DB32T-道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范编制说明

江苏省地方标准《道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范》（征求意见稿）编制说明起草工作组2024年6月目录TOC\o"1-1"\h\z\u一、目的意义 —《道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范》（征求意见稿）编制说明目的意义1.1编制目的当前，我国公路施工适龄工作人口大幅减少，尤其是艰苦险重工程建设人员大幅减少，年轻一代更愿意进入具有较高技术含量的行业，导致工程建设用工成本增加。为降低人工成本、提升施工效率和质量，智能化、无人化交通建设技术和工程装备的推广应用将是必然趋势与市场选择。从现状来看：一方面，交通建设工程长期以来施工质量控制难度大，工程养护成本高；另一方面国家大力发展水电大坝建设、西部交通建设、一带一路等工程项目增加，工作环境高原、高温、高湿、施工事故等对施工人员健康带来了很大的挑战；同时，随着经济结构的变化，导致工程建设的基层人员流动大，间接造成施工过程控制难以稳定。另外，交通工程多为大型基础建设工程，施工工地传统的管理方法不能满足国家交通强国的战略发展。为此，交通建设行业迫切需要通过数字化、无人化、信息化技术来解决上述问题，更需要无人化、智能化、集群化施工的相关技术标准来引领和推进工程应用。工程建设施工智能化无人集群控制技术作为一项新技术，中国走在了世界前列，国外未见到相关应用。国内近几年的应用实践中，由于技术的先进性与复杂性，施工时，各单位在无人化施工设备技术参数选择、施工工艺与无人化施工设备结合、现场组织与操作等方面存在很大的随意性，尚未形成统一的标准，影响无人化施工设备优势的发挥。因此，有必要在我省编制《道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范》，明确摊铺压实过程组织、设备要求和技术要求等，为采用智能化无人集群施工技术进行工程施工提供标准化依据，加快我省工程建设智能化无人集群施工推行，提高我省公路工程建设智能化、无人化水平，同时，进一步促进智能化无人施工技术研究和进步，逐步覆盖拌和站、运料车等，实现我省公路施工全面无人化。1.2编制意义本标准对规范摊铺压实智能化无人化集群施工的术语和定义、系统组成、功能要求、技术指标、施工作业前准备、摊铺压实作业、数据采集、质量控制具有实际指导意义，本标准对未来使用者涉及各参建方具有良好的实用价值和广阔的推广应用前景。本标准编制属于技术研究工作，预期效果主要体现在社会效益这方面。通过本标准制定推动《“十四五”交通领域科技创新规划》我省贯彻实施，填补我省公路施工无人化标准空白，促进我省智能化、无人化施工规范化应用，有效解决和提升施工质量、效率、安全、环保等问题。通过数字化、智能化、无人化施工技术远程实现现场作业操控或智能决策规划作业路径等方式，解决长期困扰国家交通工程中人的原因导致施工质量问题、因我国专业施工操作手人数不断减少的难题等，实现昼夜、全气候的连续施工，提高施工效率，缩短工期，以及施工均匀，实现节能减排。任务来源本标准经江苏省交通运输厅推荐，江苏省市场监管局批复同意后立项，项目批复文件为《省市场监管局关于下达2023年度江苏省地方标准项目计划的通知》（苏市监标〔2023〕173号），立项排序为第77项，名称为《道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范》。编制过程本标准研究与编制自确定任务来源以后，编制过程如下：3.1成立标准编制小组2023年6月，在徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司的统一组织下，由东南大学、徐州市公路事业发展中心、苏交科集团股份有限公司、江苏高速公路工程养护有限公司、江苏现代路桥有限责任公司、南京宁通智能交通技术研究院有限公司、苏州市公路事业发展中心、江苏高速公路工程养护技术有限公司、河南交投平宛高速公路有限公司、江苏集萃道路工程技术与装备研究所有限公司、江苏东交智控科技集团股份有限公司、江苏经纬交通集团有限公司、南京工业大学等单位组建了江苏省地方标准起草组，召开了标准起草组启动会议，对标准基本框架、工作进度、任务分工、调研计划等进行了安排。3.2工程调研与研讨3.2.1线性路面施工相关工程（1）路基智能施工项目在S420金湖段，首次实现路基碾压的无人化施工，开启道路无人施工的先河，取得了良好的实施效果，为无人机械集群化施工提供了研究基础与实施经验，向外界展示了交通建设行业的科技发展。（2）水稳基层智能施工项目京雄高速和新柳南高速在全球率先开展无人集群的应用，实现水稳基层摊铺压实的自动化作业。沥青路面智能施工项目攀大高速无人驾驶压路机集群联动沥青路面施工作业在四川攀枝花至云南大理在建的高速公路项目中测试成功，标志着无人驾驶压路机已经能够满足沥青路面碾压施工规范，这在全球尚属首次。京德高速沥青中面层施工中首次使用"无人驾驶集群智能化施工"技术，该技术首次在雄安新区对外骨干路网沥青面层施工中得到应用。新疆S21高速公路地处古尔班通古特沙漠腹地，干旱、少雨、大风、沙尘暴，冬期严寒漫长，夏季短而炎热，昼夜温差大，无人化施工很好的克服了恶劣的作业环境，实现高质量、高效率、少人员施工。3.2.2水利施工相关工程在北京的雄安新区，实现了批量36台套无人化压路机的订单，在示范应用中取得良好效果。在此基础上，定兴县水利局、河北水利工程局、内蒙古辽河水利工程局、安徽水利开发有限公司、河北水利工程局等8家施工单位，相继采购了无人化压路机。3.3科研基础与研讨近三年，标准编制小组承担主要科研项目10多项，获得知识产权共计30项，其中发明专利12项，实用新型专利2项，软件著作权登记16项，目前已攻克摊铺压实智能化无人集群施工相关技术瓶颈，构建智能化无人集群施工传感、决策、控制、分析等技术，按照“无人操控机理研究→核心技术攻关→原理系统构建→单机样机试验→集群化样机试验→示范应用→推广应用流程展开”逐项开展调研、技术研究和测试验证。截止目前，摊铺压实智能化无人集群施工已应用线性工程、路基施工、集中养护等多个典型项目，实施容易，可操作性强。如：省内（沪宁高速、溧马高速、锡广高速、连徐高速、沈海高速等）、省外（新疆S21高速、河南郑西高速、广东茂湛高速、山东淄博高速、济南绕城高速、江西大广高速、四川攀大、德会高速、河北京雄、京德高速、雄安拒马河、云南凉州大坝、湖北鄂州机场、武大高速、西安南外环、山西太原二环高速等）多个典型项目应用。2023年6月~7月，标准编制组进行施工现场调研，并进行交流研讨。3.4起草标准草案2023年8月~10月，编制标准草案，确定了标准的主要框架，组织内部、行业标准评审和专家质询，经修改后形成标准征求意见稿，准备征求意见工作。3.5标准修订2023年11月~2024年4月，公开广泛征求行业技术专家及标准编制专家意见，优化标准框架，编制组根据与会专家意见进一步修改完善，开展标准起草工作。2024年5月完成该征求意见稿的编制。四、主要内容4.1编制原则道面摊铺压实智能化无人集群施工技术规范制定的原则如下：1.科学性、先进实用原则。本标准既要反映江苏省近年来在摊铺压实智能化无人集群施工技术方面的研究成果和经验，又要借鉴吸取国内外的先进经验和新理论、技术，更要适合江苏省在规划建设管理的实际需求，还要确保规范可操作，解决实际的工程难题。2.符合性与协调原则。本标准既要符合国家法律的有关规定，又要与现行的国家标准、行业标准保持相互协调、一致。3.成熟性原则。本标准须进行充分技术论证，应依据充分，理论正确，验证可信，确保技术成熟性、可靠性。4.注重经济性和社会效益原则。本标准编制须以江苏省实际需要出发，避免一味追求高性能、高指标，造成不必要的经济浪费。4.2编制内容为了为响应国家《交通强国建设纲要》和《“十四五”交通领域科技创新规划》需求，研发智慧工地的专业作业保障装备技术，开展“智慧工地先导应用”工程，研发少人或无人化施工技术与装备，推动机场、道路、隧道、航道、桥梁、高速铁路等智慧工地的典型应用试点，有效解决和提升施工质量、效率、安全、环保等问题。规范道面摊铺压实智能化无人集群施工技术，保证工程质量，制定本文件。本标准规定了道面摊铺压实智能化无人集群施工的术语和定义、系统组成、技术要求、施工、质量控制。（1）范围本文件规定了标准范围和适用界限。本文件规定了摊铺压实智能化无人集群的系统组成、技术要求、施工、质量控制等内容。本文件适用于高速公路和一级公路的新建、改扩建及养护工程。（2）规范性引用文件规范性引用文件说明了主要参考的国内外标准。在标准编制过程中，以《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CH/T2009）、《公路路基路面现场测试规程》（JTG3450）、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1）等作为上位标准。（3）术语和定义本章节主要对智能摊铺压实设备、智能摊铺压实管控平台、智能摊铺压实作业系统等术语进行定义，在理解的基础上更好地控制各技术要求；同时在本学术范围内形成统一的名称，便于学术交流。（4）系统组成本章主要规定了智能摊铺压实设备的组成，智能摊铺压实管控平台的模块组成，RTK基站的要求，数据采集设备应具备的识别装置等相关要求。（5）技术要求本章节主要规定施工设备及管控平台的功能要求、数据采集设备的功能要求；施工设备及管控平台的技术指标，如定位精度、作业精度、环境感知及紧急避险性能等相关要求。（6）施工本章节主要规定了作业人员要求、施工设备准备、基站搭建、数据采集等内容，以及设备状态检查相关要求。（7）质量控制本章节主要规定了道面摊铺压实智能化无人集群施工工艺的相关要求，以确保最佳施工质量。五、技术指标确定的依据5.1已有科研研究基础本文件规定了一种实现沥青路面智能施工的方法，通过综合数据检测分析，并结合施工质量在线实时智能感知、无人装备智能控制等理论方法研究和技术研发，实现沥青路面的智能检测、空间温度场检测、智能摊铺、智能压实，最终达到无人智能施工这一行业最终目标，同时通过研发数字化施工数据处理平台，实现施工大数据的溯源管理，为道路工程管理方实现智慧管养提供数据服务。本文件对沥青路面智能施工的系统组成、系统功能进行了技术规定，包括定位实现的方式、系统通讯架构、系统安全性的要求等；本文件对沥青路面智能施工的流程和工艺进行了技术规定，包括智能施工进行的碾压遍数、碾压方式，对于沥青混合料的温度控制等。5.2规范性引用文件本标准的制定未违反相关法律法规及强制性标准，不存在与国家标准、行业标准内容相同情况。下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。CH/T2009全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范JTG3450公路路基路面现场测试规程JTGF40公路沥青路面施工技术规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准六、重大分歧意见的处理无七、废止现行有关标准的建议本标准是首次制定，无废止现行有关标准的建议。八、与相关法律法规和标准的关系本标准不违背现有法律法规，与现行的相关国际标准、国家强制/推荐标准、行业标准、省地方标准无交叉，本标准重点规定采用智能化无人集群技术和设备进行集群摊铺、压实施工相关技术要求，是对《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）、《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）、《高速公路沥青路面施工技术规范》（DB32/T1087-2022）等标准在智能化、无人化施工方面的技术性要求和补充，与现有施工标准配合使用。九、推广实施建议智能化无人集群施工提高了施工质量，提升了人员安全和施工效率，降低了碳排放，带动了上下游供应链发展，具有巨大的经济、社会和生态效益。依托本任务研究成果，可以作为全省智能化无人化施工的依据。为了加强推广力度，首先，我们应积极争取政府对推进摊铺压实智能化无人集群施工工程样板建设工作的支持，让标准有序长效的运行，在总结、借鉴、提炼的基础上推广成功经验，巩固标准成果，以提升江苏省公路建养智能无人施工技术应用水平，填补摊铺压实智能化无人集群施工技术标准的空白。此外，还应加强宣传引导，充分利用各种媒介，大力宣传智能化无人集群施工的意义和要求，组织开展品质工程样板建设相关主题活动，扩大在全国行业内外的影响力。十、起草单位和起草人员信息及分工10.1主要起草单位及分工在本标准的修订过程中，开展了广泛的调研和技术分析工作，得到了相关单位的支持、协助，取得了大量标准制定建议，保证了标准修订质量。各协作单位的主要工作如下：①徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司负责方案确定并负责集群施工控制技术把控和验证，负责标准主要编写。②东南大学协助参与方案确定并给出指导意见，协助完成国内外相关研究资料的收集工作，对温度、厚度、压实度、平整度等采集装置提出了改进意见，帮助提高了标准编写的科学性和合理性。③徐州市公路事业发展中心协助参与方案确定并给出指导意见，负责施工应用及验证，对技术指标评价提出了合理性建议，确保了技术指标的准确性。④苏交科集团股份有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，协助完成国内外相关研究资料的收集工作，结合相关工程经验对质量控制内容提出了修改意见，帮助提高了标准的合理性。⑤江苏高速公路工程养护有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对施工集群控制策略和工艺流程提出了修改意见，帮助提升了标准的可实操性。⑥江苏现代路桥有限责任公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对施工集群控制策略提出了修改意见，帮助提升了标准的可实操性。⑦南京宁通智能交通技术研究院有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，协助完成行业内相关论文等研究资料的收集工作，参与标准的校稿工作，帮助提高了标准的准确性和规范性。⑧苏州市公路事业发展中心协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对集群安全控制策略提出了修改意见，帮助提升了标准的合理性。⑨江苏高速公路工程养护技术有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对集群施工工艺流程提出了修改意见，帮助提升了标准的可实操性。⑩河南交投平宛高速公路有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对集群施工工艺流程提出了修改意见，帮助提升了标准的可实操性。⑪江苏集萃道路工程技术与装备研究所有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，协助完成地方标准、技术资料等的收集工作，对标准编制进度提出了合理性建议，提高了标准编制工作的统筹性。⑫江苏东交智控科技集团股份有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对集群安全控制策略提出了修改意见，帮助提升了标准的合理性。⑬江苏经纬交通集团有限公司协助参与方案确定并给出指导意见，结合工程经验对集群安全控制策略提出了修改意见，帮助提升了标准的合理性。⑭南京工业大学协助参与方案确定并给出指导意见，对数据采集设备功能提出了修改意见，帮助提升了标准的科学性。10.2主要起草人及其所做的工作本标准主要起草人：郭朝晖、高亮、许飞云、贾岩、吴春颖、毕连居、邵珠枫、孙志刚、徐洪跃、孟斌、王飞、周保刚、陈明、王捷、张陈、郭启林、王晓东、蔡莉莉、李捷、孙小中、刘晓红、胡建中、楼望新、周韡、梅晨悦、李昂、张东、朱富万、黄麒、苏宏涛。各起草人主要工作见表各起草人主要工作见表1。表1标准主要起草人及工作姓名职称工作单位项目分工郭朝晖高级工程师徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司技术负责高亮高级工程师徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司技术负责许飞云教授东南大学技术支持贾岩副主