《公路沥青路面智慧机群协同施工编队规范》编制说明

编制说明编制说明《公路沥青路面智慧机群协同施工编队规范》编制说明1工作概况1.1任务来源依据2023年10月30日江苏省交通企业协会发布的《关于2023年度第五批团体标准立项的公告》（省交企协（2023）60号）文件精神，经江苏省交通企业协会提出，并组织开展《公路沥青路面智慧机群协同施工技术规程》团体标准的编制工作。1.2本标准的起草单位江苏镇江路桥工程有限公司、中交一公局第五工程有限公司、江苏现代蜀宁工程建设有限公司、湖南三一汽车制造有限公司、中石化胜利建设工程有限公司、常州市交通运输综合行政执法支队、中交二公局第三工程有限公司、北京中元浩业科技有限公司、镇江市综合交通事业发展中心、江苏森淼工程质量检测有限公司、常州交通建设管理有限公司、华设设计集团有限公司、南京张力信息技术有限公司。1.3主要起草人员本标准研究主持人员为严承俊、杜海云、庄云、朱蕊、周跃明、褚少华、丰荣良、吕泰达、徐德民、张旭伟、肖正文、王军章、杜志、郜继辉、施亮、鲁飞、黄佳钰、倪刚刚、梁德斌、包旭、薛华、顾江鸣、俞科峰、陈光林、黄建科、韩辉、钟辉平、刘秋宝、范然、谭斌、李旭、赵利、杨磊、何雨、蔡爱林、汤勤、雷松、王国华、吴伟俊、王以青、张明清、徐靖、戴武、黄飞、邱俊彦、喻光林、余贵杨、王安国、贾丽杰、王国明、孙劲英、赵书锋、孙超、王振滨、张进武、谷蒙川、邹文军、严建和、史瑞文、刘佳、路星、章荣福、王芮文。。1.4编制过程为保证本标准制定的科学性、有效性、实用性，标准课题组广泛收集相关文献资料，包括相关论文与研究报告、国家标准、行业标准、地方标准等，认真总结了常规公路路面无人施工编队技术的经验和存在的问题，同时开展了多家施工单位、监理单位、试验检测单位以及设备厂家等对无人施工编队技术方面的调查研究。通过对沥青路面无人施工研究总结与资料调研分析，课题组基本了解了目前无人施工编队技术中普遍性的经验和方法，明确了本标准撰写的侧重点和基本要求，为标准的研究、起草奠定了基础。本标准的制定工作过程简述如下：本标准在立项之前即做了大量的基础性工作并已经完成了大部分编制内容。本标准在2021年12月开始谋划，并形成标准初稿。2023年10月申请立项，立项后，根据专家对文本框架的意见，经过数轮修改后，完成《公路沥青路面智慧机群协同施工技术规程》修改稿。2024年1月份完成送审稿及征求意见稿。2021年12月，标准谋划阶段；2022年7月，完成了初稿2023年10月，交通企业协会立项，同时，按专家意见，编制内容界定为公路沥青路面智慧机群协同施工技术规程；2024年1月经多轮修改，形成了征求意见稿。2024年2月，对企业或专家进行意见征求，根据专家及施工单位汇总的意见进行了修改，完成送审稿。2024年2月，根据标准内容，内部会议建议标准名称修改为《公路沥青路面智慧机群协同施工编队规范》2编制背景2.1技术背景本技术是应用敏捷开发模式，改变传统无人施工机群固定编队方式，使无人施工机群更加智慧化，编队更具针对性，能使智慧机群根据不同的情境进行程序自我重构。本研究重点是根据高模量沥青路面的施工特点，设计出适合高模量路面的无人施工智慧体协同工作方式。（1）以人工智能算法设计高模量沥青路面编队技术。目前无人施工机群采用的是固定编队模式，即事先根据工程试验段的摊铺速度、碾压遍数进行施工编队。随着敏捷开发模式的引入，无人施工机群需要在领航摊铺机的指挥控制下，根据材料、工艺、环境的特殊性进行编队重构。本研究针对高模量沥青路面对施工工艺的特殊要求进行编队设计，采用一致性控制算法、逆向神经网络技术、惩罚系数法等人工智能算法通过设备学习训练，使其具有自我适应能力，从而实现碾压速度随摊铺机运行速度和碾压温度而改变的高级编队方式。（2）解决沥青路面无人施工全域均匀无盲点摊铺碾压问题。目前路面施工采用的无人施工编队技术属于无人施工第一代产品，具有典型的无人辅助功能，在进行无人机群路径规划时，采用北斗或GPS差分定位模式进行，理论精度较高，能达到1cm甚至更高的精度，但是，压路机的方向控制属于液压控制系统，转向精度相对不高，无法与北斗定位差分精度匹配，因此，本研究拟采用视觉识别技术和惩罚系数法进行压路机自学习训练，以达到路面边缘贴边碾压，全幅无盲点碾压。（3）建立智慧机群特色安全等级模型。无人驾驶安全等级分为5个等级，分别为L1～L5，对于施工设备集群，需要协同联动，且作业环境相对简单可控，因此，建立智慧机群安全等级模型，将安全等级分为5级，对每一级别做出规定。（4）本技术是第一代无人施工工艺改进的需要。传统的无人施工无法做到定位精准，也无法敏捷适应各种沥青路面，本研究采用人工智能方法对传统无人施工进行编队改进，形成更加适应各种场合的施工机群。（5）本技术基于高模量沥青路面的特殊要求。本研究针对高模量沥青路面的特殊要求，对施工温度的要求较常规沥青路面要高，传统的无人技术无法满足质量要求，因此对此研究更具有实用性。（6）本技术是考虑无人施工中更加合理的安全需要。传统的无人施工安全等级按无人驾驶汽车制订，偏保守，不适用，本研究针对高速公路施工进行安全研究，既能保证安全，又能保证施工质量。（7）本技术是环保降碳需要。使用新一代无人施工机群，编队组合更加精准，能高效率地完成施工任务，节省了油耗，从而减少了碳排放量。2.2目的和意义本标准的编制主要目的①解决沥青路面第二代智慧机群施工编队敏捷性问题②解决高模量沥青路面施工质量指标均匀性的问题③给出智慧化机群全域无盲点施工精度的人工智能算法建议。本标准编制的意义是通过高模量沥青路面施工智慧化机群编队，给出不同沥青结构形式、不同技术要求的沥青路面无人施工编队的技术方案，为工程机械智能领域走向敏捷途径提供实践支撑。2.3标准编制的必要性①国产智慧化成套设备推广应用的需要。我国路面施工成套设备智能化程度已经走在了世界前列，但是由于高速公路施工对进口设备的依赖已经很深，国产设备的优势被长期忽略，随着国产设备的宣传力度加大，特别是近几年三一国产设备厂商推出智能化解决方案以来，国产设备逐步被较多省份予以接受，但是江苏在这方面的突破还需进一步加强，本标准的编制，对于国产设备的推广有重要意义。②高模量沥青路面施工质量提升的需要。高模量沥青路面对施工摊铺碾压工艺要求高，普通的无人施工适应性不高，容易产生问题，本标准的制订，是适应高模量沥青路面要求的条件下进行的工程经验总结，对于提高工程质量有重要意义。③目前，沥青路面无人化施工已经在全国逐步兴起，迫切地需要无人施工工艺的技术标准，以规范该工艺。④标准化建设的需要。新技术、新设备、新工艺的应用，形成标准操作文件，有利于工程管理的规范性，是标准化工作的重要内容。2.4国内外情况1998年4月，美国威斯康星大学麦迪逊分校的学者研发了沥青摊铺压实半自动引导系统AutoPave，用于实时指导摊铺机和压路机施工操作员作业。AutoPave系统开发于PC平台，利用全球定位系统（GPS）实时获取路面机械车辆的位置信息，并通过无线电通信技术实现PC和GPS的远程信息传输。施工操作员在交互界面能够设置当前工况的路面施工参数，则AutoPave系统可以运用路径规划算法和对应策略自动生成施工路径，并实时显示在界面中，通过不同颜色标记已压实区域和待压实区域，引导施工人员尽可能紧密地跟随所规划出的路径。自动化技术和新型通信技术的发展推动了自主路面施工的发展，使之渐渐从引导系统过渡到控制系统。2015年10月，德国霍恩海姆大学学者研发了智慧路面施工系统SmartSite。该系统面向公路施工的完整工艺流程，包括从施工前沥青配料厂的原料控制到压路机路面施工至压实成型的整个链路，并通过云端同步中间过程的工况数据，实现系统对工程整体情况的调控。特别是在摊铺机和压路机的自主化上，通过改进之前的引导模式，系统可以基于实时的传感器测控，使计算机评估施工情况，并生成辅助驾驶指令，协助施工操作员进行作业，并对作业情况进行监督。2019年德国凯泽斯劳滕工业大学的学者针对多台自主路面施工机器人共同作业的分布式协调方法与通信方式进行了研究。其自主路面施工所采用的定位、检测传感器主要为全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）、激光雷达以及双目摄像头。分布式协调方法通过详细分析路面施工时压路机的具体工艺过程，将压路机作为主体建立行为网络，并依据行为网络进行多机协同施工时的任务分析与合理分配；通信方式采用了新兴的5G通信技术，通过主从式架构，将摊铺机作为主机，其他多个压路机作为从机，自主地完成工程任务的分配与执行；并在最终针对以上方案进行了三维模型的仿真效果验证。2010年3月，三一重工在XD142型路面施工智能设备上将PLC与CAN总线技术相结合，使得控制系统能够实时显示参数并实现故障报警；2017年3月，陕西中大建设成了由路面施工智能本体、基准站和主控室三部分组成的智能化路面施工系统，同年10月，三一重工推出了具有自动变道和自动避障功能的路面施工智能压实设备，重庆交通大学的张军等基于GPS定位数据对碾压轨迹进行远程智能监控。2018年7月，北京某公司开发了一种具备远程紧急制动和自动避障功能的路面智能压路机，对设备的安全性进行了双重保证；同年，Ling等对三种不同类型的花岗岩残积土路基进行连续压实，计算并分析了压实计值、压实控制值、机器驱动功率等指标，并对压实效率进行了评估；2019年11月，三一集团实现了路面施工压路机直线作业2cm碾压精度的任务，并通过施工参数设定和智能化监控防止常规施工中漏碾、过碾、超速、遍数不够的现象；2020年，山西师范大学的Chen等立了关于时间的横向误差模型和航向误差模型，发现了横向偏差模型含有具有输入饱和特性的正弦函数项、航向误差系统具有非线性不确定性动力学和扰动项的特点，提出了一种主动扰动抑制路径跟随控制器，旨在估计和消除系统中的“总扰动”，并证明了该方法在瞬态过程和稳态阶段都可达到理想的性能。目前国内外研究中，未见针对特定沥青路面结构而设计的编队技术，有学者提到高速公路沥青路面热再生养护施工中，利用多智慧体进行施工案例，对于热再生沥青路面养护技术，具有经济环保、施工方便、交通影响较小等优点，近年来在高速公路养护行业被广泛应用。根据该机组施工环境及施工工艺，提出基于多智能体编队的就地热再生机组智能驾驶系统，并以山东省路桥集团有限公司高速公路沥青路面就地热再生机组为实验平台，实现了就地热再生机组编队无人驾驶，自动作业施工。第一，设计了基于多智能体编队的就地热再生机组智能驾驶系统。首先介绍了差分GPS定位基站，差分GPS定位基站为整个系统提供精确的定位信息；其次设计了路径采集装置，通过路径采集装置实现施工车道路径信息采集与路径曲线拟合；再次设计了工程车辆智能驾驶控制器，由控制器实现工程车辆的无人驾驶；此外设计了无人驾驶遥控器，通过遥控器实现对车辆常规的操控；最后设计了HMI（HumanMachineInterface）交互中心，HMI交互中心实现路径信息存储，下发控制指令以及系统整体的监视。第二，实现就地热再生机组施工车道路径信息采集与路径曲线拟合。首先对定位信息进行了坐标转换，将WGS84大地坐标转换为北京54平面坐标；其次通过3σ准则对定位信息做滤波处理，进一步提高定位精度；最后通过最小二乘法及分段拟合的思想实现车辆行驶路径曲线拟合，并通过MATLAB仿真验证了路径拟合曲线的精确性，通过线性分类器的思想实现路径切换，增强了拟合曲线的适用性。第三，通过领航跟随法实现了基于多智能体编队就地热再生机组的无人驾驶、自动施工。首先通过无线通信技术设计了系统的无线通信协议，实现智能体之间的无线通信组网；其次设计了多智能体系统中领航车辆智能体的横向偏差PID轨迹跟踪控制,跟随车辆智能体的编队纵向跟随模糊控制以及加速度前馈控制，并通过MATLAB软件仿真验证了设计控制器的准确性；最后通过施工现场实测验证了系统的稳定性与精确性，实现了就地热再生机组编队无人驾驶、自动作业施工。在全国团体标准信息平台和标准搜平台搜索“智能施工”、“智慧化施工”、“路面施工”等关键词，未查询到相关技术标准。查询“高模量沥青”查询到中国公路学会团体标准《公路高模量沥青路面施工技术指南》（T/CHTS10004—2018）和江苏省交通经济研究会团体标准《公路长大隧道温拌阻燃高模量沥青铺装施工技术规程》（T/JSTERA42—2023）等团体标准；在标准搜平台查询到《公路高模量沥青路面施工技术指南》（DB13/T2823-2018）；《高模量沥青混合料施工技术规范》（DB21/T1754-2009）《：信息技术词汇第31部分:人工智能机器学习》（GB/T5271.31-2006）《信息技术词汇第34部分:人工智能神经网络》（GB/T5271.34-2006）《信息技术人工智能术语》（GB/T41867-2022）2.5对促进行业发展的预期效果基于人工智能算法的高模量沥青路面智慧机群协同施工编队技术规程的编制对于促进行业发展具有很重要的意义。①促进了设备的迭代升级。第一代无人施工设备不能满足敏捷条件下编队需要，为了实现设备迭代，对于人工智能算法进行选择，并规范机器行为。②通过无人机群编队的敏捷开发模式，更加适合各类沥青路面施工，对沥青路面的耐久性具有重大意义。③更加合理地规定无人施工设备的安全等级，为提高工程效率，保证安全有重要意义。该标准的编制可以将智能设备推广至全省高速公路以及其他公路路面施工中。①本标准的编制将有效地推广国产智能化设备的应用。②本标准的编制，可以规范高模量沥青路面智慧化施工编队方法。③本标准的制定，将成为江苏省高速公路又一创新成果，对于江苏省公路工程标准化工作起到添砖加瓦的作用。④本标准的制定，对于新设备推广起到示范引领作用，对平安百年品质工程的创建有极大的促进作用。2.6本标准依托项目2.6.1常泰大桥南接线项目常泰长江大桥是《长江经济带立体综合交通走廊规划（2014-2020）》中批复的江苏省14条过江通道之一。拟建常泰长江大桥位于泰州大桥与江阴大桥之间，分别距离泰州大桥约32km，距离江阴大桥约27km。在沿江八个地级市的主城区中，常州是唯一还没有过江设施的地区。常泰长江大桥建成后，将使常州与苏中沟通更为便捷，大大减少了过江的绕行距离;宏观上，有利于均衡长江中下游过江设施布局。常泰长江大桥南北公路接线路线起自与沪陕高速公路交叉处的泰兴东枢纽，向南经泰兴市张桥镇东侧，通过虹桥工业区后，顺接常泰长江大桥，跨长江后向南经常州市新北区春江镇西，跨德胜河后，止于与江宜高速公路交叉处的春江枢纽，路线全长31.972公里（不含常泰长江大桥公铁合建段），其中泰兴段长22.382公里、常州段长9.59公里。本项目采用双向六车道高速公路标准建设，南北引桥段设计速度100公里/小时，桥梁宽度33.05米（与主桥一致）；其余路段设计速度120公里/小时，路基宽度34.5米。桥涵设计汽车荷载等级采用公路-I级，其余技术指标按交通运输部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014），并严格执行国家有关工程技术标准强制性条文。常泰长江大桥南北公路接线工程CT-TZ22标路面施工项目，起点桩号K11+000终点桩号为K22+553.4，路线全长为11.553km，主线按双向六车道高速公路标准建设，路基宽度34.5米，南北引桥段设计速度为100公里/小时，其余路段设计速度120公里/小时。合同造价约2.07亿元。主要工作内容为主线、匝道的路面底基层、基层、沥青砼面层施工；收费广场路面工程、房建区道路、服务区（停车区）场地及贯穿车道的沥青砼或水泥砼面层施工；路肩、中央分隔带填土及防排水设施施工，硅芯管及过桥管箱施工，路缘石运输及安装；主线、匝道桥梁的桥面抛丸处理、防水层、排水设施；明通道、桥梁的搭板及砼垫层；标志标牌、全线（主线、匝道、收费广场、收费岛等）机电系统外场设备、照明设施等的基础、人手孔及其通信、供电管箱管道等相关预留预埋施工；中分带、路肩、互通绿化工程（不含路基标的边坡绿化）施工。(1)主线及匝道采用沥青结构。上面层为4cm厚SMA-13改性沥青玛蹄脂碎石混合料+中面层为6.5cm厚HMM-13高模量沥青混凝土+下面层为9.5cm厚SUP-25粗粒式沥青混凝土。(2)桥面铺装上面层为4cm厚SMA-13改性沥玛蹄脂碎石混合料+中面层为6.5cm厚HMM-13高模量沥青混凝土，桥面防水采用热喷SBS改性沥青撒布碎石，采用抛丸进行处理。2.6.2阜溧高速公路阜溧高速公路路线起自阜建高速终点九龙口枢纽，路线向南布线，经颜单镇南与S233、S331相交后，跨越盐宝线（规划Ⅲ级），向南与老S331相交。经北龙港社区西侧通过，在大纵湖西侧与S125相交，在大兴垛东与G344改线相交，经缸顾乡西，在瞿冯村东南侧跨越建口线（规划Ⅴ级），经平旺湖西，顾赵村东侧布线，路线沿S351西侧南下，经许赵村西，在华标建材有限公司东侧跨越大溪河后，在横泾河饮用水源二级保护区西侧跨越横泾河，经袁家村西跨越北山子河后继续向南沿S351布线，在开泰村西侧向东南方向跨越S351，利用兴华开发区预留走廊布线，经开发区初级中学南侧穿过，在南官河大桥以北800m处跨越盐邵线（规划Ⅲ级），终点顺接兴泰高速公路，路线全长71.7km。阜溧高速公路建湖至兴化段路面工程施工项目JHX-21施工标段，起讫桩号K0+300.000～K34+810.000，全长约34.510km。采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度120公里/小时，路基宽度27m。标段内设九龙口枢纽、建湖南互通、楼王互通、大纵湖互通。（1）主线及匝道采用沥青砼结构。上面层为4cm厚SMA-13改性沥青玛蹄脂碎石混合料+中面层为6cm厚HMM-13高模量沥青混凝土+下面层为8cm厚SUP-25粗粒式沥青混凝土。（2）桥面铺装上面层为4cm厚SMA-13改性沥青玛蹄脂碎石混合料+中面层为6cm厚HMM-13高模量沥青混凝土，桥面防水采用热喷SBS改性沥青撒布碎石，采用抛丸进行处理。分项工程单位工程数量备注下面层SUP-25m2521972中面层HMM-13m2955166道路525654+桥面429512上面层SMA-13m2954612道路525100+桥面429512本研究在全线中面层进行编队验证。阜溧高速公路应用本技术施工，与平台无人施工项目相比节约了工程成本235万元，同时，工期缩短了25%。使用本技术，高模量沥青路面施工质量得到了有效保证，各质量参数均匀性得以提升。使用本技术，保证了施工安全，保护了环境。使用本技术，为公司培养了4名技术工人。2.6.3312国道346国道镇江戴家门至高资段改扩建工程G312G346-CQ4标项目本项目起点与现状346国道(金润大道)顺接，位于乔家门转盘，起点受铁路桥孔限制和远期设置互通的需要向南局部改线，向西过五洲山后接入现状老路，路线沿既有老路途经开发区、高资镇至项目终点，项目终点位于镇句分界位置。起点桩号为K0+467.000，终点桩号为K14+168.051，路线全长约13.701km。本项目主线按双向六车道一级公路标准建设，设计速度为100km/h,辅路沿主路两侧布设，辅路参照城市次干道标准建设，路面结构为沥青砼路面，汽车荷载等级为公路-I级。共设置主线桥12座，主线桥长3177.21m，其中主线节点高架桥4座、桥长2867.3m，一般中小桥8座，桥长309.91m；设置互通式立体交叉1处，为新312国道交叉互通，设置两条转向匝道，匝道桥长624.43m，全线设置地面辅道桥5座，桥长223.35m；支线上跨桥2处，桥长226.9m；主辅出入口9对；平面交叉22处，其中规划12处；涵洞40道；通道2座。1座长685m车行隧道。本标段主要施工项目为设计桩号范围内的老路铣刨、沥青路面、水稳、路缘石等工程的施工（含所有支线上跨桥的沥青路面，所有搭板，所有粘层油、防水、伸缩缝）及为实施以上工程所必需的临时工程的施工及工程缺陷修复。2.6.4扬溧高速公路改扩建工程扬溧高速公路是国家高速公路网中“上海一西安”高速公路(G40)的联络线之一，路线编号G4011，也是江苏省高速公路规划网“十五射六纵十横”的高速公路布局方案中是“纵五”邳州至溧阳通道的重要组成部分。北起与沪陕高速公路相交的汉河枢纽，南至与宁杭高速公路相交的新昌枢纽，路线全长约100公里。本项目为对扬溧高速公路镇江南互通至丹徒枢纽段的扩建，项目的建设对于消除国家高速公路瓶颈路段，提高国家高速的通行能力和服务水平，满足不断增长的交通需求，支撑长三角一体化、长江经济带建设等国家战略和宁镇扬一体化发展战略，促进沿线经济社会持续快速发展等均具有重要意义。项目路线起自镇江南互通，接润扬长江公路大桥南接线，向南经镇江市高新区、丹徒区，止于丹徒枢纽，全长13.081km。全线采用沿既有高速公路“两侧拼接加宽”的改扩建方案，由双向四车道扩建为双向六车道，设计速度120km/h，路基宽度34.5m。项目原位扩建镇江南互通、上党互通、丹徒枢纽共3处互通式立体交叉。新增1处谷阳服务区。3编制原则和依据3.1标准制定原则《公路沥青路面协同施工编队规范》以国家现行的自动化设备标准、无人机编队标准、公路路面施工技术规范等作为本文件编制依据，结合目前国内外沥青路面施工、无人施工、编队技术等特点，特别是智能系统的可靠性、效率、功能等特点制定本标准文件。主要遵循以下原则：3.1.1问题与需求导向原则标准制定充分调研各施工、监理单位、设备生产厂商在沥青路面无人施工方面的需求以及无人施工、智能压实、3D摊铺等方面取得的经验，同时，结合国内外无人施工设备及编队特点及我省施工标准的建制情况，制定适用于我省沥青路面无人化施工的技术规程。3.1.2科学完整原则本文件规定了公路沥青路面智慧机群协同施工编队的基本规定、智慧机群的组成、智慧机群需求与架构、智慧机群通信、路径规划、施工编队与协同控制、安全避障、施工和质量评价等内容，对智慧机群编队方法进行了规定，做到了完整统一。3.1.3规范实用原则本标准具有规范性和实用性，是在对目前国家及行业现行相关标准、规范充分理解的基础上进行编制，本标准的适用范围、设备、编队方法等内容准确、简洁、明晰，并且具备可操作性、可评估性和经济合理性。3.2标准制定依据在制定标准过程中，本标准课题组严格遵循以下标准化法律、法规、规范的规定，作为本标准起草的重要依据：GB/T10827.1-2014工业车辆安全要求和验证第1部分：自行式工业车辆（除无人驾驶车辆、伸缩臂式叉车和载运车）GB/T10827.4-2023工业车辆安全要求和验证第4部分：无人驾驶工业车辆及其系统GB/T16754-2021机械安全急停功能设计原则JB/T13696-2019无人驾驶工业车辆JTGF40公路沥青路面施工技术规范JT/T1127-2017公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件T/JSJTQX19—2021高速公路路面3D摊铺施工技术规程4主要条款依据国家有关自动化设备、沥青路面施工、无人机编队等标准和规范、理论、江苏省内团体标准、施工指导意见等规范对智能化施工的要求，认真分析总结各施工单位、设备厂商的施工经验和无人设备的应用经验，重点对智慧体组成、框架、通讯、协同等方面做出了规定，突出了编队设计工作。分别从基本规定、智慧机群的组成、智慧机群需求与架构、智慧机群通信、路径规划、施工编队与协同控制、安全避障、施工和质量评价等8个方面进行了研究讨论和总结。本团体标准的主体内容主要参考国家有关自动化设备、无人机编队、自动化控制等行业标准、理论、江苏省内施工指导意见、团体标准以及建设相关标准规范，同时结合无人设备应用成功经验，并征求的各相关单位意见进行起草。5主要技术内容确认的依据（1）本标准章节3中有关本标准的定义，参照了相关论文文献以及现行标准进行了定义。（2）本标准章节5.1“沥青路面采用智慧化措施施工时，智慧机群编队应采用敏捷开发方式进行，以适应不同路面施工工艺和管理要求。”因目前沥青路面材料品种较多，施工对机械的要求也有不同，敏捷开发可以进行编队修改，且满足自行修改的要求，因此做此规定，为自编标准。（3）本标准章节6.2.1“智能体机械包括无人驾驶摊铺机和无人驾驶压路机，宜配置路径采集自动化装备。”路径采集装置可以单独配置也可以以摊铺机为载体，建议单独配置，为自编标准。（4）本标准章节7.1.1“应建立多智能体机群协同施工系统。系统能够在环境恶劣、应用场合温度较高的条件下连续稳定作业施工”。恶劣环境是指高温、高海拔、高湿环境，以及隧道、山区等移动信号差通讯状况差的环境。为自编标准。（5）本标准章节7.1.2中“单智能体设备能够按照预先设定的路径轨迹自动驾驶，转向平稳，弯道过度平滑，单智能体横向控制精度控制在±5cm之内，智能压路机应能贴边碾压，贴边距离应控制在3mm～10mmm之间”。单智能体横向控制是保证沥青路面全域无死角碾压的关键，研究表明，目前设备横向控制精度可以达到5cm的精度，贴边压实能在10mm以内，为保证机械不与路缘石接触，做最小规定，3mm，为自编标准。（6）本标准章节7.1.3中“能实现多智能体编队协同控制。机群和单机行驶速度，前后车间距可由人工远程控制或智慧体自行设定，机械编队可灵活设置，纵向控制精度控制在±20cm之内”。对于纵向编队精度要求不高，20cm能满足要求，故做此规定，为自编标准。（7）本标准章节9.1.6中“沥青路面智慧机群路径规划应采用领航跟随方式进行，领航智能体根据施工情况设置”。根据沥青路面施工设备配置，领航智能体分为主领航和副领航，摊铺机为主领航，第一台压路机为副领航，编队时，需要根据工程特点设置主领航和副领航，为自编标准。（8）本标准章节9.5.4中“路径切换时，应先采用点到拟合曲线的距离计算公式方法计算领航智能体的实际位置与期望位置之间的偏差d，然后经切换时机更换为小于”。路径跟踪控制时路径的切换时机为机械的期望位置与分段点坐标距离小于k米，然而机械的控制精度难以保证机械的实际位置与期望位置一致，因此做此规定。为自编标准。（9）10.1.4中“g)应在模糊控制的基础之上增加加速度前馈控制，当领航者智能体施工速度变化时，通过加速度前馈控制保证纵向跟随车距的稳定性”。当领航者智能体施工速度变化时，系统中跟随者智能体仅仅依靠纵向车距的模糊控制无法保证车距的快速稳定，当领航者智能体速度加快时，跟随者智能体无法及时加速，此时会出现车距较大的现象；同样当领航者智能体在减速时，跟随者智能体无法及时减速，此时会出现车距较小的现象，因此纵向车距跟随仅仅依靠模糊控制无法满足系统要求。因此做此要求。自编标准。（10）本标准章节10.2.2中“编队协同控制中人为设定领航智能体、跟随智能体，本规程以1台摊铺机作为总领航智能体，总领航智能体负责对整个机群的路径控制；设置1台压路机为碾压机群的分领航智能体。根据任务需要设定多个跟随压路机设置为跟随智能体”。通过研究，只设置一台领航体时，压路机的运行可能受到领航体制约过大，当压路机群存在异常时，无法进行压路机群自适应，因此建议设置两台领航体，自编标准。（11）本标准章节10.3.5中“g)应在模糊控制器中增加了加速度前馈PD控制”。模糊控制是输出反馈与输入比较后的反馈控制，反馈控制通过输入、输出的偏差进行误差补偿控制，应对稳定情况下的扰动，该方式存在一定的滞后性。前馈控制是基于扰动信号的控制，前馈控制使系统在稳定情况下对于误差扰动具有一定的预见性，针对精度要求高的控制系统，可以有效提高出现扰动时系统的稳定性。施工会根据环境的变化调整系统编队的行驶速度，若领航机械智能体加速行驶，则相应的跟随机械智能体需要快速加速，若领航机械智能体速度减速行驶，则相应的跟随机械智能体需要快速制动减速，领航机械智能体速度的变化，对于模糊控制系统来说是一个外部扰动，在外部扰动下，系统需要快速做出反应，以保证系统的稳定性与可靠性。当前车加速或者减速时，加速度变化的信息会发给跟随机械智能体，跟随机械智能体收到加速度变化的信息，前车加速度变化量作为跟随机械智能体加速度前馈控制器的输入量，通过加速度前馈PD控制得到跟随机械智能体的加速度输出值，此时跟随机械智能体会跟随前车的变化快速调整速度，从而使得车距保持稳定。因此做此规定（12）本标准章节11.3中表格根据无人驾驶技术安全等级要求制订，为自编标准。6与有关的法律、法规和国家标准的关系本团体标准依据国家在无人设备、沥青路面施工方面的标准，针对目前无人施工方面应用现状而制定，重点对智能体框架、通讯、协同、编队等进行了规范，突出了编队设计。本标准在编制过程中查阅了较多的有关路面施工要求、智能化设备控制系统、自动化控制的等相关的国家及行业标准、参考文献。7重大意见分歧的处理依据和结果无8采标程度8.1主要采用的标准本文件采用了下列标准中的个别条款内容。GB/T10827.1-2014工业车辆安全要求和验证第1部分：自行式工业车辆（除无人驾驶车辆、伸缩臂式叉车和载运车）GB/T10827.4-2023工业车辆安全要求和验证第4部分：无人驾驶工业车辆及其系统GB/T16754-2021机械安全急停功能设计原则JB/T13696-2019无人驾驶工业车辆JTGF40公路沥青路面施工技术规范JT/T1127-2017公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件T/JSJTQX19—2021高速公路路面3D摊铺施工技术规程8.2采标程度本团体标准采用了上述标准的部分内容。9贯彻标准的措施建议9.1推进应用加强标准在各单位的应用，推进标准实施。建议江苏省公路施工单位、监理单位、中心试验室单位、技术服务单位在沥青路面智慧化施工过程中，积极采用智能设备和自动化控制系统、人工智能设备，并实施本标准，将本标准作为无人化施工的作业指导书，也可将本标准作为业主单位工程招标和建设管理情况检查和控制的参照标准。9.2宣贯加大标准宣贯力度，扩大宣贯范围。从管理单位到施工单位，从主管部门、行业专家到路桥行业从业人员，建立立体化、形式多样、广泛的宣贯网络，使标准宣贯具体到每一个岗位，深入到每一个层次。标准的宣贯工作不仅包括标准文本本身，还应包括标准的编制说明，使得标准使用者不仅了解标准文本中规定的内容，还了解本标准编制说明中对于标准制定背景、制定依据等内容，以利于标准的贯彻执行。9.3标准的反馈与评价做好信息反馈和适用性评价，提高标准实施效果。标准宣贯实施过程中，要注重将标准的宣贯工作落实到实际中。在本标准宣贯后，要时刻跟踪本标准在各单位实施情况，记录标准在实际应用中的具体效果，对于实用性不强、适用性差的条款要及时反馈到相关行业管理部门，以便采取相应的措施。

征求意见反馈汇总表序号标准章条编号意见内容处理意见及理由单位名称姓名职务联系方式13文中多次提及“智能压实值”，建议增加智能压实值名词解释采纳。江苏常鑫路桥集团有限公司孙权道项目经理136561295766第6章节应增加一般要求，明确智慧机群采用3D系统和智能压实系统，以满足质量控制需要采纳，常州交通建设管理有限公司汤勤工程科长1361611116226.2.2建议增加无人驾驶算法结合RTK高精度定位技术，实时规划路径、速度自适应的规定；采纳，增加“无人驾驶算法应结合RTK高精度定位技术，实时规划路径、速度自适应；”三一路面机械有限公司谭斌总工1867037710136.2.3建议增加胶轮压路机轮压的规定采纳。增加“胶轮压路机具有自动检测气压和自动充气功能”徕卡中国有限公司路星经理1821015093646.3.2建议控制平台增加质量管理的功能，以利于质量控制采纳。增加“应具有质量管理功能。应能查看工程进度与关键质量数据的完整履历，能提供全面的工程日报和各作业的详细质量情况，包括碾压遍数、压实度、高程、效率、轨迹、摊铺碾压温度图谱等”盐城市高速公路建设指挥部周正殿指挥部主任1360510399957.2.1建议对“多智能体系统应由智能体个体的动态模型、通信网络拓扑和分布式控制律三个基本要素组成。”中提到的三个基本要素功能进行进一步说明采纳。增加了要素条件a)动态模型应能分析智能体的运动控制状态；b)通信网络拓扑应能够及时确定和更新智能体及智能体之间状态信息；c)分布式控制律应能够明确智能体之间的组织关系，形成相互协同的多智能体系统。淮安中远检测公司苏俊荣总经理1333890386667.2.2用于多智能体体系结构的MAS应包括任务分配层、信息交互层及协同控制层等三层控制体系结构，建议对此进行进一步说明部分采纳。标准不做解释，增加了备注。江苏省交通工程建设局王祥波科长155101769177.2.5应能根据沥青路面的施工要求选用RTK定位