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