DB32 T 5316—2025 公路沥青路面施工智慧机群编队规范.pdf

1、7,江苏省市场监督管理局 发 布中 国 标 准 出 版 社 出 版公路沥青路面施工智慧机群编队规范Specification for intelligent fleet formation for highway asphalt pavement construction20251230发布CCS P 66DB32/T 531620260130实施2025ICS 93.080.01DB32/T 53162025前言 1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 缩略语 25 基本规定 26 智慧机群设备 37 智慧机群控制系统 48 智慧机群通信系统 59 路径规划 610 施工编

2、队与协同控制811 安全和避障 1112 施工 1213 编队评价 13附录 A（资料性）定位坐标转换方法 16附录 B（资料性）智能体行进路径轨迹拟合方法 18附录 C（资料性）智能体当前位置推算方法 21附录 D（资料性）模糊控制器的设计步骤 24附录 E（资料性）领航跟随法编队队形和智能压路机路径规划 27附录 F（资料性）领航压路机速度规划34附录 G（资料性）过程能力指数与西格玛水平 37参考文献 39目 次DB32/T 53162025前言本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件主要起草人：郭朝晖、高亮、吕泰达、

3、孙志刚、贾岩、陈燕飞、严承俊、毛安静、孟斌、毕连居、邵珠枫、窦传刚、赵风成、蔡爱林、杜海云、丰荣良、庄云、朱蕊、王捷、蔡莉莉、许飞云、吴春颖、李昂、张东、吴闯、王飞、周保刚、刘晓红、冯虎、范廷楷、牛春亮、李世海、钟飞、胡建中、孙小中、朱富万、徐洪跃、苏宏涛、王晓东、请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省交通运输厅提出、归口并组织实施。本 文 件 起 草 单 位：徐工集团工程机械股份有限公司、江苏镇江路桥工程有限公司、江苏狄诺尼信息技术有限责任公司、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

4、桥有限责任公司、河南交投平宛高速公路有限公司、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、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、无锡市市政设施建设工程有限公司、江苏经纬交通集团有限公司、南京工业大学、北京众创交通运输科技发展中心、江苏森淼工程质量检测有限公司、江苏省交通技师学院。陈明、黄麒、梅晨悦、李捷、周韡、张陈、童浩、毛益佳、范金鹏、罗凯、胡海东、王芮文。DB32/T 53162025公路沥青路面施工智慧机群编队规范1范围本文件规定了公路沥青路面施工智慧机群编队的基本规定、智慧机群设备、智慧机群控制系统

5、智慧机群通信系统、路径规划、施工编队与协同控制、安全和避障、施工和编队评价等内容。本文件适用于公路沥青路面施工智慧机群编队设计与控制。注：本文件所述智慧机群编队是指路面施工前，根据沥青路面施工的基本要求，对摊铺机群和碾压机群中各单智能体的运动轨迹、行为控制进行编排演绎，使之在施工过程中协同一致，高效安全地完成施工任务。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB/T 10827.4 工业车辆 安全要求和验证 第 4 部分：无人驾驶工业

6、车辆及其系统GB/T 16754 机械安全 急停功能 设计原则JB/T 13696 无人驾驶工业车辆JT/T 1127 公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件JTG F40 公路沥青路面施工技术规范JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1智能体intelligent agent device集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶和无人驾驶等功能于一体的综合机械系统，本文件所指智能体包括智能摊铺机和智能压路机。3.2智慧机群smart cluster由一定数量智能体（3.1）组成，利用信息交互与反馈、激励与响应，通过系统控制实现

7、智能体相互间行为协同、环境动态适应与调整，共同完成特定任务的智能联合系统。3.3智能压实技术intelligent compaction technology也称为智能碾压技术。是一种基于传感器、自动控制和数据处理技术的施工方法。旨在通过实时监测和动态调整施工参数（如智能压实值、碾压温度、碾压速度、碾压位置等），实现对路基、路面的高效率、高精度碾压。3.4智能压实值intelligent compaction measurement value基于振动压路机在碾压过程中振动轮振动响应信号所建立的反映沥青路面压实状态的指标。1DB32/T 531620253.5领航跟随法navigation f

8、ollowing method在智慧机群（3.2）编队中设定一个或几个智能体（3.1）作为领航者，其余智能体作为跟随者，在机群运行过程中，领航智能体控制机群行进路线，跟随智能体成员与领航智能体之间保持一定的角度、速度和距离，使编队维持期望的最佳队形。3.6多传感冗余变量控制技术multi sensor redundant variable control technology通过在施工设备上部署多个传感器或传感器系统对设备运行变量进行控制，以提高控制系统可靠性、安全性和故障容忍度的技术方法。当关键传感器或组件发生故障时，系统仍能通过冗余配置维持正常运行或降级运行，通过空间或时间上的信息冗余抵消

9、传感器个体的不可靠性，从而降低单一故障导致的整体失效风险。3.73D 摊铺3D paving将 3D 测量、建模与实时控制相结合的一种路面施工技术，通过高精度地形数据采集、虚拟施工仿真和动态过程监测，实现道路摊铺的自动化、精准化与高效化。3.8过程能力process capability index一定时间段内，在质量稳定状态下，工序质量能够满足质量标准要求（规格范围）的程度，即能够保证质量的能力。注：也称工序能力。4缩略语下列缩略语适用于本文件。A/D：模拟数字转换器（Analog to Digital converter）BDS：北斗卫星导航系统（BeiDou navigation sat

10、ellite System）GNSS：全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System）HMI：人机接口（Human Machine Interface）LoRa：远距离无线电（Long range Radio）MAS：移动代理服务器（Mobile Agent Serve）PD：即比例-微分控制（Proportional-Derivative control）PID：基于比例、积分和微分的控制系统（Proportional Integral Derivative）RTCM：于差分全球卫星定位系统的数据格式（Radio Technical Commissio

11、n for Maritime services）RTK：实时动态测量技术（Real Time Kinematic）5基本规定5.1施工前，应编制摊铺碾压方案及与其相适应的智慧机群编队方案。5.2沥青路面智慧机群协同施工编队应采用敏捷开发方式进行，应适应不同路面施工工艺要求和管理要求。5.3智慧机群控制系统宜与工地信息化管理系统实现互通互联。5.4智慧机群施工宜使用 3D 摊铺技术、多传感冗余变量控制技术和智能压实技术。2DB32/T 531620256智慧机群设备6.1一般要求6.1.1智慧机群中各智能体应能安全运行，设备安全性能应满足 JB/T 13696 的要求。6.1.2智能压路机应配备

12、作业环境感知、路用材料碾压状态感知组件。6.2智能体及控制6.2.1智能摊铺机应具备以下功能：a）应利用 RTK 差分定位、无人驾驶算法、全电液控制器与摊铺管理系统实现摊铺机行驶、摊铺作业自动化控制；b）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；c）应配备红外温度监控设备、摊铺数据采集设备；d）应能对摊铺温度、材料用量、油耗、振动频率、摊铺速度、运动轨迹等施工参数进行实时采集、传输，并能通过智能系统进行汇总和分析；e）应能感知材料温度离析、平整度等摊铺参数异常，并通过智能系统进行远程提示与远程干预；f）应配备 3D 摊铺控制系统，采用测量机器人技术、高精度 GNSS

13、 技术、域激光技术和多传感冗余变量控制技术进行摊铺控制，应能提供毫米级的高程精度，实现无基准线摊铺，并能适应变坡及连续多个曲线路段的施工要求；g）智能摊铺机应配备厚度检测装置。6.2.2智能压路机应具备以下功能：a）应利用 RTK 差分定位、无人驾驶算法、全电液控制器与压实管理系统实现压路机自动行驶、自动压实；b）无人驾驶算法应结合 RTK 差分定位技术，实时规划路径、速度自适应；c）配备加速度传感器、温度传感器实时反馈路面智能压实值、温度，实时显示压路机的速度；d）利用高精度车载定位系统和无线通信系统，实时上传加速度传感器采集的压实数据至控制中心进行存储，随时可查；e）应能通过智能系统控制压

14、路机之间的安全距离，防止碰撞发生；f）配置毫米波雷达、超声波传感系统组成安全避障系统，实现压路机自动避障。当检测到周围安全范围内有人或物时，能自主减速和刹车；g）具备自动洒水功能，可远程调节洒水量；h）胶轮压路机应具有自动检测气压和自动充气功能；i）钢轮振动压路机应配备智能压实值数据采集装置，智能压实装备和工艺宜满足 JT/T 1127 的要求；j）具有路径记录功能，自动记录碾压遍数；k）宜采用多目视觉技术进行压路机压实边界识别。6.2.3单智能体应能按照预先设定的路径轨迹自动驾驶，转向平稳，弯道过渡平滑，单智能体横向控制精度控制在5 cm 之内。6.2.4智能压路机应能贴边碾压，贴边距离宜控

15、制在 2 mm10 mm。6.3路径采集装置6.3.1应能实现沥青路面智慧机群编队的路径采集、路径拟合及路径传输。3DB32/T 531620256.3.2应轻便实用、稳定可靠，为机群编队进行路径规划，实现协同控制。6.3.3可采用自动巡航车辆作为路径采集装置的载体，也可直接安装在领航智能体上。6.4智能驾驶控制器6.4.1应具有通过无线通信串口结合数传电台无线通信模块与 HMI 交互中心实现信息交互、下发路径、点击联动、设置设备运行间距、设置偏移量等功能。6.4.2应能通过控制中心捕获路径信息，通过移动站解算自身位置，与智慧机群编队协作通信、协同控制，实现摊铺碾压设备自动控制。6.4.3能对

16、超声波模块进行 A/D 采集，并保证智能体之间保持大于 50 cm 的安全距离。6.4.4能控制摊铺机熨平板的伸缩升降、压路机的转向。7智慧机群控制系统7.1HMI 交互中心与控制平台7.1.1HMI 交互中心和控制平台由高性能控制器、无线通信模块、电源管理模块、触摸屏等组成。7.1.2应根据智能体数量、沥青路面的施工要求、工程管理情况、技术状况等进行 HMI 交互界面设计。7.1.3HMI 监控界面应包含智能体速度、已摊铺长度、已碾压长度、碾压遍数、智能体行驶误差、当前温度、温度离析、智能压实值等。7.1.4参数设置界面应能设置智能体的性能参数和运行参数，包括以下内容：a）车首与传感器距离；

17、b）车尾与传感器距离；c）最大转向角度；d）最大行进速度；e）最小安全间距；f）机群中智能体间最长距离；g）智能体编号等信息。7.1.5应实现信息交互与系统实时监控功能，应能查看工程实时施工动画、各智能体的实时状态、各作业实时进度等，支持多维度、多参数的监控。7.1.6应能查看工程进度与关键质量数据的完整信息，能提供工程日报和各作业的详细信息，包括但不限于碾压遍数、智能压实值、松铺厚度、效率、轨迹、摊铺碾压温度图谱等。7.1.7应具有作业回放功能。可回放任一时间段的施工过程，查看各参数的动态变化情况。7.1.8应能通过选择作业类型、配置设备、选择作业区域、设置工艺等标准步骤来完成作业创建。7.

18、1.9应能从时长、油耗、里程、速度、温度、上线履历、报警记录、保养记录等多方面对设备完好性能、风险控制进行分析并预警。7.2软件7.2.1软件系统应满足以下要求：a）在复杂环境条件下连续稳定施工作业；b）保持智慧机群编队运行协同；c）实现机群行驶速度、相邻智能体间距自行设定，智能体编队灵活设置。7.2.2软件系统模型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，并应满足以下条件：4DB32/T 53162025a）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

19、协同的智慧机群系统。7.2.3软件架构的 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，满足以下要求：a）任务分配层应能根据现场施工情况分配施工角色、编排施工顺序，赋予智能体协作能力；b）信息交互层应能匹配系统的协作关系，每个智能体确定角色后，通过无线通信组网共享系统资源信息，智能体根据当前的路径目标、自身状态信息选定具体的运动控制方式；c）协同控制层应执行系统的运动控制指令，使智能体产生相应的动作，实现控制；d）协同控制期间，智能体应能依靠传感器采集信息、感知环境，实现智慧机群系统的有效控制。8智慧机群通信系统8.1通信组网8.1.1组网前，应根据机群工作段长度进行无线

20、通信模块的选型和通信测试，选型和测试应遵循以下原则：a）应对比分析拟选用模块的实测通信距离、通信稳定性和通信时延性等性能参数；b）当选用全双工串口模块时，应能实现无线空速和波特率自适应匹配；c）当选用单网口 Wi-Fi 模块时，应具备串口转 Wi-Fi 通信功能，应实现串口与 Wi-Fi 的双向传输；d）当选用 LORA 扩频无线串口模块及网络配置时，应将 LORA 扩频无线串口模块配置为定点传输模式，以保证信号不被外界环境干扰；e）选用数传电台模块时，数传模块应保证空中速率不可调，能自适应波特率；f）无线通信模块测试环境宜考虑 HMI 交互中心主控板、智能驾驶控制器、不同通信模块等因素；g）

21、应通过模拟数据在室外无遮挡环境下进行不同距离的通信测试。8.1.2应结合沥青路面施工场所和施工条件，选取系统最佳通信组网模块，选取时，应对比下列模块在通信距离、稳定性以及时延性等实测结果：a）全双工串口模块；b）单网口 Wi-Fi 串口服务器；c）数传电台模块。8.1.3协同通信系统组网应可靠稳定，系统信息交互应准确实时。8.1.4智能体间通信组网宜考虑以下因素：a）沥青路面的施工参数设置情况；b）差分 GNSS 基站为系统提供的精确位置信息；c）HMI 交互中心对路径采集装置和智能体之间的信息交互、通信组网情况；d）智能体的数量。8.2RTK 差分通信8.2.1RTK 应能利用基准站和移动站

22、的空间相关性获取相对观测值，以差分方式减少定位干扰。8.2.2流动站应能在基准站获得的观测数据基础上通过差分消除误差项，并解算得到精准坐标。8.2.3差分 GNSS 定位基站应按以下要求设置：a）定位基站的信号接收系统宜采用多星多频 GNSS 单元，支持 BDS、GNSS 等多个系统进行导航定位，能通过匹配基站数据实现差分 GNSS 定位；5DB32/T 53162025b）定 位 基 站 应 能 匹 配 机 载 GNSS 接 收 机 结 合 高 精 度 全 频 段 天 线 解 析 获 取 差 分 信 号 实 现 差 分GNSS 定位；c）应能根据沥青路面的施工要求选用 RTK 定位技术，保证

23、定位精度。8.3协作通信8.3.1协作通信由路径收发通信、轮询通信和遥控器通信三种形式组成。8.3.2路径收发通信应满足以下要求：a）应规定智能体通信双方一定格式的通信协议；b）路径采集装置应负责当天施工路段的路径采样及路径信息拟合，生成路径参数信息，并通过无线通信的方式将路径参数信息传输给 HMI 交互中心；c）通过分包收发路径，减轻通信模块压力，提高无线通信的稳定性。8.3.3HMI 交互中心轮询通信应按以下进行：a）应根据施工需求，由 HMI 交互中心分配各个智能体位置和个体角色，并制定通信协议；b）宜采用轮询扫描和指令消息列队处理的通信方式进行智能体之间的通信设计；c）轮询设计的主要程

24、序为：智能体进场准备、路径采集装置沿施工路线采集数据、拟合跟随路径、HMI 中心轮询扫描智能体设备及路径采集装置、监测智能体无线通信模块在线情况、HMI 中心设定施工编队顺序、依次对智能体进行轮询通信、收集和存储信息；d）由 HMI 交互中心分配数据，实现邻近智能体设备之间位置、速度、施工温度等信息的实时交互。8.3.4使用遥控器通信方式时，应采用双频段冗余通信措施，无线通信系统与专用遥控频段双通道备份，避免单点失效。8.4通信抗干扰分析8.4.1沥青路面智慧机群通信应进行抗干扰分析，提高通信精度。8.4.2宜采用天线增益的方法增强信号发射端的发射功率，增强通信稳定性。8.4.3数传电台模块应

25、具有前向纠错功能，且应采用应答重传机制纠正丢失或被干扰的数据，提高通信稳定性。9路径规划9.1一般要求9.1.1路径规划应能解决智能体当前位置、智能体特定时间点的位置以及智能体从当前位置到特定时间点位置之间的路线等问题。9.1.2路径规划宜考虑以下情况：a）智慧机群的施工条件；b）施工区域的封闭状态；c）环境温度和不同沥青路面施工温度要求；d）路面施工精度要求、施工工艺要求和管理要求；e）路段障碍物情况和可能出现的应急状况。9.1.3应采用领航跟随方式进行，领航智能体和跟随智能体的数量可根据施工方案确定。9.1.4应根据沥青路面施工方案，确定路面碾压组合和智能压路机的碾压路径，并应满足以下要求

26、a）设计路径时，应保证沥青摊铺机全域摊铺，压路机全域碾压，且压路机轮重叠区域不应小于 1/3碾压轮宽度；6DB32/T 53162025b）设计路径时，应保证摊铺机和压路机贴边精度，其中摊铺机布料器边缘距离沥青路面外侧边缘的最大距离不宜超过 50 mm；c）设计路径时，应保证机群相邻单体间纵向控制精度控制在20 cm 之内。9.2路径规划定位9.2.1宜通过差分 GNSS 基站为系统提供定位信息，路径规划的精度应控制在厘米级。9.2.2当新建公路有明确的里程桩号及平面坐标时，直接采用平面直角坐标；当养护工程中无明确的里程桩号及平面坐标数据时，应进行坐标转换，转换方法见附录 A。9.2.3包括

27、但不限于以下情况，可能影响定位信息的精度，应对定位信息进行综合处理，满足智慧机群编队要求：a）施工环境较为复杂，周围可能存在干扰传感器定位的不确定性因素；b）GNSS 传感器及定位定向天线四周高度方向，倾斜角 15以上存在遮挡；c）附近存在大功率设备高压线、变压器等；d）靠近房屋、山坡、大面积积水等强信号反射物时；e）摊铺进入隧道等封闭区域。9.3路径轨迹拟合9.3.1当施工路线位于缓和曲线、圆曲线路段时，宜通过最小二乘法进行路径拟合。最小二乘法路径拟合方法可参照附录 B 执行。9.3.2当施工路段曲线较多时，应采用基于偏差分段拟合的路径规划。基于偏差分段拟合方法可参照附录 B 执行。9.3.

28、3当施工路段平曲线半径小于 150 m 时，不宜采用智慧机群施工方式。9.4路径规划仿真验证9.4.1摊铺碾压前，应进行路径和硬件设施仿真验证。9.4.2路径规划仿真验证结果应以实现智能体自动循迹为目标，分段处过渡平滑、无突变。9.4.3路径规划仿真应满足以下要求：a）应通过采集坐标点，使用软件进行仿真测试，应分别测试直线车道曲线拟合以及弯道处曲线分段拟合的效果；b）在直线段仿真验证时，应沿施工车道每隔 10 m 采集一个坐标点，利用采样点坐标生成曲线拟合方程；c）在弯道路段仿真验证时，应不大于 5 m 采集 1 个点进行分段拟合，以保证路径曲线拟合平滑性；仿真时，应根据采集的坐标点数量拟合成

29、若干路径，并记录每段路径的起止坐标，利用曲线路段路径拟合与拟合偏差仿真结果生成曲线拟合方程；d）应在位置偏差为零的条件下进行智能体轨迹跟踪 PID 控制验证分析，并应持续保持位置偏差和控制角度输出稳定，智能体实际跟踪的轨迹稳定后应与期望轨迹重合；e）应进行跟随智能体纵向跟随验证分析，建立领航智能体与跟随智能体的运动学模型，设计模糊控制器，实现领航智能体与跟随智能体之间的距离保持和编队纵向跟随控制。7DB32/T 5316202510施工编队与协同控制10.1一般要求10.1.1应根据施工路段的基本状况、沥青路面的结构类型及施工要求、施工管理及技术状况、施工机械配置等对机群行为进行规划，达到施工

30、工艺所期望的几何队形，并能根据需要保持和变换队形。10.1.2智慧机群编队协同控制应使智能体适应外部环境，在智能体行进过程中，能够在特殊情况下实现智能体或机群整体的避障、调整。10.1.3高速公路或车道数超过 2 的普通公路机群编队队形宜采用三角形或菱形；车道数较少、设备数量配置或操作空间受限时可采用直线编队。见图 1。JUM7U33JUM7U333D3D3=JM7JM7UnnaU4KbU94KcU,34K图 1 智慧机群编队队形示意（箭头表示通信方向）8DB32/T 5316202510.1.4智慧机群编队应遵循以下原则：a）应保持智能体之间的安全距离，符合 11.3 规定的智慧机群安全等级

31、的要求；b）应保证智能体机群沿施工车道保持编队线形行进，且应保持智能体间协作关系和约束关系；c）编队宜考虑施工紧急避障问题；d）应设计领航智能体横向偏差路径曲线轨迹跟踪 PID 控制，实现智能体沿施工车道横向运动控制；e）应设计跟随智能体的纵向车距跟随模糊+加速度前馈 PD 控制，实现跟随智能体的纵向跟随控制；f）应增加加速度前馈控制，当领航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智能体距离的稳定性。10.2领航跟随法10.2.1领航跟随法编队设置时，应实现领航智能体与跟随智能体通过编队协同实现横向与纵向两个方向上的运动控制。10.2.2领航智能体硬件配置应能满足路径规划及重置的功

32、能。10.2.3宜采用单、双智能体领航、跟随互换的方式随时改变身份，以降低通信负载和系统计算压力。10.2.4应便于智能体之间编队运动，跟随智能体应可与领航智能体状态信息共享。10.2.5应由领航智能体决定整个编队系统的群集运动行为，降低系统的复杂度，软件设计应操作简单，运动控制灵敏，适用于复杂环境。10.2.6智慧机群编队采用双领航跟随法时，应满足以下要求：a）通过预设 1 台智能摊铺机作为主领航智能体组成智慧机群整体编队，由错位并行的智能摊铺机、智能钢轮压路机、胶轮压路机等作为跟随单体，保持领航智能体与跟随智能体相对位置和相对方位角，形成基于此算法的编队控制规律，利用此控制律实现不同的网络

33、拓扑结构并相互协调的不同编队队形；b）通过预设 1 台智能压路机作为副领航智能体组成碾压机群编队，由智能钢轮压路机、胶轮压路机等作为跟随单体，保持主领航智能体、副领航智能体与跟随智能体相对位置和相对方位角，形成基于此算法的编队控制规律，利用此控制律可实现不同的网络拓扑结构并相互协调的不同编队队形；c）应采用有效算法保持摊铺机群与碾压机群、摊铺机群单体之间、碾压机群单体之间的队形协同、速度协同和路径控制。10.3智慧机群编队控制10.3.1应实现编队中每台智能体的横向精准控制和智能体间的纵向间距控制。主要包括以下内容：a）横向精准控制包括摊铺机布料器最边缘与路面实际边缘的间距、两台摊铺机之间的拼

34、缝摊铺控制、压路机轮与路面实际边缘之间的最大距离、两台压路机轮重叠面积、压路机横向碾压自我寻迹精度；b）智能体纵向跟随控制宜考虑跟随智能体与领航智能体协同；c）宜考虑领航智能体弯转时，跟随智能体能同时跟随行驶。10.3.2领航智能体位置跟踪控制应满足以下要求：a）应根据编队方案，通过 HMI 交互中心设定领航智能体、跟随智能体及其运行程序；b）领航智能体应能实时获取自身位置信息，计算自身实时位置到规划路径曲线的偏差，并进行PID 调节；9DB32/T 53162025c）PID 位置跟踪闭环控制设计时，应利用当前设备位置坐标计算其与路径信息之间的最短距离，并判断当前位置在路径曲线的左侧或右侧，

35、实现领航智能体轨迹跟踪控制；d）应进行智能体规划路径与实际位置偏差计算。位置计算和判断方法见附录 C。10.3.3跟随智能体之间均应能感知其他智能体的位置、速度等信息，实现跟随智能体编队距离的控制。10.3.4应采用纵向跟随模糊+前馈控制器进行跟随智能体纵向跟随控制。跟随智能体纵向跟随模糊逻辑控制器设计流程可参照附录 D 执行。10.3.5智慧机群协同控制算法应满足在沥青路面工艺要求下，进行多台智能压路机和多台智能摊铺机协同施工，并应满足防撞与抵抗通信延迟的要求。10.3.6智慧机群协同控制宜采用分层递阶结构，其层级宜分为组织级、协调级、执行级和控制对象，见图 2。注：智能控制系统除了实现传统

36、的控制功能以外，还要实现规划、决策、学习等智能功能，因此智能控制往往需要将智能控制方法与常规方法加以有机组合，分层递阶控制就是实现这一目的的有效方法。分层递阶智能控制系统结构由三层组成，上层的作用主要是模仿人的行为功能，因而主要是基于知识的系统。它所实现的规划、决策、学习、数据的存取、任务的协同等均是对知识进行处理。中间层主要由运筹学起主导地位的功能组件充当，形成精度较高的界面，起到传输和协调的作用。下层的作用是执行具体的控制任务，主要是通过进行数值操作和计算。其控制精度由上至下递阶增加，智能程度由上到下递阶减小。F333A3JAAA3AJJJ3J3=3A图 2 智慧机群分层递阶控制结构10.

37、3.7碾压机群编队应满足以下要求：a）压路机机群的运动规划时，应保证压实区域无漏压、过压，压路机速度波动小，且可根据被压实材料状态进行动态作业参数优化；b）应综合考虑压实质量与压实效率的要求，领航压路机的运动规划根据被压实沥青混合料材料的实时信息，规划当前压实的最优工作参数，并在每次压实之后根据建立的压实度模型判断是否需要换道；c）每趟压实前应根据被压实沥青混合料信息，通过工作参数优化算法得出单趟压实的最优振动频率与压实速度，并以此速度为目标速度，完成起步与停车时的速度规划；d）基于领航跟随结构的编队队形设计方法和领航压路机压实路径规划方法可参照附录 E；e）采用基于五次多项式曲线进行换道路径

38、规划时，其方法可参照附录 E；10DB32/T 53162025f）速度规划方法宜采用梯形速度规划和七次多项式“S”形速度规划等。具体方法可见附录 F。11安全和避障11.1智慧机群安全配置11.1.1智慧机群中智能体设备应配置安全行驶软硬件系统。11.1.2智能体避障采用非接触式避障方法进行。11.1.3智能体应至少配备以下警示装置：a）启动报警装置；b）自动运行指示灯；c）异常报警装置；d）运行报警装置；e）转向指示灯；f）障碍物检测报警装置。11.1.4智能体应配备急停装置，急停功能应满足 GB/T 16754 和 GB/T 10827.4 要求。11.1.5宜根据施工环境同时采用毫米波

39、雷达和多目识别系统进行智能体电子围栏设置，对于进入围栏的移动物体应能报警。11.1.6应配置智能体视觉系统对施工边界进行精确识别，识别的精度应控制在 0 mm5 mm 内。11.2系统安全威胁系统安全威胁来源可分为外部安全威胁与内部安全威胁，外部威胁包括智能体与其他个体发生非正常交互时产生的安全威胁，内部威胁包括智能体内部硬件设备发生故障导致的安全威胁。11.3安全等级智慧机群协同施工安全等级见表 1。表 1 无人驾驶设备级别分类等级D0D1D2D3D4D5层级名称驾驶员模式人工驾驶、自动辅助部分自动驾驶条件自动化人工智能协同智慧机群完全无人施工的智能化作业实现条件无智能化，原始驾驶具有规定速

40、度条件下，摊铺机、压路机按规划的简单路径行进的功能，可以实现简单刹车功能超过 2 个功能融合成无人控制的危险探测和响应系统，主动巡航，路径保持，简单避让限制条件下的无人控制，属于无人机械的高级阶段，在特定条件下人工干预环境感知或情景设置，机械具有自我学习能力，根据路缘进行路径选择，能够在特定情况下自行解决问题，能完全适应路面施工工艺的要求，在摊铺机领航下，实现整个智能体的高度动态协同，通过设置电子围栏进行安全控制后场拌和、中场运输、前场摊铺碾压一体化智慧体控制，无人机巡检，人工室内监测，能将计划发送给控制中心，控制中心下达计划任务给摊铺机，摊铺机作为引航者控制碾压、中场运输和后场拌和，实现完全

41、自动化；通过视觉技术进行安全控制11DB32/T 5316202512施工12.1施工前，应进行智慧机群试运行。12.2应经过试验段验证，包括摊铺速度、松铺厚度、碾压遍数、机械组合、碾压温度、环境状况等参数。12.3施工前，应对领航压路机进行参数设定，摊铺机的运行及 3D 摊铺控制应满足规范要求。12.4 碾压施工应遵循以下原则：a）碾压工艺环节分为准备环节、初压环节、复压环节和终压环节 4 部分，工艺管理过程见图 3；(77AC%8 7F4=OD/!7F4=OD/!7F4=OD/(7(73(77F4=OEF4F F4-EF4=OD/ECC ECC-E图 3 碾压工艺实施过程b）准备环节包括对

42、路径点的获取和工艺参数的微调，路径点用于后续行驶过程控制中对跟踪路径的处理与变换，工艺参数依据表 2 初定，并根据首件工程和不同工艺要求进行微调；表 2 压路机碾压环节的工艺要求碾压环节压路机类型碾压速度碾压方式碾压遍数碾压重叠宽度碾压目的初压双钢轮压路机2 km/h3 km/h振动2 遍3 遍1/3 钢轮宽1/2 钢轮宽控制混合料初始密实度复压轮胎压路机2.5 km/h3.5 km/h静压4 遍6 遍100 mm150 mm进一步控制混合料密实度终压双钢轮压路机2 km/h3 km/h静压2 遍3 遍改善平整度c）初压、复压和终压应配置对应的工艺参数，并在施工时控制行驶过程。工艺参数包括施工

43、环节的行驶速度、重叠宽度和碾压遍数；行驶过程包括施工区段的单遍碾压过程，即循环切换前进与后退行驶状态下的路径跟踪，以及施工区段的循环碾压过程，通过程序循环控制达到施工的碾压遍数；d）应遵循施工工艺，初压环节还包括高频低幅的振动控制，初压和复压环节还包括防沥青粘轮的洒水控制。12.5 智慧机群施工路径切换应满足以下要求：12DB32/T 53162025a）应结合当前位置偏差实现领航智能体的轨迹跟踪；b）当系统拟合的路径为多段路径时，应进行路径切换；c）实现领航智能体在路径分段处平滑切换路径，跟踪智能体横向偏差不出现较大的波动；d）计算当前位置到路径曲线最短距离及左右正负；e）分析路径切换的时机

44、及条件，以此匹配转向机构的转向控制，实现路径分段处平滑过渡。12.6 碾压机群作业应满足以下要求：a）压路机作业应连续进行，压实段长度宜不超过 60 m，碾压温度应满足 JTG F40 的要求；b）应遵循先低频后高频、先慢后快的准则进行碾压，起步、停车时速度应平稳，匀速压实时速度波动小；c）压路机行驶路线不应偏移，两端折返位置随摊铺机的位置逐步推进，不同碾压带的折返位置不应在同一断面；d）同 一 碾 压 带 两 端 折 返 位 置 应 有 一 定 搭 接 距 离，相 邻 碾 压 带 之 间 每 次 重 叠 宽 度 应 不 小 于 1/3轮宽；e）摊铺机摊铺厚度较大时，应采用高振动频率大振幅方式

45、压实，摊铺机摊铺厚度较薄时，应优先采用高频低幅方式压实以防止过压而导致集料破碎；f）压路机配置数量应该综合考虑摊铺机的摊铺功率、压实能力与材料压实特性。12.7智慧机群施工还应满足 JTG F40 和 JTG F80/1 有关质量控制的要求。13编队评价13.1编队性能评价13.1.1智慧机群编队完成后，应按 9.4 的规定进行模拟仿真，模拟仿真的效果应满足编队方案的指标要求。13.1.2应对机群速度进行监控和评价，速度误差应控制在预设速度的 3%以内；13.1.3使用视觉识别 AI 控制算法时，单目系统识别率应不低于 85%，召回率不低于 90%；双目及多目系统识别率应不低于 90%，召回率

46、应不低于 95%。13.1.4机群协同运行的故障率应低于 1。13.1.5采用导航定位算法进行控制的压路机路径跟踪贴边碾压精度应不大于 10 mm；采用视觉识别技术进行控制的压路机路径跟踪碾压精度应不大于 3 mm。13.1.6机群编队运行时，应能监控混合料碾压温度离析情况，并能根据温度离析程度调整队形。温度均匀度判别见表 3。表 3 混合料温度均匀度判别标准温度离析程度混合料温差/无离析613.2智慧机群施工过程评价13.2.1在施工过程中，应对智慧机群的摊铺碾压过程质量进行控制和评价。13.2.2摊铺过程质量控制应按下列要求进行：a）摊铺过程中实时监控行进速度及摊铺厚度，控制标准按编队方案

47、执行；b）摊铺过程连续，不应发生停机待料；13DB32/T 53162025c）摊铺过程中熨平板夯实震级不小于控制下限；d）经过环境修正后的松铺温度不低于施工控制下限；e）通过摊铺机显示终端可视化摊铺过程并实时显示相关参数。13.2.3压实过程质量控制应按下列要求进行：a）智能化评价方法应包括压实质量验收指标、智能压实值和相关性模型三部分；b）相关性模型包括多元统计模型或人工神经网络模型；c）多元统计模型以智能压实值作为自变量，得到压实质量验收指标计算值；d）人工神经网络模型结构见图 4；e）各施工段碾压前都应保证试验段模型相关系数不低于 0.65。模型 R分析结果见图 5；*$.7-E-M(

48、EX1X2X3X4BXay1y2y3y4ya0DK D图 4 神经网络结构示意图BFOR2BFO0图 5 R分析图f）通过显示终端可视化碾压过程并实时显示相关参数，如图 6 所示。14DB32/T 53162025-0E0E0E0E0E0E-U-EU-U#UC U-M(U*$.7UE图 6 碾压过程可视化示意图13.3智慧机群施工效果评价13.3.1智慧机群施工过程中或施工完成后，应对沥青施工质量参数的均匀性进行质量分析，以验证编队实施效果。13.3.2应按 JTG F40 和 JTG F80/1 的要求对智慧机群施工路段各项质量参数进行检测，并按下列要求进行评价。a）对松铺厚度进行评价：松

49、铺厚度应按每摊铺 20 m 检测 1 点，每天摊铺完成后，对松铺厚度数据进行统计分析，计算标准差、变异系数和平均值。b）对构造深度和渗水系数进行评价：应对沥青路面下、中、上面层的构造深度和渗水系数进行检测，以评价摊铺的均匀性。应按 50 m 一个断面，每个断面检测 3 点，每天摊铺完成后，对构造深度和渗水系数进行统计分析，计算标准差、变异系数和平均值。c）对平整度进行检测评价：每 5 天检测一次平整度，计算标准差、变异系数和平均值。d）对高程进行检测：对摊铺路段的高程进行检测，每 20 m 一个断面，每断面 3 个点。并将数据进行统计分析，计算标准差、变异系数和平均值。13.3.3宜采用过程能

50、力指数和西格玛水平评价路面质量参数质量水平。过程能力指数和西格玛水平的计算可采用相关统计分析软件进行。13.3.4智慧机群编队施工效果评价时，各质量参数的过程能力指数和西格玛水平宜按表 4 进行评价。过程能力指数和西格玛水平的计算方法可参照附录 G 计算。表 4 六西格玛管理质量评价基准西格玛水平 ZZ5.04.0Z5.03.5Z4.03.0Z3.5Z3.0过程能力 CpCp1.671.33Cp1.671.17Cp1.331.0Cp1.17Cp 0arctan()yx+,y 0,x 0arctan()yx-,y 0,x 0,x=0-2,y err_phi+2,err_phi -（C.14）C.