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第一章　总论1

1.1　机群智能化工程机械技术的由来和发展1

1.2　实施机群智能化管理的目的2

1.3　智能化施工机群体系的组成2

1.4　智能化机群施工作业原理3

1.5　智能化施工机群体系结构和系统功能框图3

1.5.1　机群信息通信系统4

1.5.2　机群监控中心5

1.5.3　单机智能控制系统8

1.6　本书章节结构9

参考文献9

第二章　基于多目标函数的道路施工机群资源优化配置10

2.1　概述10

2.2　路面施工技术性能规范10

2.3　单机机型选择与配置评价指标11

2.3.1　单机机型选择与配置的一般原则11

2.3.2　拌和机的选择11

2.3.3　自卸车的选择13

2.3.4　摊铺机的选择13

2.3.5　压路机的选择14

2.3.6　装载机的选择16

2.3.7　单机选型经济性评价—最小设备单位成本法数学模型16

2.4　机群配置原理及数学模型17

2.4.1　机群配置原理17

2.4.2　施工机群优化配置系统实施17

2.4.3　施工机群优化配置参数汇总26

2.4.4　机群组合数学模型——已知工程量、进度要求和各机种型号，求每种机械的台数30

2.4.5　机群评价数学模型38

2.5　道路施工机群资源优化配置软件42

2.5.1　配置方案和设备数据库42

2.5.2　机群静态配置软件的流程45

参考文献58

第三章　沥青混凝土路面施工过程机群智能化控制59

3.1　概述59

3.1.1　沥青混凝土路面施工过程59

3.1.2　机群施工过程控制发展趋势61

3.1.3　机群施工过程控制研究方法63

3.2　沥青混凝土路面施工过程智能控制系统体系与控制机制64

3.2.1　沥青混凝土路面施工过程智能控制体系64

3.2.2　控制机制66

3.2.3　人-机共栖智能控制结构68

3.2.4　沥青混凝土路面施工过程智能控制过程70

3.3　任务规划与分解72

3.3.1　系统结构72

3.3.2　物流相关的多主体控制系统方案74

3.3.3　施工参数确定75

3.3.3.1　目标配合比设计阶段75

3.3.3.2　生产配合比设计阶段76

3.3.3.3　生产配合比验证阶段77

3.4　路面摊铺施工过程智能控制系统78

3.4.1　路面摊铺施工要求78

3.4.1.1　沥青混合料的拌制78

3.4.1.2　沥青混合料的运输80

3.4.1.3　沥青混合料的摊铺80

3.4.2　路面摊铺施工智能体信息流80

3.4.2.1　拌和调度决策智能体82

3.4.2.2　运输调度决策智能体82

3.4.2.3　摊铺调度决策智能体82

3.4.3　路面摊铺施工智能体控制器设计83

3.4.3.1　拌和调度决策智能体控制器85

3.4.3.2　运输调度决策智能体控制器85

3.4.3.3　摊铺调度决策智能体控制器87

3.4.3.4　中央调度决策智能体控制器87

3.4.4　路面摊铺施工智能决策调度系统91

3.4.4.1 IDSS的开发步骤91

3.4.4.2 IDSS的总体结构91

3.4.4.3 IDSS中知识库系统的设计94

3.4.4.4 IDSS中知识系统的设计96

3.4.4.5 IDSS中模型库系统的设计100

3.5　路面压实过程控制智能控制系统105

3.5.1　路面压实过程控制要求105

3.5.2　路面压实过程信息流105

3.5.3　压实智能控制系统主要冲突106

3.5.4　压实智能控制系统的控制方案106

3.5.4.1　初压时各压路机行走路线的规划106

3.5.4.2　复压、终压时各压路机行走路线的规划109

3.5.5　压路调度决策智能体工作过程111

3.6　调度决策智能体的开发技术112

3.6.1　开发工具与技术112

3.6.2　软件流程和推理机115

3.6.3　推理机模块工作原理116

3.6.4　调度决策系统的模块化结构117

3.6.5　调度系统的人机界面及操作设计121

3.6.6　程序设计及部分源代码124

参考文献130

第四章　机群状态监测与智能故障诊断系统133

4.1　设备状态监测与故障诊断系统（监诊系统）133

4.1.1　状态监测与故障诊断的发展历程133

4.1.2　智能诊断技术的研究概况134

4.1.2.1　基于浅知识的智能故障诊断专家系统136

4.1.2.2　基于深知识的智能故障诊断专家系统136

4.1.2.3　基于深浅知识的混合智能故障诊断专家系统136

4.1.3　状态监测与故障诊断的主要理论和方法136

4.1.4　故障诊断的基本内容138

4.1.5　故障诊断方法的发展趋势138

4.1.6　我国工程机械诊断技术的发展现状139

4.2　机群智能化工程机械监诊系统140

4.2.1　诊断系统的结构142

4.2.2　机群智能化工程机械故障诊断专家系统结构组成142

4.2.2.1　基于GSM/GPRS网构造工程机械机群监诊系统的分布分层式体系结构144

4.2.2.2　机群智能化单机智能监诊子系统结构组成145

4.2.2.3　工程机械机群故障诊断专家系统结构组成146

4.3　机群智能化工程机械监诊系统的工作流程148

4.3.1　上底层间的无线数据传输协议148

4.3.2　单机（底层）监诊系统工作流程150

4.3.2.1　自动故障信息检测151

4.3.2.2　人工故障信息获取152

4.3.2.3　设备状态信息的GSM/GPRS无线数据发送153

4.3.2.4　接收上层监诊系统传来的处理结果153

4.3.3　机群监诊系统（上层）的工作流程153

4.4　机群诊断专家系统157

4.4.1　诊断系统知识表示与推理158

4.4.1.1　诊断知识的分类158

4.4.1.2　故障诊断知识的表达159

4.4.2　知识获取和管理维护163

4.4.3　系统运行及实现功能165

参考文献167

第五章　机群信息通信系统169

5.1　机群信息无线通信解决方案169

5.1.1　GSM——全球移动通信系统169

5.1.2　短距离无线通信170

5.1.3　GPRS——通用分组无线电业务170

5.2　GPS——全球卫星定位系统171

5.2.1　定位系统的硬件设计171

5.2.2　定位系统的软件设计172

5.2.3　现场测试实例173

5.3　无线通信系统组成174

5.3.1　系统组成174

5.3.2　通信处理功能175

5.4　机群系统信息流——数据链176

5.4.1　数据链的结构176

5.4.2　数据链编码方法176

5.4.2.1　设备编码方法176

5.4.2.2　控制字定义177

5.4.2.3　故障字编制方法178

5.4.3　数据链协议180

5.4.3.1　数据链协议的结构180

5.4.3.2　数据链定义的通信方法181

5.4.3.3　实例说明181

5.5　机群信息通信应用程序182

5.5.1　单机程序举例182

5.5.2　监控中心程序举例189

参考文献209

第六章　工程机械单机智能化的改造211

6.1　通用单机智能控制器／监控器211

6.1.1　通用智能控制器／监控器性能要求211

6.1.2　通用智能控制器／监控器的可靠性与环境适应性要求212

6.1.3　工程机械典型控制器介绍213

6.1.4　工程机械典型显示器介绍214

6.2　摊铺机汉显智能控制器215

6.2.1　智能控制器性能功能215

6.2.2　系统结构与工作原理216

6.2.2.1　总体结构216

6.2.2.2　工作原理219

6.2.2.3　无线通信模块220

6.2.2.4　电气检测系统220

6.2.2.5　摊铺机控制系统程序流程和说明220

6.3　嵌入式技术在智能监控器的应用222

6.3.1　通用智能监控器硬件设计224

6.3.1.1　监控器的结构224

6.3.1.2　外部功能端口226

6.3.1.3　电源端口227

6.3.1.4　串行口227

6.3.1.5　液晶显示228

6.3.1.6　铁电存储229

6.3.1.7　存储器系统229

6.3.1.8　实时时钟229

6.3.2　通用智能监控器软件设计230

6.3.2.1　监控器的软件流程230

6.3.2.2　实时多任务操作系统231

6.3.2.3　图形界面设计232

6.3.2.4　CAN数据接口241

6.4　轮式装载机／压路机／拌和机／自卸车智能监控系统242

6.4.1　智能监控系统数据采集和通信内容242

6.4.2　轮式装载机智能监控系统程序清单242

6.4.3　压路机智能监控系统程序清单253

参考文献261

第七章　数据库设计和决算系统262

7.1　数据库系统设计262

7.1.1　数据库系统的功能要求及总体结构262

7.1.2　数据特点及分类263

7.1.3　异构数据库环境的信息集成268

7.2　系统支撑环境271

7.2.1　计算机系统配置271

7.2.1.1　硬件要求273

7.2.1.2　软件要求273

7.2.2　数据库设计规范274

7.2.2.1　总体要求274

7.2.2.2　命名规则274

7.2.2.3　数据库使用与设计274

7.2.2.4　数据库设计文档要求275

7.2.2.5　数据交换约定276

7.2.2.6　限制约定277

7.3　施工工程统计决算系统278

7.3.1　概况278

7.3.1.1　公路工程决算系统的研究及应用现状278

7.3.1.2　公路工程决算系统的目标279

7.3.2　系统分析279

7.3.2.1　业务流程分析279

7.3.2.2　数据流程分析279

7.3.2.3　系统功能分析279

7.3.2.4　数据属性分析281

7.3.2.5　输入／输出分析282

7.3.3　系统设计282

7.3.3.1　数据库设计282

7.3.3.2　存储过程设计284

7.3.3.3　报表设计285

参考文献290

第八章　智能化路面施工机群示范工程292

8.1　施工机群与施工路段介绍292

8.1.1　施工机群组成292

8.1.2　示范工程项目施工路段296

8.2　施工过程综述296

8.2.1　施工机群现场总装、调试、试验大纲296

8.2.2　沥青混凝土路面摊铺试验规范298

8.3　质量检测结果299

参考文献299