CN101446059B - 铺设系统及方法 - Google Patents

铺设系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101446059B
CN101446059B CN2008101787822A CN200810178782A CN101446059B CN 101446059 B CN101446059 B CN 101446059B CN 2008101787822 A CN2008101787822 A CN 2008101787822A CN 200810178782 A CN200810178782 A CN 200810178782A CN 101446059 B CN101446059 B CN 101446059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
temperature
paver
machinery
laying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008101787822A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101446059A (zh
Inventor
K·C·格利
D·R·波茨
P·T·柯科兰
T·L·拉斯穆森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of CN101446059A publication Critical patent/CN101446059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101446059B publication Critical patent/CN101446059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/288—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows adapted for monitoring characteristics of the material being compacted, e.g. indicating resonant frequency, measuring degree of compaction, by measuring values, detectable on the roller; using detected values to control operation of the roller, e.g. automatic adjustment of vibration responsive to such measurements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1386—Natural or synthetic rubber or rubber-like compound containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1397—Single layer [continuous layer]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31641—Next to natural rubber, gum, oil, rosin, wax, bituminous or tarry residue
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y10T428/31692—Next to addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31696—Including polyene monomers [e.g., butadiene, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铺设系统及方法，所述方法包括建立用于铺设工作区域的计划，该计划基于位置温度模型。该方法还包括接收铺设材料的温度数据并比较该温度数据与由位置温度模型预测的数据。当实际数据与模型预测数据不同时调整铺设系统的操作。提供了一种铺设系统和控制系统，其包括电子控制单元，所述电子控制单元配置成比较电子温度数据与铺设材料的位置温度模型。电子控制单元可基于对实际数据与模型预测数据的比较而控制铺设系统的机械，并能够基于实际数据与模型预测数据之间的差别进一步更新用于铺设工作区域的计划以及位置温度模型本身中的一个或二者。铺设的工作区域的完整温度分布图(包括与模型的比较)可记录在计算机可读存储器中用于取证分析和预测分析。

Description

铺设系统及方法
技术领域
本发明一般地涉及用于铺设的系统和方法，更具体地涉及在铺设期间对铺设材料的温度数据进行评价以用于控制和/或记录铺设系统的操作和性能。
背景技术
通常的用于铺设一工作区域(如停车场或道路)的系统可包括多个不同的机械。供给机械(如拖运卡车)可用于传送分布和压实在工作表面上的铺设材料。可由拖运卡车或材料运输车辆直接为铺设机械进行供给。铺设机械通常分配铺设材料并以安装在铺设机械后端的平板对铺设材料的“罩面(面层，mat)”进行初步压实。在很多系统中，在本领域中已知为压碎锟子(breakdown roller)的压实机械较为接近地跟随在铺设机械后面。在某些系统中，另一个已知为中间锟子的压实机械通常跟随压碎锟子，最后的精整锟子可跟随中间锟子。各种不同的因素(如操作者对各种机械的经验、环境条件和铺设材料在铺设过程的不同阶段的温度)可影响铺设工作的效率和成功性。在最优的温度条件下操作铺设材料已被公认为是很重要的，但迄今为止都难以在不通过支持人员手动测量的情况下确保和检验此温度条件。
在沥青制备装置中得到的铺设材料通常处于较高的温度。部分地根据供给机械需要行驶以达到工作场地的距离、交通、环境温度等，沥青在传送前即在一定程度上冷却。铺设机械和压实机的行进也可能变化，如果铺设减慢则拖运卡车可能需要等待以将铺设材料卸下。不同的系统中向铺设机械传送铺设材料的方式也可不同，例如经由材料运输车辆或“MTV”与从拖运卡车直接传送。由于影响铺设过程中各种不同事件的定时的变量，铺设材料在最终达到铺设机械时的温度至少在某种程度上是不可预测的。一旦被传送到铺设机械中，铺设材料在被分配到工作表面上之前常常会进一步冷却。进入铺设机械内后的冷却程度可根据铺设材料在传送时的温度、环境因素、铺设机械的适当的或不适当的操作等而改变。在某些情况下，铺设材料可在铺设机械内分离，因此机械中可能存在材料的较冷和较热的块，导致被分配到工作表面上之后的铺设材料中存在意料不到的温度梯度。当铺设材料最终被铺设机械排出并分配、由其平板处理并可供各种压实机械压实时，该铺设材料的温度可与预期的温度显著地不同，并且甚至由于非计划的分离或混合不良而在各铺设区域中分布不均匀。如上文暗指的，能够在某种条件下(如最优温度)操作铺设材料通常是极为重要的。
例如，取决于铺设材料的特别混合物，可能具有现有技术中已知为“不稳定区(敏感区，tender zone)”的温度范围，在该温度范围中试图压实几乎不可能成功。铺设材料当处于不稳定区中时倾向于推挤而在压实鼓的前面可能有一“波纹”。在铺设领域公知的是成功的压实可发生在铺设材料的温度高于不稳定区或低于不稳定区，而不是在不稳定区内的情况下。理想地，上文所述的压碎锟子足够接近地跟随铺设机械从而在铺设材料冷却到不稳定区之前压实该铺设材料。中间锟子通常足够远地跟随在压碎锟子后面，使得铺设材料在中间锟子达到铺设材料特别的一段时已冷却到低于不稳定区。通常希望在铺设材料冷却到使其变得过于硬之前采用精整锟子。
对于大多数铺设系统，在各铺设动作(如铺设与压实)之间至少存在大致的理论上的相对定时，希望这可以导致最优的铺设质量。一段时间以来，工程师们已认识到铺设材料的成分、环境条件、机械速度和间隔以及其它变量会使得在特定时刻预测铺设材料的温度很有挑战性。尽管可使用手动测量或估计时间、空气温度、沥青温度、风速、湿度、云量以及其它因素来做决定，但机械操作者和铺设场地的管理人员在控制操作时仍然很大程度上依赖于经验和猜测。
除了首先应对成功铺设的挑战之外，很多管辖机构现在要求在铺设操作期间记录与铺设材料的温度和机械活动相关的数据。在铺设场地对这种操作的记录允许铺设承包商证实铺设是按照规格进行的，并通常涉及到合同审定、奖金以及建设的预测和取证方面。迄今为止，这种数据记录的标准程序理论上依赖于在对特定区域进行操作时对铺设材料温度的手动观察和记录。
由授予Baker等人的美国专利No.6,749,364(“Baker”)已知一种旨在改进铺设器械的操作和效率的策略。在Baker的方法中，在铺设车辆中使用铺设温度监测系统，该系统向显示装置发送信号，产生成型的材料罩面温度分布图的图像。基于所显示的温度分布图，有目的地调整铺设车辆或压实机的操作参数以提供可接受的成型罩面。Baker的技术比某些更早的系统和手动方法在分析温度和调整操作方面更优越，然而，仍存在很大的改进空间。
本发明针对上述的一个或多个问题或缺点。
发明内容
一方面，提供了一种操作铺设系统的方法，该铺设系统包括铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个。所述方法包括以下步骤：建立用于以铺设系统铺设工作区域的计划，该计划至少部分地基于记录在计算机可读的存储器上的、铺设材料的位置温度模型；输出用于所述铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个的机械导航信号，所述机械导航信号至少部分地基于所述计划。该方法还包括以下步骤：在输出机械导航信号之后接收包括铺设材料的温度数据的电子数据；以及比较该电子数据与由位置温度模型预测的数据。
另一方面，一种铺设系统包括至少一个机械，该机械包括框架和安装在所述框架上的地面接合元件。所述至少一个机械包括铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个。该铺设系统还包括控制系统，该控制系统包括电子控制单元、计算机可读存储器以及存储器写入装置，所述电子控制单元配置成经由所述存储器写入装置将位置温度模型记录在所述计算机可读存储器上，并且配置成将铺设工作区域的计划数据记录在所述计算机可读存储器上，所述计划数据至少部分地基于所述位置温度模型。所述电子控制单元还配置成接收包括所述至少一个机械与之相互作用的铺设材料的温度数据的电子数据，以及比较所述电子数据与由所述位置温度模型预测的数据。
另一方面，一种铺设控制系统包括计算机可读存储器、存储器写入装置和电子控制单元。所述电子控制单元配置成经由所述存储器写入装置将铺设材料的位置温度模型记录在所述计算机可读存储器上，并且配置成将利用铺设系统铺设工作区域的计划数据记录在所述计算机可读存储器上，所述计划数据至少部分地基于所述位置温度模型。所述电子控制单元还配置成接收包括铺设材料的温度数据的电子数据，和输出至少部分地基于所述电子数据与由所述位置温度模型预测的数据之间的差别的信号。
附图说明
图1是根据一实施例的铺设系统的示意图；
图2是图1的铺设系统的示意图，其中示出处于第一机械定位配置；
图3是图1的铺设系统的示意图，该铺设系统处于第二机械定位配置；
图4是示出根据本发明的示例方法的流程图；和
图5是根据本发明的控制环路的示意图。
具体实施方式
参照图1，其中示出了根据本发明的铺设系统10。铺设系统10可包括一个或多个机械，例如多个不同的机械，在某些实施例中乃至包括多个相同的机械。铺设系统10的各机械配置成与铺设材料相互作用，通常是在该铺设材料上进行特定的工作。在一示例性实施例中，铺设系统10包括铺设机械12和三个压实机械14、16和18。可设置一个或多个供给机械40(如拖运卡车、材料运输车辆等)为铺设系统10的其它机械供给用于铺设工作表面的铺设材料。虽然仅示出某些机械，应当意识到对于较大的铺设工作，系统10也可包括另外的铺设机械、另外的压实机、供给机械等。另外，虽然在很多实施例中系统10可用于铺设一个特定的工作区域，如一段道路、停车场等，但是在其它实施例中，包含图1所示系统10的机械的大型集成铺设系统可包括其它工作区域的另外的机械。例如，本文所涉及的一个铺设系统可适当地包括分别具有多个机械的、位于道路的不同部分的两个或多个“铺设列/铺设系(paving trains)”。在另一实施例中，本发明的控制和数据记录方面可在仅具有一个机械的铺设系统中实现。如下文将说明的，对于所有的型式，认为本发明相对于现有技术的铺设系统，在计划系统操作、用于优化铺设质量的实时控制和铺设参数的取证分析和预测分析方面提供了实质的优点。
在所示的实施例中，铺设机械12包括框架20，在该框架上安装有与地面接合的轮子或履带16，以及包括用于以常规方式对铺设材料起作用的平板24。铺设机械12可还包括用于存储经由供给机械40或其它供给机械供给的铺设材料的储料器21、和用于将铺设材料从储料器21传送到平板24的传送系统23。铺设机械12可还包括安装在框架20上的、可接收包括机械12的位置数据的电子信号的接收器28a。经由接收器28a接收的位置数据可包括地理位置数据(如GPS信号或局部定位信号)或表示机械12相对于系统10的其它机械的位置的位置数据。如本文所述，还可经由接收器28a接收警报指令、导航指令(如起动指令、停止指令)、机械速度指令、传送器速度指令、行驶方向指令等，以及来自系统10的其它机械的数据信号，包括铺设材料温度数据和机械位置数据。铺设机械12可还包括安装在框架20上的、用于向其它机械输出控制信号、或输出数据信号的信号装置(如发射器30a)。在框架20上可安装显示装置38(如LCD显示装置)以供操作者观看。在一实施例中，显示装置38可配置成显示工作区域的地图，其中包括表示系统10的一个或多个机械的图标等。
显示装置38还可配置成显示工作区域的温度图，其原因在下文中显而易见。在框架20上还可安装计算机可读的介质或存储器34，如RAM、ROM、闪存、硬盘等。在另外说明的一实施例中，计算机可读的存储器34上可记录有包含计算机可执行的代码的程序指令以实施本发明的一个或多个控制功能。计算机可读的存储器34还可配置成经由存储器写入装置记录与系统10的操作相关的电子数据，例如包括与系统10相互作用的铺设材料的温度数据、位置数据、时间数据和填层(lift)数量数据。在一实施例中，计算机可读的存储器34可在工作期间记录来自例如安装在平板24上的温度传感器26a的温度数据，以及经由接收器28a接收的位置数据。传感器26a可包括一光学温度传感器(如红外摄像机)，而在其它实施例中传感器26a可包括非光学的传感器如数字式或模拟式温度计。
虽然示出的传感器26a安装在平板24上，使得该传感器能够随着铺设的进行而扫描放置于工作表面上并位于平板24后面的铺设材料的温度，但本发明并不限于此。在其它实施例中，传感器26a可安装在机械12的不同位置上，甚至也可以检测铺设机械12内的铺设材料温度。还可设置有可包含计算机可读的存储器34的铺设控制系统11，该铺设控制系统11包括与各接收器28a、发射器30a、显示装置38、存储器34和传感器26a相连接的电子控制单元32。电子控制单元32可包括含上述的存储器写入装置的控制模块。
压实机械14可包括“压碎”锟子，该锟子通常较接近地跟随在铺设机械12后方，从而能够在由铺设机械12分配的铺设材料仍然较热时压实该铺设材料。当铺设材料仍较热时由机械14进行压实使得机械14能够实施铺设材料的特定填层所希望的总压实(量)中的较大部分，因为铺设材料中的较热的沥青较易于流动因此易于压实。在一实施例中，压实机械14主要用于压实尚未冷却到“不稳定区”的温度范围的铺设材料。如上所述，“不稳定区”是其中铺设材料在前进的压实鼓前面移动或推挤而使得所尝试的压实不尽如人意的温度范围。铺设材料位于不稳定区的实际温度范围取决于特定的铺设材料混合物，当温度在约115℃与约135℃之间时可进入不稳定区。当温度降到约65℃与约95℃之间时铺设材料可位于不稳定区以下。一种特殊的已知混合物在116℃进入不稳定区并在被冷却到93℃以下时再次坚硬。因此，通常希望在温度高于该范围时用机械14压实铺设材料。
与铺设机械12类似，压实机械14可还包括可接收位置信号和/或控制指令(如机械导航信号)的接收器28b。同样与铺设机械12类似，压实机械14上可还安装有可检测正在或已经与压实机械14相互作用的铺设材料的温度的温度传感器26b。压实机械14上可还安装有发射器30b以发射表示机械14的相对位置或地理位置的位置数据，和电子数据(如经由传感器26b采集的温度数据)。在某些实施例中，压实机械14可包括铺设领域的技术人员熟悉的振动设备。
压实机械16可包括中间锟子，该中间锟子压实已由压实机械14压实过至少一次的铺设材料。压实机械16可还包括接收器28c、温度传感器26c和发射器30c，它们各自的功能与本文所述的其它机械的相应特征的功能相似。通常希望机械16在铺设材料已冷却到低于不稳定区的温度之后压实铺设材料。压实机械16可包括铺设领域的技术人员已知的、用于检测铺设材料的光滑度和/或刚度的设备，并且如本文所述，发射器30c可配备成发射包括用于系统控制和/或合同审定等的光滑度和/或刚度数据的数据。
在所示的实施例中，机械14和16各自发射可由电子控制单元32处理并用于经由显示装置38显示温度图的位置和温度数据，所述数据还可用于控制机械定位、操作以及本文所述的其它因素。铺设机械12可用作一个监测和控制铺设进程、记录数据并向其它机械发射控制指令(如机械导航信号)的指令中心。然而，系统10可替代地配置成使得其它机械中的任何一个提供这些功能中的一个或多个，在某些实施例中可使用远程控制站。因此，各个检测器械的位置和分布、数据处理和记录、图的显示等可与图1所示的示例性实施例有很大的不同。
压实机械18同样可包括接收器28d和发射器30d。压实机械18可包括精整锟子，该锟子对在一特定填层中的铺设材料进行最后的挤压，并可较接近地跟随在压实机械16后面。在某些情况下会希望在铺设材料冷却到低于约50℃到约65℃范围中的一温度之前用压实机械18压实铺设材料。即使在铺设材料被压实到规定的相对压实状态的情况下，如果在太低的温度下进行压实，则铺设材料中的团块会破裂从而产生会不利地影响压实表面的长期耐久性的空隙。为此，压实机械18还可包括温度传感器26d以检验是否在适当的铺设材料温度下进行最后的压实。
如上所述，系统10的控制、监测和数据记录可在不同的位置处、或者在机械12、14、16、18、40之一上或者在独立的指令中心进行。可设想至少是对于某些铺设工作，系统10可与独立于各机械的一个或多个控制站一起使用。控制站60可以是系统10的一部分，该控制站可包括由铺设人员、技师等监测的计算机站，可接收来自铺设系统10的任何一个或所有机械的信号，并可配置成向铺设系统10的任何一个或所有机械输出控制指令。如上所述，控制系统11可包括电子控制单元，该电子控制单元用于处理在系统10工作期间生成的电子数据，对不同的机械操作输出适当的控制指令，以及存储电子数据。控制站60可用作人员可监测铺设进程、观察工作区域的图等的替代或补充指令中心。为此，控制站60可还包括接收器66、电子控制单元62、存储器64和发射器65。电子控制单元62可还包括配置成将来自机械12、14、16、18或40中任一个的电子数据记录在存储器64上的存储器写入装置63。
控制站60可还配置成与供给机械和/或沥青制备装置通信以基于铺设系统10的进程加速或减速铺设材料的制造、传送等。在一相关的方面中，控制站60可用于通过将供给机械引导到系统10的特定的铺设机械或通过将供给机械引导到特定的工作位置来控制供给机械的运输。例如，如果由于多种原因中的任何一个而停止在一个工作位置进行铺设或通过一个特定的铺设机械进行铺设，则可能希望将供给机械引导到需要铺设材料的位置或能够最佳地容纳多余的铺设材料的位置，而不是停止供给链。应当指出，系统10的任何一个或所有的控制和数据记录方面都可经由笔记本电脑、PDA、手机等在控制站60中进行。因此，控制系统11可至少部分地位于控制站60内，而不是位于系统10的其中一个机械上。通常控制站60与系统10的至少一部分机械双向通信，并且与铺设材料供给链相关的机械和人员进行单向或双向通信。也可使用附加的工作站(未示出)，如质量控制站和验证站。在某些情况下，质量控制站可用于记录与预定的铺设规格和实际的铺设参数之间的比较相关的数据。质量控制站也可用于对铺设处理阶段之间的系统工作进行任何必要的更改，例如对压实机械14、16的操作和/或速度、间距等的更改。质量控制更改可经由计算机或技师进行。验证站也可设置在工作位置以记录与铺设规格和铺设质量等相关的信息，以供铺设承包商之外的人员访问。
如上所述，认为系统10相对于早期的铺设系统在对铺设系统操作的实时控制以及采集与铺设质量相关的信息方面具有显著的进步。这是通过认识到可预测在铺设过程的不同阶段的铺设材料温度以及可在所测量的温度与预期温度不同的情况下对铺设系统操作做出实时调整以优化质量而实现的。这与早期的策略(如Baker)不同，如上所述，早期的策略关注于仅在判定铺设进程没有最优地进行之后才对将来的工作进行调整操作。本文提出的思想也实现了，在开始工作之前以计算的方式为铺设系统操作设定计划从而使该操作极可能满足规格。本发明还建立了一个新颖的标准，可在铺设工作完成之后使在铺设期间记录的数据与该标准相比较，例如用于预测和取证的目的，以及用于改进铺设计划策略。
在操作期间对系统10的控制可基于比较电子数据(包括经由一个或多个传感器26a-c接收的温度数据)与记录在计算机可读的存储器上的用于铺设材料的位置温度模型。特别是，可将诸如实际温度数据的数据与通过位置温度模型预测的数据相比较。如本文进一步说明的，当检测的温度数据与期望的数据不同时，可调整系统10的操作。在一个实施例中，位置温度模型可记录在控制系统11的存储器34中，电子控制单元32可将所检测的数据与模型预测的数据相比较。然而如上所述，所述模型可记录在位于不同位置的计算机可读的存储器上，且数据处理可由例如在控制站50或在系统10的除机械12之外的机械上的不同的控制单元进行。
如本文所使用的，术语“位置温度模型”应当理解为包括任何能够用于预测在识别出的或可识别的位置处的期望的铺设材料温度的模型。所述位置可以是在供给机械内的位置、在铺设机械12内的位置、或在铺设材料罩面上的位置。在铺设材料罩面上的位置可以是相对于系统10的一个或多个机械的位置，或者也可以是地理位置。从铺设材料离开沥青制备装置的时刻起到铺设材料被铺设系统的最后一个机械处理或评价的时刻，铺设材料通常冷却，虽然可能是以不同的速率冷却。在不同机械内的很多可能的位置中的任一个，或在被铺设的表面上的任何地点都是可经由位置温度模型预测铺设材料的温度并与检测的温度相比较的位置。因此，计算机生成的对单个位置处的铺设材料温度的预测会满足“位置温度模型”的本义。例如，在铺设期间对平板24的后端Y米范围以内X处的铺设材料温度的基于计算机的预测可以是位置温度模型。类似地，对铺设机械12的储料器21内Z处的铺设材料温度的基于计算机的预测也可以是位置温度模型。这些示例以及其它很多可设想到的情况中的每一个都包括可识别的位置，在该位置处可预测出铺设材料的温度并与实际温度相比较。计算机生成的对很多位置处的铺设材料温度的预测也可以满足位置温度模型的本义。例如，来自传感器26a-c的铺设材料温度的输出可与铺设材料罩面的相对于相应机械的位置或相对于绘图位置的位置相关联。
设想使用本文所述的位置温度模型并与实际温度数据相比较来实现对以下情况的识别，即给定位置处的铺设材料温度处于预期温度下或位于预期温度的可接受范围内的情况，以及给定位置处的铺设材料温度与预期温度不同的情况。这一信息可被用来调整铺设系统10的一个或多个机械的操作参数，如机械速度、机械间距、传送器速度、振动压实机械的振动频率和/或幅值、机械路径等。所选择的用于压实的机械类型也可基于这一信息，如使用中间锟子而不是精整锟子。实际温度数据与预测温度数据之间的比较也可记录在计算机可读的存储器中以用于合同审定、预测路面状况和时间耐久性以及铺设失效的取证分析等。这样，本发明涉及到铺设行业最重要的两个方面：控制机械操作以达到最优质量，以及产生可靠的记录，该记录确定特定的铺设工作是否满足规格以及铺设工作与规格的可能差别。
在一实施例中，位置温度模型可以是温度衰减模型，其基于预期的温度随时间的衰减来预测给定位置处的预期的铺设材料温度。预期的铺设材料温度的衰减速度可根据很多因素而变化。所述因素可包括如铺设材料的成分、铺设材料从沥青制备装置取出时的温度、在传送以前的时间、罩面厚度、环境空气温度、下层土壤或其它底层温度、风速、得到的日光、降水、湿度、以及是否使用料堆来供给铺设材料或是否从拖运卡车直接运送到铺设机械。
在一个实施例中，可以在开始工作之前通过输入一个或多个上述参数或者其它参数的值对位置温度模型进行初始化。一旦位置温度模型初始化，便可基于该模型预测在系统10的铺设机械之一内或相对于该机械的一个或多个位置处或罩面上的位置处的预期的铺设材料的温度。在一个示例中，位置温度模型可用于预测紧接在机械12、14和16后面的铺设材料的温度。例如由显示器38可产生一工作区域的预测温度图，该图包括在机械12、14和16后面各选定位置处的铺设材料的温度。一旦开始铺设，就可由传感器26a-c检测在各选定位置的温度，并可比较所检测的温度与预测的温度。可由操作者或技师通过在显示器38上显示的图来观察一个或多个温度图、例如检测的温度图对预测的温度图来进行所述比较。检测铺设材料的温度的位置可基于由接收器28a-d接收的位置信号来确定。所述比较可附加地或替代地由计算机，例如由电子控制单元32执行。
在一个实施例中，电子控制单元32可配置成产生基于对经由一个或多个温度传感器26a-d接收的温度数据与通过位置温度模型对温度传感器26a-d扫描的位置预测的温度的比较的信号。该信号可包括传向显示器38的显示信号，该显示信号向观察在显示器38上显示的图的人员指示所检测的温度与所预测的温度之间存在差别。所述信号可还包括机械导航信号，该导航信号引导在机械12、14、16和18之一上的操作者开始、停止、加速、减速、变向、重复经过罩面的特定区域等。在一特定的实施例中，可发射信号以引导机械12、14、16和18中的两个或多个调整它们之间的相对间距以避免压实处于预定温度范围(如不稳定区)内的罩面区域，或者用以确保特定的罩面区域在预定的温度范围内时被压实。当合适时，可经由发射器30a广播机械导航信号。所述信号可还包括发送至机械12的推进元件的控制信号以调节速度并可能还包括发送至传送器23的控制信号以调节速度从而适应机械12的速度变化。在另外的情况下，信号可以被发送给供给机械40以指示希望改变对铺设材料的需求，发送给沥青制备装置以请求改变输出等。
响应于对所检测的温度数据与模型预测数据的比较而产生的信号也可简单地记录在如存储器34的存储器中。这种信号可包括指示满足了规格要求的信号或指示不满足规格要求的信号。例如，系统10可生成针对紧接在机械12后面的位置的温度数据日志，表明处于该选定位置的铺设材料在整个铺设操作中始终处于规定的温度范围内以用于合同审定目的。在某些实施例中，整个工作地点、多个铺设材料层的温度图数据(包括机械位置数据)都将记录在计算机可读的存储器中，从而建立铺设工作的整个温度变化历程。也可记录如本文所述的、与该温度数据相对应的模型比较数据。还可记录检测到的铺设材料刚度和铺设材料光滑度。在某些型式中，本发明可允许铺设承包商或审计员准确确定罩面的各个部分在任何给定时刻的温度、罩面的所述部分的模型预测温度、以及系统10的各个机械在任何给定时刻的位置，从而能够对铺设工作从开始到结束进行详细分析。
如上所述，位置温度模型也可用于计划特定的铺设工作。例如，在某些情况下，系统10的机械的最优间距和/或速度根据铺设材料的冷却速度可改变。在模型预测铺设材料较快地冷却(例如由于环境温度低)的情况下，可能希望机械12、14、16和18较快地行进并相互间较为靠近从而能够在铺设材料冷却到低于特定温度之前进行压实。在模型预测铺设材料较慢地冷却(例如由于环境温度高)的情况下，可能希望机械12、14、16和18较慢地行进和/或相距较远。
虽然在开始铺设工作时的条件可用于初始化位置温度模型并建立关于机械定位、机械速度等的计划，但是所述条件可变化。例如，环境温度、降水、湿度、云量等都可能在工作日期间变化，从而影响位置温度模型的正确性和/或准确性。在某些情况下，可通过输入更新的模型参数来更新位置温度模型以补偿条件变化。因此，计划可根据更新的模型而改变，可通过输出合适的导航信号、速度信号等以调整操作从而根据更新的计划操作系统10。
现在转到图2，其中示出系统10的与工作表面W相关的机械12、14、16和18。铺设机械12已将铺设材料罩面分布在工作表面W上，各机械14、16和18跟随在铺设机械12后面，相继地压实所述罩面。如上所述，系统10的机械可以特定的速度、或以特定的间距等工作，所述速度、间距等基于铺设材料的预期温度衰减。换言之，铺设系统10通常以某种计划好的方式行进，所述计划基于在铺设过程的不同阶段中预期的铺设材料温度，所述温度由位置温度模型预测。压实机械14可较接近地跟随在铺设机械12后面，从而压实罩面的温度高于不稳定区温度的部分(图2中的A区)。罩面的在机械14后面的部分实际上处于不稳定区中，如图2中的T区所示。
为避免对罩面的处于不稳定区内的部分进行压实，可使机械16在机械14后面间隔一段距离从而使铺设材料能够有时间冷却到低于不稳定区，并压实罩面的较冷的部分，如图2中所示的B区。压实机械18可定位在机械16后面以压实罩面的更冷的部分，C区，该部分尚未冷却到最低规定温度以下。可回想到，工作区域的特定部分的图可由机械12的显示器38显示，或由处于不同位置的不同显示器显示。基于来自各机械的位置信号，各机械12、14、16和18也可分别显示在所述图中使得操作者或工头能够观察到各机械的位置的铺设材料温度。因此，图2可以认为是这样的一个图，其中工作表面W上的铺设材料温度以及机械类型和位置显示在显示器38上。也可使用不同的显示策略，如对应于不同的温度以不同的颜色示出铺设材料的二维鸟瞰图。
可回想到，随着铺设的进行，机械12、14、16和18可连续地或至少周期性地扫描铺设材料的温度。可使用任何合适的策略来检测铺设材料的温度。在一个实施例中，传感器26a-d可被旋转以前后扫过，在大约等于机械宽度的罩面宽度上扫描罩面的紧接在相应机械后面的区域。由于机械12、14、16和18通常沿工作表面向前行进，实际扫描的区域可包括在相应的机械后面前后分布的Z形路径，基本上小于罩面的与相应机械相互作用的整个部分。为了处理温度数据、向操作者或工头等显示温度数据、以及存储温度数据，可将工作区域分成垂直于机械路径的区段，该区段的宽度与机械宽度相等。各区段可基于扫描路径的与所涉及区段相交的点确定其温度。换言之，虽然Z形路径实际上仅仅扫描了罩面的较小的一部分，但是罩面的垂直于机械路径的整个区段(刚被处理过)的温度可通过实际与各区段相交的Z形路径的较少量的点(可能仅一个点)来估计。这种策略的一个优点在于，可使用较简单和便宜的温度传感器，如非光学的传感器，以及数据总量显著小于在试图记录整个工作区域的温度信息的情况下所需要的数据总量。
在某些情况下，也可能希望通过扫描罩面的与已与机械相互作用或将与机械相互作用的许多位置，然后将各位置与位置数据相关联来捕获整个工作表面的温度图像。例如，热像仪/热感摄像机等或多点传感器可首先产生对应于罩面的两维表面的数据。然后，各个数据点例如温度图像的各像素可与定位系统、如全球定位系统相关联。计算机(如电子控制单元32)可将来自整个区域的数据存储成温度数据以及相应的位置数据。含温度数据和位置数据的各数据组也可与时间数据相关联，使得罩面的各被检测区域可具有温度坐标、位置坐标和时间坐标。在使用多个铺设材料填层的情况下，也可使用填层数坐标。所述数据组然后可被检索以允许技师等在之后观察已铺设工作区域的完整温度变化历程的显示。
另外可回想，可将检测的铺设材料温度与由位置温度模型预测的铺设材料温度相比较。例如，所述比较可利用电子控制单元32进行，该电子控制单元通常输出对应于位置温度模型和经由一个或多个传感器26a-d采集的温度数据之间差别的信号。在系统10工作期间，可能出现系统10的一个或多个机械操作对于特定种类的工作不是处于最优温度或不是处于最优温度范围的铺设材料的情况。例如，通过检测铺设材料温度、机械位置等，可能发现压实机械14、16和18之一试图压实处于不稳定区的铺设材料，或朝向处于不稳定区的铺设材料行进。参照图3，示出了铺设系统10的示例性表示，其中压实机械16正在操作被判定处于T区(即特定铺设材料混合物的不稳定区)内的铺设材料。与图2所示相似，应当意识到，操作者、工头等可观察类似于图3的图，但也可观察工作区域的相关部分和该区域内的机械的任何其它合适的图像表示。
当判定系统10的一个或多个机械正在操作或者将要操作过热或过冷的铺设材料时，例如可经由电子控制单元32、经由发射器30a向该机械输出控制信号。在一个实施例中，控制信号可包括机械导航信号，该机械导航信号引导所涉及的机械(在所示的情况下为机械16)停止、减速、与机械14保持特定的距离或进行各种其它动作。例如，在机械16以高于规定的速度行驶并且开始与机械14过于接近而使铺设材料被机械14压实后没有足够的时间冷却时，可能发生机械16压实处于不稳定区的铺设材料的情况。这种情况也可能在环境条件改变以及铺设材料比预期的冷却得慢时(例如环境温度在工作日期间明显地升高时)发生。
尽管认为避开铺设材料的不稳定区是本发明的一个实践措施，也存在很多其它能够控制系统10以适应与预期温度不同的铺设材料温度的情况。例如，在判定紧接在铺设机械12后面的铺设材料温度过冷的情况下，电子控制单元32可向传送系统23输出控制信号以提高其向平板24供给铺设材料的速度，也可向机械12的推进系统(未示出)输出控制信号以提高地面接合元件22的运转速度从而提高机械行驶速度。同时，可向系统10的其它机械输出机械速度信号以适应提高的铺设速度。还可向供给机械、或甚至是沥青制备装置传送信号以提高向系统10供给铺设材料的速度。
工业实用性
现在转到图4，其中示出了表示根据本发明的示例性控制方法的流程图100。流程图100的方法可起始于步骤110，“开始”，然后进行到步骤120，其中初始化位置温度模型。如上所述，位置温度模型的初始化可包括输入一个或多个模型参数的值，所述模型参数允许预测在系统10的机械内的或相对于所述机械的多个可能位置或地理位置中的任何一个处的铺设材料温度。湿度、云量、环境温度、沥青混合物类型、风速等可全部输入位置温度模型。从步骤120，该方法可进行到步骤130，其中建立机械定位计划或其它计划(如机械速度计划等)。所述计划可以是较简单的计划，其中基于位置温度模型选择机械14与16之间的距离以避开不稳定区。也可使用较为复杂的计划，其中可确定多个不同的参数，如机械速度、一个或多个压实机械的振动设备的振动幅值和频率、平板加热等。
因此应当理解，“机械位置”仅仅是可基于位置温度模型确定的多个不同因素的一个例子。例如，在另一个实施例中，不是在每次开始特定工作时初始化模型，而是可以使用经验地或由计算机模拟开发的通用的位置温度模型。对应于所建立计划的计划数据可通过适当的电子控制单元32、62经由存储器写入装置(如存储器写入装置63)记录在存储器34、存储器64等中。在一个实施例中，可由实际上计算对应于计划的合适的机械运转参数(如速度、位置等)的涉及电子控制单元建立计划，这些参数最终也是基于位置温度模型。也可使用基于通用的位置温度模型的通用计划。在其它实施例中，可由操作者、工头等手动地建立计划。
从步骤130起，可向系统10的各个机械输出适当的机械导航信号，例如经由信号发生装置30a输出以开始铺设，并且该方法可进行到步骤135，其中接收包括铺设材料的温度数据的电子数据。如上所述，温度数据可包括铺设材料罩面相对于系统10的其中一个机械的位置处的温度数据、制图工作区域的位置、在机械内的铺设材料的温度等。从步骤135，该方法可进行到步骤140，其中比较所述温度数据与模型预测的温度数据。从步骤140，该方法可进行到步骤150，其中输出对应于模型预测的温度数据与检测的温度数据间的差别的信号。该信号可以是一警示信号，指示系统10的一个或多个机械对处于错误的温度范围内的铺设材料进行操作、或者指示检测到系统10的一个或多个机械将要对处于错误的温度范围内的铺设材料进行操作的危险等。在其它情况下，该信号可简单地确认铺设正以最优的方式进行。
从步骤150，该方法可进行到步骤160，其中如有必要则通过改写记录的计划数据来更新计划，以适应改变的条件，此改变的条件是造成实际检测温度与模型预测温度之间差异的原因。例如，可判定机械14与16行驶得过于接近，应当改变二者之间的指定距离。更新计划或所记录的计划数据的其它例子可包括更新由压实机14、16、18中的一个或多个在罩面的特定区域上驶过的指定次数。当然，在检测的温度与预测的温度之间可能没有差别或者差别非常小，这样就不需要更新计划。从步骤160，该方法可进行到步骤170，其中输出包括对应于更新的计划的机械导航信号的信号。如上所述，响应于该信号，可能做出各种不同的动作，如改变机械定位、改变机械速度等。在不需要更新计划的情况下，该方法不是执行步骤160，而是可循环回之前的步骤，如步骤135，或可退出。从步骤170，该方法可进行到步骤175以询问是否应当停止铺设。如果不是，则该方法可循环回步骤135。如果是，则该方法可进行到步骤180，“结束”。
对系统10的控制可经由闭环控制算法进行，所述算法包括存储在计算机可读的存储器如存储器34、64中的计算机可执行的代码。转到图5，其中示出根据本发明的控制环路示意图70，该图进一步示出本文所述的某些控制方面。图5中示出电子控制单元32接收输入82，该输入代表为初始化位置温度模型而输入的参数。如本文所述，控制单元32可基于所涉及的位置温度模型建立用于铺设工作区域的计划。还示出加法器72、以及信号增益74和系统响应76。例如，基于所建立的计划，控制单元32可初始确定控制信号(如机械导航信号)的值。加法器72可基于系统响应76经由内环78重新计算信号值。换言之，加法器72可基于传感器数据更改由控制单元32初始确定的信号值。例如，控制单元32可基于特定的计划初始计算机械速度或定位，期望使得某些机械操作处于某些温度下的铺设材料。然而，由于铺设材料的实际温度可能与预测温度不同，系统响应76可以与预期的不同。加法器72可基于预测的数据与预期的数据之间的差别重新计算信号值，因此以闭环的方式控制系统10使得系统响应76达到或接近希望的响应。
可回想到，电子控制单元32可至少部分地依靠基于位置温度模型的计划来产生用于操作系统10的各机械的控制信号。如上所述，在铺设特定工作区域的过程中条件可能改变，这种改变使得希望对计划进行更新。图5所示的外环80表示基于系统响应76而更新计划的方法。换言之，电子控制单元32可配置成经由外环80以闭环的方式更新计划。外环80可理解成较快的环路，而内环78可理解为较慢的环路。
可设想本方法提供了比缺乏以计划的方式进行的观点的其它策略(包括其它闭环策略)更优越的结果。通过提供一起始点例如计划来操作系统10——该起始点基于铺设材料随时间的预期温度衰减，可期望对系统10的调整比在几乎没有或根本没有预先计划的情况下开始的铺设策略更快地达到或接近希望的系统响应。换言之，通过以计划的方式进行，可期望实际系统响应(例如在特定位置的实际铺设材料温度)与预测的系统响应(例如在特定位置的预测的铺设材料温度)间的差别小于某些其它系统。另外，计划本身可随着铺设的进行响应于条件的改变而被更新。本发明的这些方面中的每一个都部分地通过比较检测数据与由位置温度模型预测的数据而成为可能。
在一相关的方面中，比较检测数据(如铺设材料的温度数据)可用于改善位置温度模型本身。结合图5说明的闭环控制算法可包括学习算法，由此电子控制单元32可基于给定的一组条件的实际数据与模型预测数据之间的差别更新位置温度模型，所述给定的一组条件包括例如风速、湿度、云量、以及本文所述和所设想的与铺设材料温度衰减速度相关的其它模型参数。例如，一给定的位置温度模型可认为第一因素(如云量、风速等)比第二因素在对铺设材料的温度衰减速度方面影响更为显著。例如，在一个或多个铺设工作过程中，第一因素对温度衰减的影响可能被判定为比预先设想的小或可能与其它因素交叉关联。
通过连续或间隔地监测铺设材料的温度，并将其与预期的温度相比较，也可以对铺设系统10进行前馈控制。本发明能够判定铺设材料的温度改变得比预期的更快或更慢。因此可在产生问题之前、例如在压实机14和16之一试图压实处于不稳定区中的铺设材料之前，事先调整因素如机械速度、间距甚至是铺设材料的供给速度或生产速度。
本说明书仅用于示例的目的，而不应当解释为以任何方式缩小本发明的范围。因此，本领域的技术人员会意识到，对本文公开的实施例可做出各种不同的更改，而不会背离本发明的完整的、真正的范围和精神。例如，虽然上述许多说明集中于经由安装在系统10的机械上的温度传感器进行温度检测，本发明却不限于此。在其它实施例中，在进行铺设工作期间，可使用无人驾驶飞机穿过或接近沥青罩面，采集温度数据，甚至扫描机械位置数据。通过对附图和所附权利要求的研究，其它方面、特征和优点将是显而易见的。
附图标记列表
10    铺设系统
11    控制系统
12    铺设机械
14    压碎锟子
16    中间锟子
18    精整锟子
20    框架
21    储料器
22    地面接合元件
24    平板
26a   传感器
26b   传感器
26c   传感器
26d   传感器
28a   接收器
28b   接收器
28c   接收器
28d   接收器
30a   发射器
30b   发射器
30c   发射器
30d   发射器
40    沥青传送车辆/供给机械
32    电子控制单元
34    存储器
38    显示装置
60    铺设工头系统控制
62    电子控制单元
63    存储器写入装置
64    存储器
65    发射器
66    接收器
70    控制环路
72    加法器
74    信号增益
76    系统响应
78    内环
80    外环
82    输入
100   流程图
110   开始
120   步骤—初始化位置温度模型
130   步骤—建立机械定位计划
135   步骤—接收温度数据
140   步骤—比较温度数据与模型预测的温度数据
150   步骤—输出对应于模型预测数据与检测的温度数据间的差别的信号
160   步骤—更新机械定位计划
170   步骤—输出对应于更新的机械定位计划的机械导航信号
175   步骤—应当停止铺设？
180   结束

Claims (10)

1.一种操作铺设系统的方法，该铺设系统包括铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个，所述方法包括以下步骤：
建立用于以铺设系统铺设工作区域的计划，该计划至少部分地基于记录在计算机可读的存储器上的、铺设材料的位置温度模型；
输出用于所述铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个的机械导航信号，所述机械导航信号至少部分地基于所述计划；
在输出机械导航信号之后接收包括铺设材料的温度数据的电子数据；以及
比较该电子数据与由位置温度模型预测的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
接收电子数据的步骤还包括在铺设工作区域期间接收来自铺设系统的温度传感器的温度数据，以及接收来自安装在所述至少一个机械上的位置传感器的位置数据；和
该方法还包括响应于比较电子数据与预测数据而输出信号，以及基于温度数据和位置数据绘制出工作区域内的铺设材料的温度的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
位置温度模型包括温度衰减模型；
比较步骤包括比较检测的铺设材料温度与由温度衰减模型预测的铺设材料温度；和
该方法还包括至少部分地通过输入多个模型参数的值来初始化位置温度模型的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括至少部分地基于比较电子数据与由位置温度模型预测的数据而更新计划的步骤。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，响应于比较电子数据与预测数据而输出信号的步骤包括输出机械导航信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
接收电子数据的步骤包括接收表示两个压实机械中的每一个相对于铺设材料罩面的一区域的位置的数据，该区域的温度位于铺设材料的不稳定区内；和
所述方法还包括以响应于比较电子数据与由位置温度模型预测的数据的方式，控制所述两个压实机械中的每一个相对于铺设材料罩面的所述温度位于铺设材料的不稳定区内的区域的位置的步骤。
7.一种铺设系统，该铺设系统包括：
至少一个机械，该机械包括框架和安装在所述框架上的地面接合元件，所述至少一个机械包括铺设机械、压实机械或供给机械中的至少一个；
控制系统，该控制系统包括电子控制单元、计算机可读存储器以及存储器写入装置，所述电子控制单元配置成经由所述存储器写入装置将位置温度模型记录在所述计算机可读存储器上，并且配置成将铺设工作区域的计划数据记录在所述计算机可读存储器上，所述计划数据至少部分地基于所述位置温度模型；
所述电子控制单元还配置成接收包括所述至少一个机械与之相互作用的铺设材料的温度数据的电子数据，以及比较所述电子数据与由所述位置温度模型预测的数据。
8.根据权利要求7所述的铺设系统，还包括信号发生装置，所述电子控制单元配置成经由所述信号发生装置向所述铺设系统中的至少一个机械输出机械导航信号，所述机械导航信号至少部分基于所述计划数据；
其中，所述电子控制单元还配置成至少部分地基于比较所述电子数据与所述预测的数据、经由所述存储器写入装置更新所述计划数据。
9.一种铺设控制系统，该铺设控制系统包括：
计算机可读存储器；
存储器写入装置；和
电子控制单元，所述电子控制单元配置成经由所述存储器写入装置将铺设材料的位置温度模型记录在所述计算机可读存储器上，并且配置成将利用铺设系统铺设工作区域的计划数据记录在所述计算机可读存储器上，所述计划数据至少部分地基于所述位置温度模型；
所述电子控制单元还配置成接收包括铺设材料的温度数据的电子数据，和输出至少部分地基于所述电子数据与由所述位置温度模型预测的数据之间的差别的信号。
10.根据权利要求9所述的铺设控制系统，还包括与所述电子控制单元相连接的信号发生装置，其中，所述电子控制单元配置成至少部分地基于所述位置温度模型确定所述计划数据，并配置成经由所述信号发生装置向所述铺设系统中的多个机械输出机械导航信号，所述机械导航信号至少部分基于所述计划数据；
其中，所述计算机可读存储器存储有包括计算机可执行的代码的闭环控制算法，所述闭环控制算法包括外环和内环，所述电子控制单元配置成经由所述外环更新所述计划数据，并配置成经由所述内环确定所述机械导航信号。
CN2008101787822A 2007-11-30 2008-12-01 铺设系统及方法 Active CN101446059B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/998,660 US8099218B2 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Paving system and method
US11/998,660 2007-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101446059A CN101446059A (zh) 2009-06-03
CN101446059B true CN101446059B (zh) 2012-11-07

Family

ID=40675870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101787822A Active CN101446059B (zh) 2007-11-30 2008-12-01 铺设系统及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8099218B2 (zh)
CN (1) CN101446059B (zh)
DE (1) DE102008058481A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110387784A (zh) * 2019-07-25 2019-10-29 中交一公局第六工程有限公司 一种智能化沥青路面施工方法

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9963836B1 (en) 2005-02-23 2018-05-08 Gomaco Corporation Method for operating paving train machines
US9200414B1 (en) * 2011-11-02 2015-12-01 Gomaco Corporation Stringless paving train method and apparatus
DE102007019419A1 (de) * 2007-04-23 2008-10-30 Hamm Ag Verfahren zur Bestimmung eines Verdichtungsgrades von Asphalten sowie System zur Bestimmung eines Verdichtungsgrades
EP2281947B2 (de) * 2009-06-26 2022-04-13 Joseph Vögele AG Straßenfertiger mit automatischer Motorsteuerung
EP2366830B1 (de) * 2010-03-18 2016-05-11 Joseph Vögele AG System und Verfahren zum Aufbringen eines Strassenbelages
EP2377994B1 (de) 2010-04-16 2016-01-13 Joseph Vögele AG Materialfördersystem für Straßenfertiger und Beschicker
EP2514873B8 (de) 2011-04-18 2020-05-06 Joseph Vögele AG Verfahren und System zum Aufbringen eines Strassenbelages
PL2514871T3 (pl) 2011-04-18 2016-12-30 Sposób wbudowywania I zagęszczania warstwy asfaltowej
EP2515255A1 (de) 2011-04-18 2012-10-24 Joseph Vögele AG Tragbares Lesegerät für Kennzeichnung eines Baustellenfahrzeugs
CN102788649B (zh) * 2011-05-20 2016-08-03 富泰华工业（深圳）有限公司 自动温度测试系统及温度测试方法
US9869063B1 (en) 2011-11-02 2018-01-16 Gomaco Corporation Stringless paving train method and apparatus
US20130136539A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 James Alvin Aardema Paving system utilizing embedded measuring devices
DE102012208554A1 (de) 2012-05-22 2013-11-28 Hamm Ag Verfahren zur Planung und Durchführung von Bodenverdichtungsvorgängen, insbesondere zurAsphaltverdichtung
US9045871B2 (en) 2012-12-27 2015-06-02 Caterpillar Paving Products Inc. Paving machine with operator directed saving and recall of machine operating parameters
US9628724B2 (en) 2013-03-14 2017-04-18 Drs Network & Imaging Systems, Llc Method and system for providing scene data in a video stream
US20140260751A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Caterpillar Paving Products Inc. Configurable Control For A Paving Machine
US20140260525A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Instrotek, Inc. Apparatus, methods and systems for measurement of chip loss during asphalt surface treatment construction and design
PL2789741T5 (pl) * 2013-04-12 2019-05-31 Voegele Ag J Wykańczarka z urządzeniem termograficznym
PL2789740T3 (pl) * 2013-04-12 2018-05-30 Joseph Vögele AG Pomiar temperatury podłoża za pomocą wykańczarki
JP6118713B2 (ja) * 2013-11-12 2017-04-19 住友建機株式会社 アスファルトフィニッシャ
DE102015007647A1 (de) * 2014-06-26 2015-12-31 Dynapac Gmbh Straßenfertiger und Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers
CN104153278A (zh) * 2014-08-01 2014-11-19 中联重科股份有限公司 物料识别设备、方法、系统、筑路机械及模式选择方法
PL2982951T3 (pl) * 2014-08-05 2019-04-30 Voegele Ag J Moduł termograficzny dla układarki
EP2990531A1 (de) 2014-08-27 2016-03-02 Joseph Vögele AG System für Straßenfertiger mit einer Temperaturmessvorrichtung, Verfahren zur Bestimmung eines Abkühlverhaltens und computerlesbares Speichermedium
US9476168B2 (en) * 2014-08-29 2016-10-25 Caterpillar Paving Products Inc. Asphalt paver temperature alert system for asphalt compactor operator
US20160076205A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-17 Caterpillar Paving Products Inc. Device and Process for Controlling Compaction Based on Previously Mapped Data
DE102014218749A1 (de) 2014-09-18 2016-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Unterstützung eines Bedieners einer Arbeitsmaschine mittels eines unbemannten Flugobjektes
US9367042B2 (en) * 2014-10-21 2016-06-14 Caterpillar Paving Products, Inc. Machine alert when stopping on hot asphalt
DE102014222693B4 (de) * 2014-11-06 2019-10-02 Moba - Mobile Automation Ag Vorrichtung zur bestimmung der temperatur eines durch eine baumaschine aufgebrachten strassenbaumaterials sowie eine baumaschine mit einer derartigen vorrichtung
DE102014018533B4 (de) * 2014-12-12 2023-09-28 Bomag Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Arbeitszuges
US20160222602A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Caterpillar Paving Products Inc. Systems and methods for guiding a compacting machine
US9759708B2 (en) * 2015-02-25 2017-09-12 Caterpillar Paving Products Inc. Device and method to determine, communicate, and display paving material temperature
US9587361B2 (en) * 2015-04-08 2017-03-07 Caterpillar Paving Products Inc. Temperature dependent auto adaptive compaction
DE102015004330A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Eisenmann Se Lage- und Positionserkennung für eine Fördereinrichtung
SE539312C2 (en) * 2015-06-10 2017-06-27 Conny Andersson Med Firma Ca Konsult A method of determining the quality of a newly produced asphalt pavement
EP3124698B1 (de) * 2015-07-28 2017-07-26 Joseph Vögele AG Strassenfertiger mit walzhinweisanzeigeeinrichtung
US9441334B1 (en) * 2015-08-05 2016-09-13 Caterpillar Paving Products Inc. Towpoint speed control for a paving machine
US10380529B2 (en) * 2015-08-17 2019-08-13 Caterpillar Paving Products Inc. Cold planer material transport management system
US9845578B2 (en) 2015-08-25 2017-12-19 Caterpillar Paving Products Inc. System for wireless communications between machines
US9611595B2 (en) * 2015-08-25 2017-04-04 Caterpillar Paving Products Inc. System for communications between plant and machines
US9481964B1 (en) * 2015-08-25 2016-11-01 Caterpillar Paving Products Inc. System for communications between plant and machines
CN105133470B (zh) * 2015-09-07 2017-07-07 戴纳派克（中国）压实摊铺设备有限公司 摊铺机的熨平板加热系统、加热方法及摊铺机
CN105178150B (zh) * 2015-11-03 2017-04-12 哈尔滨工业大学 一种基于光纤光栅传感的沥青路面压实监测方法
US20170130405A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Caterpillar Paving Products Inc. Truck position control system for milling operations
US9879386B2 (en) * 2015-12-10 2018-01-30 Caterpillar Paving Products Inc. System for coordinating milling and paving machines
US10613524B2 (en) 2016-01-15 2020-04-07 Caterpillar Paving Products Inc. Truck process management tool for transport operations
US10990245B2 (en) 2016-01-15 2021-04-27 Caterpillar Paving Products Inc. Mobile process management tool for paving operations
US10474338B2 (en) 2016-01-15 2019-11-12 Caterpillar Paving Products Inc. Control system for coordinating paving operations
EP3405419A1 (de) 2016-01-21 2018-11-28 Wirtgen GmbH System aus baumaschine, transportfahrzeug mit laderaum und bildaufnahmeeinrichtung und verfahren zum anzeigen eines bildstromes beim be- oder entladen eines transportfahrzeuges
US20160186389A1 (en) * 2016-03-10 2016-06-30 Caterpillar Paving Products Inc. Method of warming paving machines
US10316476B2 (en) 2016-04-11 2019-06-11 Caterpillar Paving Products Inc. Screed assembly for a paving machine
DE102016207584B3 (de) * 2016-05-03 2017-06-01 Moba Mobile Automation Ag Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der temperatur eines durch eine baumaschine aufgebrachten strassenbaumaterials sowie eine baumaschine mit einer derartigen vorrichtung
DE102016224348B4 (de) * 2016-12-07 2021-09-16 Moba Mobile Automation Ag System zur Verdichtungskontrolle
US10775796B2 (en) 2017-01-10 2020-09-15 Cnh Industrial America Llc Aerial vehicle systems and methods
EP3584120B1 (en) * 2017-02-17 2021-04-14 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Work machine surroundings monitoring system
EP3456880B1 (en) 2017-09-13 2021-06-23 MOBA Mobile Automation AG Method and apparatus for controlling a quality of a paving material
US10280572B1 (en) * 2017-11-07 2019-05-07 Caterpillar Paving Products Inc. System for heating a paving screed
US10161087B1 (en) * 2017-12-06 2018-12-25 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for asphalt heating
US10669678B2 (en) * 2017-12-14 2020-06-02 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for generating a paving material map
US10640943B2 (en) 2017-12-14 2020-05-05 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for compacting a worksite surface
US10407844B1 (en) 2018-04-23 2019-09-10 Caterpillar Paving Products Inc. Material feed system for a paving machine
EP3564440B1 (de) * 2018-05-04 2022-03-23 Joseph Vögele AG Einbauzug
US10480131B1 (en) * 2018-06-29 2019-11-19 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for controlling paving machine speed
EP3597826B1 (de) * 2018-07-20 2020-09-02 Joseph Vögele AG Verfahren und strassenfertiger zum erfassen von störobjekten bei der erstellung eines temperaturfelds der einbauschicht
US10642265B2 (en) * 2018-08-09 2020-05-05 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for controlling autonomous construction vehicles
US11243531B2 (en) * 2018-08-09 2022-02-08 Caterpillar Paving Products Inc. Navigation system for a machine
US10787198B2 (en) * 2018-10-15 2020-09-29 Caterpillar Paving Products Inc. Controlling compactor turning radius
US20200117201A1 (en) * 2018-10-15 2020-04-16 Caterpillar Paving Products Inc. Methods for defining work area of autonomous construction vehicle
DE102018009344A1 (de) * 2018-11-29 2020-06-04 Bomag Gmbh Verfahren zum durchführen einer flächendeckenden, dynamischen verdichtungskontrolle einer bodenverdichtungsmaschine unter verwendung eines mobilteils, bodenverdichtungsmaschine sowie system, umfassend wenigstens zwei bodenverdichtungsmaschinen
US10685564B1 (en) * 2019-02-06 2020-06-16 Caterpillar Paving Products Inc. Reducing paver mat variation during supply machine interface
US11560676B2 (en) * 2019-02-13 2023-01-24 Caterpillar Paving Products Inc. Determine optimal frequency to load haul truck
US20210097458A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-01 Caterpillar Inc. Determination of a lift count metric
US11430337B2 (en) * 2019-10-10 2022-08-30 Caterpillar Inc. Positioning system for paving machines
CA3161259A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 Sesh Commuri Retrofit intelligent compaction analyzer
US11668606B2 (en) 2020-01-10 2023-06-06 Caterpillar Paving Products Inc. Asphalt mat thermal profile verification method and system
EP3896223A1 (de) 2020-04-16 2021-10-20 Joseph Vögele AG Verfahren zum fertigen eines strassenbelags und asphaltierungssystem
US11408134B2 (en) 2020-04-20 2022-08-09 Caterpillar Paving Products Inc. Paving operation control method and system
EP3929356A1 (en) 2020-06-22 2021-12-29 MOBA Mobile Automation AG Method and apparatus for detecting a data set
CN114594811B (zh) * 2020-12-03 2023-08-25 上海飞机制造有限公司 材料铺放过程中温度调整方法、装置、设备及存储介质
US20220187842A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 West Virginia University Board of Governors on behalf of West Virginia University Automatic roller path tracking and mapping for pavement compaction using infrared thermography
JP7000617B1 (ja) 2021-04-30 2022-01-19 世紀東急工業株式会社 アスファルトフィニッシャの速度管理システム及びアスファルトフィニッシャの速度自動制御装置
US20230139560A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Caterpillar Paving Products Inc. Paving material segregation detection and monitoring
EP4354370A1 (en) * 2022-10-10 2024-04-17 Volvo Construction Equipment AB Method and system for providing final verification data of the pavement quality of a paving process

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US646006A (en) * 1897-05-29 1900-03-27 Henry Parkes Treatment of gold and silver ores, &c.
US3028596A (en) * 1958-06-30 1962-04-03 Gen Motors Corp Radiometer technique for classifying materials
US3880542A (en) * 1973-05-14 1975-04-29 Nathaniel John Mullen Asphalt paving vehicles
US3901616A (en) * 1974-07-22 1975-08-26 Kenneth J Greening Self-propelled paver
US4300853A (en) * 1977-03-17 1981-11-17 James A. Jackson, Sr. Plasticizer mixer and method
US4422778A (en) * 1980-12-05 1983-12-27 Shestopalov Alexandr A Method for measuring asphalt pavement temperature and device for implementation of the same
SE501234C2 (sv) * 1993-04-29 1994-12-12 Thurner Geodynamik Ab Förfarande och anordning för mätning och dokumentation av packningsresultat och styrning av en vält vid packning av ett utlagt underlag
US5471391A (en) * 1993-12-08 1995-11-28 Caterpillar Inc. Method and apparatus for operating compacting machinery relative to a work site
US5774070A (en) * 1995-11-22 1998-06-30 Rendon; Edward Method and system for the precise thermal mapping of roads, runways and the like for wintertime safety monitoring and maintenance
US6122601A (en) * 1996-03-29 2000-09-19 The Penn State Research Foundation Compacted material density measurement and compaction tracking system
US5952561A (en) * 1997-03-19 1999-09-14 Iowa State University Research Foundation, Inc. Real time asphalt pavement quality sensor using a differential approach
CN1187800C (zh) * 1997-04-03 2005-02-02 株式会社山武 电路板以及检测器及其制造方法
US6236923B1 (en) * 1998-12-09 2001-05-22 Caterpillar Inc. Method and apparatus for controlling the inflation pressure of a pneumatic compactor
US6460006B1 (en) 1998-12-23 2002-10-01 Caterpillar Inc System for predicting compaction performance
US6749364B1 (en) * 1999-05-19 2004-06-15 Blaw-Knox Construction Equipment Corporation Temperature sensing for controlling paving and compaction operations
US6915216B2 (en) * 2002-10-11 2005-07-05 Troxler Electronic Laboratories, Inc. Measurement device incorporating a locating device and a portable handheld computer device and associated apparatus, system and method
US6498978B2 (en) * 2001-05-18 2002-12-24 General Electric Company System and method for monitoring thermal state to normalize engine trending data
US6686716B1 (en) * 2001-07-18 2004-02-03 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Tuned open-loop switched to closed-loop method for rapid point-to-point movement of a periodic motion control system
US7321825B2 (en) * 2003-10-24 2008-01-22 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for determining vehicle operating conditions and providing a warning or intervention in response to the conditions
US7191062B2 (en) * 2003-12-22 2007-03-13 Caterpillar Inc Method and system of forecasting compaction performance
US6973821B2 (en) * 2004-02-19 2005-12-13 Caterpillar Inc. Compaction quality assurance based upon quantifying compactor interaction with base material
US20070032245A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-08 Alapuranen Pertti O Intelligent transportation system and method
US8454740B2 (en) * 2005-09-12 2013-06-04 Alm Holding Co. Bituminous paving composition and process for bituminous paving
US20080292398A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Caterpillar Inc. Transfer machine, system and paving material transfer method
US20080298892A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Phillip John Megli Machine for the maintenance and conditioning of road shoulders
US8382395B2 (en) * 2008-06-20 2013-02-26 Caterpillar Inc. Paving system and method for controlling compactor interaction with paving material mat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110387784A (zh) * 2019-07-25 2019-10-29 中交一公局第六工程有限公司 一种智能化沥青路面施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8099218B2 (en) 2012-01-17
US20090142133A1 (en) 2009-06-04
CN101446059A (zh) 2009-06-03
DE102008058481A1 (de) 2009-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101446059B (zh) 铺设系统及方法
CN102747671B (zh) 用于铺设道路表面的方法和系统
CN202787036U (zh) 用于铺设路面的铺路机
US20190106846A1 (en) Compaction boundary map for use in paving systems
CN105387939B (zh) 用于确定冷却行为的用于摊铺机的系统
CN108898880B (zh) 车辆控制方法及系统
Vahdatikhaki et al. Framework for near real-time simulation of earthmoving projects using location tracking technologies
CN102750833B (zh) 用于控制施工场地车辆的系统
US10001783B2 (en) Method for controlling a work train
CN101289831B (zh) 控制压实机的方法和系统
CN206173774U (zh) 具有压实消息显示单元的道路整修机
US20130290062A1 (en) Paving coordination method and system
US20160222602A1 (en) Systems and methods for guiding a compacting machine
US11662735B2 (en) Method and system for updating a control model for automatic control of at least one mobile unit
CN109487665A (zh) 用于控制铺设材料的质量的方法和设备
CN106515757A (zh) 基于混合调度模式的矿井机车无人驾驶系统及其控制方法
CN107206974A (zh) 在铁路车辆上自动分配防冻剂或除冰剂的设备
KR102101991B1 (ko) 고속도로 교통 제어 시스템
CN112945293B (zh) 用于工程机械的测量系统
CN113899781A (zh) 用于检测数据集的方法和设备
CN109887310A (zh) 一种基于有源rfid的车辆逆行判定方法
CN102632910A (zh) 一种基于感知控制的高速列车闭塞区间智能控制系统
CN111145588B (zh) 一种新型车辆管理方法及系统
US9575491B1 (en) System and method for automated machine operation
JP6973294B2 (ja) 車両捜索システムおよび車両捜索方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant