《工程机械机群智能化运用》共6章,主要内容包括工程机械技术特性与任务分析、工程机械机群优化配置方法、工程机械机群动态调度方法、工程机械机群智能化运用与决策系统和工程机械机群智能化运用与决策系统应用等。《工程机械机群智能化运用》可供工程机械机群智能化研究领域的科研人员、管理人员阅读,也可供高等院校机械工程专业及相关专业的师生参考。
19世纪末期至今,以计算机技术、智能控制技术为代表的自动化技术得到了飞速发展。各种新技术、新工艺、新设备不断推出,并广泛地应用在工程机械领域,使得工程机械产品的性能、效率和自动化程度都得到了大幅度提升。机群智能化便是在这种时代背景下产生的一种产品,它也是在现代化工程领域应用最为广泛的一项技术。
工程机械机群智能化运用的概念是在计算机技术、智能优化算法的基础上形成的,是随着工程机械单机智能化技术的成熟而发展的一个系统模式。工程机械智能化在过去被人们普遍认为是特种机器人,它通常工作在非结构环境下且工作环境复杂、危险性大的区域,这就增加了其智能化控制的难度。经过多年的研究分析,截至目前,世界上只有美国、加拿大、英国、德国等发达国家有这种机群智能化技术,因此,开发工程机械机群智能化技术对我国提高工程施工速度、施工效率和施工安全有着重要意义。
本书是鉴于工程机械机群运用缺乏系统性计算分析的现状,破除以往机群指挥运用主要依靠经验判断决策,难以充分发挥机群最大作业效率的弊端,为合理运用工程机械机群提供技术与平台支持而撰写,主要内容包括工程机械机群智能化运用相关理论、仿真分析与系统验证方法等。本书可供工程机械智能化研究领域的科研人员、管理人员阅读,也可供高等院校机械工程专业及相关专业的师生参考。
本书的撰写参考了一些相关技术文献资料,在此对文献作者一并表示感谢。
本书由何晓晖、薛金红、张详坡、邵发明、储伟俊、周春华、殷勤、赵杰、杜毛强、李可奇、王辉、刘卫军、曹巍、李峰、田静、曾波、杨峰等人撰写。全书由何晓晖统稿。
由于作者水平所限,书中不足之处,恳请专家、学者批评指正。
目录1绪论1.1工程机械运用模式1.2机群智能化运用方法的发展1.2.1线形规划法1.2.2多智能体技术1.2.3群智能算法1.3工程机械机群智能化运用发展现状1.3.1国外发展现状1.3.2国内发展现状1.4本书的特点和任务参考文献2工程机械技术特性与任务分析2.1工程机械技术特性分析2.1.1工程机械类型2.1.2典型工程机械技术特点2.1.3作业率计算2.2工程机械任务分析2.2.1路基填筑2.2.2路堑开挖2.2.3半堤半堑参考文献3工程机械机群优化配置方法3.1工程机械机群作业过程分析3.1.1排队论相关理论3.1.2排队作业规划方法3.1.3排队作业系统构建3.1.4机群作业率3.2面向单任务的工程机械机群优化配置3.2.1机群配置建模方法3.2.2基于Petri网的机群单任务配置建模方法3.2.3面向单任务的机群优化配置建模3.2.4任务指派问题3.2.5基于改进离散粒子群算法的机群单任务配置模型求解3.2.6案例分析3.3面向多任务的工程机械机群优化配置3.3.1基于HTCPN的机群多任务配置建模方法3.3.2面向多任务的机群优化配置建模3.3.3基于改进离散粒子群算法的机群多任务配置模型求解3.3.4案例分析参考文献4工程机械机群动态调度方法4.1机群动态调度问题剖析4.1.1机群动态调度问题描述4.1.2机群动态调度构成要素4.1.3机群动态调度问题分类4.1.4机群动态调度建模方法4.1.5机群动态调度求解算法4.2面向工程机械故障的工程机械机群动态调度4.2.1基于时空网络建立动态调度模型4.2.2基于离散粒子群算法求解动态调度模型4.2.3面向任务时限提前的工程机械机群动态调度4.3基于时空网络建立动态调度模型4.3.1问题描述4.3.2模型构建4.3.3基于遗传算法求解动态调度模型参考文献5工程机械机群智能化运用与决策系统5.1系统概述5.2系统软件的设计与实现5.2.1注册登录模块5.2.2任务下达模块5.2.3任务配置模块5.2.4任务调度模块5.2.5历史任务模块5.2.6装备信息模块5.2.7用户管理模块5.2.8系统软件技术实现5.3信息采集终端设计与实现5.3.1产品组成5.3.2产品主要功能5.3.3系统主要性能参数6工程机械机群智能化运用与决策系统应用6.1单任务应用案例6.1.1任务下达6.1.2单任务接收6.1.3单任务侦察6.1.4单任务决策6.1.5单任务进度6.1.6单任务调度6.1.7历史任务6.2多任务应用案例6.2.1任务下达6.2.2多任务接收6.2.3多任务侦察6.2.4多任务决策6.2.5多任务进度6.2.6多任务调度6.2.7历史任务