列標準中的個別條款內容。GB/T10827.1-2014工業(yè)車輛安全要求和驗證第1部分：自行式工業(yè)車輛（除無人駕駛車輛、伸縮臂式叉車和載運車）GB/T10827.4-2023工業(yè)車輛安全要求和驗證第4部分：無人駕駛工業(yè)車輛及其系統(tǒng)GB/T16754-2021機械安全急停功能設計原則JB/T13696-2019無人駕駛工業(yè)車輛JTGF40公路瀝青路面施工技術規(guī)范JT/T1127-2017公路路基填筑工程連續(xù)壓實控制系統(tǒng)技術條件T/JSJTQX19—2021高速公路路面3D攤鋪施工技術規(guī)程8.2采標程度本團體標準采用了上述標準的部分內容。9貫徹標準的措施建議9.1推進應用加強標準在各單位的應用，推進標準實施。建議江蘇省公路施工單位、監(jiān)理單位、中心試驗室單位、技術服務單位在瀝青路面智慧化施工過程中，積極采用智能設備和自動化控制系統(tǒng)、人工智能設備，并實施本標準，將本標準作為無人化施工的作業(yè)指導書，也可將本標準作為業(yè)主單位工程招標和建設管理情況檢查和控制的參照標準。9.2宣貫加大標準宣貫力度，擴大宣貫范圍。從管理單位到施工單位，從主管部門、行業(yè)專家到路橋行業(yè)從業(yè)人員，建立立體化、形式多樣、廣泛的宣貫網(wǎng)絡，使標準宣貫具體到每一個崗位，深入到每一個層次。標準的宣貫工作不僅包括標準文本本身，還應包括標準的編制說明，使得標準使用者不僅了解標準文本中規(guī)定的內容，還了解本標準編制說明中對于標準制定背景、制定依據(jù)等內容，以利于標準的貫徹執(zhí)行。9.3標準的反饋與評價做好信息反饋和適用性評價，提高標準實施效果。標準宣貫實施過程中，要注重將標準的宣貫工作落實到實際中。在本標準宣貫后，要時刻跟蹤本標準在各單位實施情況，記錄標準在實際應用中的具體效果，對于實用性不強、適用性差的條款要及時反饋到相關行業(yè)管理部門，以便采取相應的措施。

征求意見反饋匯總表序號標準章條編號意見內容處理意見及理由單位名稱姓名職務聯(lián)系方式13文中多次提及“智能壓實值”，建議增加智能壓實值名詞解釋采納。江蘇常鑫路橋集團有限公司孫權道項目經(jīng)理136561295766第6章節(jié)應增加一般要求，明確智慧機群采用3D系統(tǒng)和智能壓實系統(tǒng)，以滿足質量控制需要采納，常州交通建設管理有限公司湯勤工程科長1361611116226.2.2建議增加無人駕駛算法結合RTK高精度定位技術，實時規(guī)劃路徑、速度自適應的規(guī)定；采納，增加“無人駕駛算法應結合RTK高精度定位技術，實時規(guī)劃路徑、速度自適應；”三一路面機械有限公司譚斌總工1867037710136.2.3建議增加膠輪壓路機輪壓的規(guī)定采納。增加“膠輪壓路機具有自動檢測氣壓和自動充氣功能”徠卡中國有限公司路星經(jīng)理1821015093646.3.2建議控制平臺增加質量管理的功能，以利于質量控制采納。增加“應具有質量管理功能。應能查看工程進度與關鍵質量數(shù)據(jù)的完整履歷，能提供全面的工程日報和各作業(yè)的詳細質量情況，包括碾壓遍數(shù)、壓實度、高程、效率、軌跡、攤鋪碾壓溫度圖譜等”鹽城市高速公路建設指揮部周正殿指揮部主任1360510399957.2.1建議對“多智能體系統(tǒng)應由智能體個體的動態(tài)模型、通信網(wǎng)絡拓撲和分布式控制律三個基本要素組成?！敝刑岬降娜齻€基本要素功能進行進一步說明采納。增加了要素條件a)動態(tài)模型應能分析智能體的運動控制狀態(tài)；b)通信網(wǎng)絡拓撲應能夠及時確定和更新智能體及智能體之間狀態(tài)信息；c)分布式控制律應能夠明確智能體之間的組織關系，形成相互協(xié)同的多智能體系統(tǒng)?；窗仓羞h檢測公司蘇俊榮總經(jīng)理1333890386667.2.2用于多智能體體系結構的MAS應包括任務分配層、信息交互層及協(xié)同控制層等三層控制體系結構，建議對此進行進一步說明部分采納。標準不做解釋，增加了備注。江蘇省交通工程建設局王祥波科長155101769177.2.5應能根據(jù)瀝青路面的施工要求選用RTK定位