CN110656554A - 用于控制铺路机速度的系统和方法 - Google Patents

用于控制铺路机速度的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110656554A
CN110656554A CN201910560426.5A CN201910560426A CN110656554A CN 110656554 A CN110656554 A CN 110656554A CN 201910560426 A CN201910560426 A CN 201910560426A CN 110656554 A CN110656554 A CN 110656554A
Authority
CN
China
Prior art keywords
paving
paving machine
speed
machine
controller
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.)
Granted
Application number
CN201910560426.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110656554B (zh
Inventor
J·J·麦卡尔平
J·L·马森勒克
T·M·奥唐纳
N·A·厄特肯
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 Paving Products Inc
Original Assignee
Caterpillar Paving Products 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 Paving Products Inc filed Critical Caterpillar Paving Products Inc
Publication of CN110656554A publication Critical patent/CN110656554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110656554B publication Critical patent/CN110656554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1059Controlling the operations; Devices solely for supplying or proportioning the ingredients
    • E01C19/1063Controlling the operations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/12Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for distributing granular or liquid materials
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48Machines, 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/04Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06313Resource planning in a project environment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08Construction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)

Abstract

一种方法包括确定正从铺路材料工厂输送到工地的铺路材料的输送率,以及确定多个铺路机速度,其中该多个铺路机速度中的至少一个速度是基于该输送率确定的。该方法还包括基于多个铺路机速度中的最低速度确定所期望的铺路机速度,并且使得铺路机以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在工地的工作表面上。

Description

用于控制铺路机速度的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种铺路系统。更具体地,本公开涉及一种包括配置为基于工地信息、铺路系统信息和/或环境信息来确定铺路机的最佳速度的控制系统的铺路系统。
背景技术
拖运卡车、铺路机、压实机和其它铺路设备通常用于执行与工地相关的各种任务。例如,一个或多个拖运卡车可用于将铺路材料从铺路材料工厂运输到工地,使得铺路材料可通过一个或多个铺路机沿着工地的工作面分布。一个或多个压实机可跟随在铺路机之后,并且可操作以将新铺设的铺路材料压实至所期望的密度或刚度。为了以有效的方式进行铺路操作,必须协调这种机器的操作。特别地,当铺路机被控制为以相对恒定的速度操作时,由铺路机沉积的铺路材料垫的质量可以被最大化,并且不会由于被输送到工地的铺路材料的供应不足、压实机的压实速度慢或其它因素而导致停止。
美国专利申请公开号2013/0290062(以下称为’062参考文献)中描述了用于协调铺路机的活动的示例系统。特别地,’062参考文献描述了用于实现协调与铺路道路相关的活动的基于计算机的方法的系统。’062参考文献描述了例如配置为在系统部件之间提供通信的服务器。如在’062参考文献中所解释的,服务器可以从拖运卡车接收指示已经将一批铺路材料输送到道路的通信,并且这种通信可以由卡车计算机系统结合卡车上的全球定位系统(GPS)接收器来自动生成。然而,’062参考文献没有描述基于与铺路工地相关联的动态条件来控制铺路机的操作,使得可以避免铺路机的停机。结果,由’062参考文献中描述的机器沉积的铺路材料垫的一致性和质量可能受到损害。
本发明的示范性实施例旨在克服上述缺陷。
发明内容
在本公开的示范性实施例中,一种方法包括:利用控制器确定正从铺路材料工厂输送到远离该铺路材料工厂的工地的铺路材料的输送率;以及利用该控制器确定多个铺路机速度,其中多个铺路机速度中的至少一个速度是基于输送率确定的。该方法还包括利用控制器基于多个铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度,并且使设置在工地处的铺路机以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在工地的工作表面上。
在本公开的另一个示范性实施例中,一种铺路系统包括:拖运卡车,该拖运卡车配置为用于将铺路材料从铺路材料工厂运输到工地;位置传感器,该位置传感器配置为用于确定该拖运卡车的位置;铺路机,该铺路机被设置在工地处并且配置为用于从该拖运卡车接收铺路材料;压实机,该压实机在工地处跟随该铺路机;以及经由网络与位置传感器通信的系统控制器。在这样的示例中,系统控制器配置为接收来自位置传感器的包括指示由位置传感器确定的拖运卡车的位置的信息的信号、基于该信号确定由拖运卡车正从铺路材料工厂输送到工地的铺路材料的输送率,并且确定多个铺路机速度。在这样的示例中,多个铺路机速度中的第一速度是基于输送率确定的、多个铺路机速度中的第二速度是基于压实机的最大压实率确定的,并且多个铺路机速度中的第三速度是基于铺路材料厂的并且对应于工地的当前铺路材料生产率确定的。在这样的示例中,系统控制器还配置为基于多个铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度,并且经由网络将所期望的铺路机速度提供给铺路机控制器。铺路机控制器配置为使铺路机以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在工地的工作表面上。
在本公开的又一个示范性实施例中,一种控制系统包括:位置传感器,该位置传感器配置为用于确定拖运卡车的位置;铺路机控制器,该铺路机控制器被设置在位于工地处的铺路机上;系统控制器;以及网络,该网络配置为用于在位置传感器、该铺路机控制器、以及系统控制器之间传输信号。在这样的示例中,系统控制器配置为接收来自位置传感器并且经由网络的包括指示由位置传感器确定的拖运卡车的位置的信息的信号、基于该信号确定输送率以及确定多个铺路机速度,其中该多个铺路机速度中的至少一个速度是基于该输送率确定的。在这样的示例中,系统控制器还配置为基于多个铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度,并且经由网络将所期望的铺路机速度提供给铺路机控制器。铺路机控制器配置为使铺路机以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在工地的工作表面上。
附图说明
图1是根据本公开的示范性实施例的铺路系统的示意图。
图2是可以使用图1所示的铺路系统的一个或多个机器的工地的示意图。
图3是描述控制与图1所示的铺路系统相关联的铺路机的速度的示例方法的流程图。
具体实施方式
只要可能,在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。参见图1,示范性铺路系统100可以包括一个或多个铺路材料工厂102,以及多个机器,比如一个或多个拖运卡车104和/或一个或多个铺路机106。例如,铺路材料工厂102可以包括配置为加热、生产、感测、存储和/或输送铺路材料108(比如沥青)的各种设备。例如,一个或多个拖运卡车104可以在铺路材料工厂102处装载所需量的铺路材料108。一个或多个拖运卡车104可以配置为沿着从铺路材料工厂102延伸到例如工地112的工作表面110和/或总体上延伸到工地112的各种行进路径行进。这样的行进路径可以包括一个或多个部分或完全形成的道路、公路、桥梁、服务道路,或可由建筑机械和/或铺路机械通过的其他表面,并且这样的示例工地112可以包括例如建筑工地、道路工地、停车场、或任何其他类型的工地。一旦拖运卡车104已经将铺路材料108输送到工地112,拖运卡车104则可以将铺路材料108转移到铺路机106的料斗或其他部件,并且铺路机106可以将铺路材料108以基本上平坦、基本上平滑的铺路材料垫的形式施加到工作表面110上和/或以其他方式将铺路材料108沉积在工作表面110上。铺路系统100还可以包括一个或多个其他机器,比如一个或多个压实机114、116、118和/或一个或多个再混合运输车辆(未示出)。在这样的示例中,一个或多个压实机114、116、118可配置为将铺路材料垫108压实至所期望的密度。应当理解,当控制铺路机106以基本恒定的速度运行并且不停止时,铺路材料垫的稠度、密度和/或质量可以最大化。因此,为了避免铺路机停机,本发明的实施例可用于在基本连续的基础上并且基本实时地确定所期望的(例如,最优的)铺路机速度。因此,控制铺路机以这种所期望的铺路机速度行进可以最大化铺路材料垫的质量,从而提高铺路系统100的总效率。
在示范性实施例中,铺路材料工厂102可以由沥青、集料和其他材料或填料生产铺路材料108,比如沥青。铺路材料108通常成批生产,其中每批被储存或保持在单独的储存或保持位置,比如筒仓中,直到它被装载到装载站处的拖运卡车104中。每个保持位置可以专用于存储或保持用于特定工地112的铺路材料108,并且特定保持位置内的铺路材料108周期性地装载到拖运卡车104中以运输到工地112。可以基于特定铺路作业的期望特性来设置存储在保持位置内的每个批次的特性。例如,可以基于铺路材料108的期望特性和每个铺路作业的要求来设定油量和集料的尺寸。
每一批料可以在保持位置处周期性地或连续地混合并保持在所期望的温度。铺路材料108被保持的温度可以基于铺路材料108将被装载到拖运卡车104中的期望温度来设定。这种装载温度可以基于负载将被输送到铺路机106的期望温度、空气的环境温度、拖运卡车104从铺路材料工厂102驱动到铺路机106所需的期望时间,以及拖运卡车104在工地112处的任何期望或预期等待时间。
图1所示的铺路系统100还可以包括控制系统120和一个或多个系统控制器122。在一些示例中,控制系统120和/或系统控制器122可以位于铺路材料工厂102处。在这样的示例中,控制系统120和/或系统控制器122还可以包括远离铺路材料工厂102定位的部件,比如在铺路系统100的任何机器上、在工地112处,和/或在远程指挥中心(未示出)处。在其他示例中,控制系统120和/或系统控制器122可以位于远离铺路材料工厂102和/或远离工地112的地方,比如在上述的远程指挥中心。在本文所述的任何示例中,系统控制器122的功能可被分布,使得某些操作在铺路材料工厂102处执行,而其它操作远程执行。例如,系统控制器122的一些操作可以在工地112处、在一个或多个拖运卡车104上、在一个或多个铺路机106上等执行。应当理解,系统控制器122可以包括铺路系统100的部件、铺路材料工厂102、一个或多个拖运卡车104、一个或多个铺路机106、一个或多个压实机114、116、118、单独的移动设备(例如,移动电话、平板电脑、膝上型电脑)的部件和/或控制系统120。
系统控制器122可以是以逻辑方式操作以执行操作、执行控制算法、存储和检索数据和其它期望操作的电子控制器。系统控制器122可以包括或访问存储器、辅助存储设备、处理器和用于运行应用程序的任何其他部件。存储器和辅助存储设备可以是只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或可由控制器访问的集成电路的形式。各种其它电路可与系统控制器122相关联,比如电源电路、信号调节电路、驱动器电路和其它类型的电路。
系统控制器122可以是单个控制器或者可以包括多于一个控制器(比如与拖运卡车104、铺路机106、压实机114、116、118和/或铺路系统100的其他机器中的每一个相关联的附加控制器),该控制器配置为控制铺路系统100的各种功能和/或特征。如在此所使用的,术语“控制器”在其最广泛的意义上意味着包括一个或多个控制器和/或微处理器,这些控制器和/或微处理器可以与铺路系统100相关联,并且可以协作来控制铺路材料工厂102和铺路系统100的机器的各种功能和操作。系统控制器122的功能可以用硬件和/或软件来实现,而不考虑该功能。系统控制器122可以依赖于可以存储在系统控制器122的存储器中的与铺路系统100的操作条件和操作环境有关的一个或多个数据图。这些数据图中的每一个可以包括表格、图表和/或等式形式的数据集合,以最大化铺路系统100及其操作的性能和效率。
控制系统120的部件可以经由网络124与铺路系统100的任何部件通信和/或以其他方式可操作地连接到铺路系统100的任何部件。网络124可以是局域网(“LAN“),比如广域网(“WAN“)的较大网络,或比如因特网的网络集合。用于网络通信的协议,比如TCP/IP,可以用于实现网络124。尽管本文将实施例描述为使用网络124(比如因特网),但可实施经由存储卡、快闪存储器或其它便携式存储器装置传输信息的其它分布技术。
还应当理解,铺路材料工厂102、各种拖运卡车104、铺路机106、压实机114、116、118和/或铺路系统100的其他部件可以包括相应的控制器,并且每个相应的控制器可以通信和/或可以经由网络124可操作地连接。比如,网络124可以包括铺路系统100的无线通信系统的部件,并且作为这种无线通信系统的一部分,铺路材料厂102、一个或多个拖运卡车104、铺路机106、一个或多个压实机114、116、116和/或铺路系统100的其他部件可以包括各自的通信设备126。这样的通信装置126可以配置为允许在铺路材料工厂102、拖运卡车104、铺路机106、压实机114、116、118和系统控制器122之间无线传输多个信号、指令和/或信息,以及允许与远离铺路材料工厂102、拖运卡车104铺路机106、压实机114、116、118和/或工地112的其他机器和系统通信。比如,这样的通信设备126可以包括配置为向一个或多个其他这样的通信设备126的接收器发射信号的发射器。在这样的示例中,每个通信设备126还可以包括配置为接收这样的信号的接收器。在一些实例中,特定通信装置126的发射器和接收器可组合为收发器或其它此类部件。在本文所述的任何实例中,此类通信装置126还可实现与位于工地112处、铺路材料工厂102处和/或远离工地112或铺路材料工厂102的一个或一个以上平板电脑、计算机、蜂窝式/无线电话、个人数字助理、移动装置或其它电子装置128的通信。这样的电子设备128可以包括比如监视工地112和/或铺路材料工厂102处的日常铺路操作的项目经理(比如,工头)的移动电话和/或平板电脑。
上述无线通信系统的网络124、通信设备126和/或其它部件可以实现或利用任何所期望的系统或协议,包括多个通信标准中的任何标准。所需协议将允许系统控制器122、一个或多个通信装置126和/或铺路系统100的任何其它所需机器或部件之间的通信。本文描述的铺路系统100可以使用的无线通信系统或协议的示例包括比如蓝牙RTM的无线个域网(比如,IEEE802.15)、比如IEEE802.11b或802.11g的局域网、蜂窝网络,或用于数据传输的任何其它系统或协议。可以设想其它无线通信系统和配置。在一些情况下,无线通信可以在控制系统120和铺路系统100的机器(比如铺路机106、拖运卡车104等)之间或在这些机器之间直接发送和接收。在其它情况下,通信可以自动路由,而不需要远程人员重新传输。
在示范性实施例中,铺路系统100的一个或多个机器(比如,一个或多个拖运卡车104、铺路机106、一个或多个压实机114、116、118等)可以包括位置传感器130,该位置传感器130配置为确定相应机器的位置和/或取向。在这样的实施例中,相应机器的通信设备126可以配置为生成和/或向比如系统控制器122和/或铺路系统100的其他相应机器发送指示这样确定的位置和/或取向的信号。在一些示例中,各个机器的位置传感器130可以包括和/或包含全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)的部件。或者,可以利用通用全站仪(UTS)来定位机器的各个位置。在示范性实施例中,本文所述的位置传感器130中的一个或多个可包含GPS接收器、发射器、收发器、激光棱镜和/或其它此类装置,且位置传感器130可与一个或一个以上GPS卫星132和/或UTS通信以确定位置传感器130连续地、大体上连续地或以各种时间间隔连接到的机器的相应位置。铺路系统100的一个或多个附加机器还可以与一个或多个GPS卫星132和/或UTS通信,并且这样的GPS卫星132和/或UTS还可以配置为确定这样的附加机器的相应位置。在本文描述的任何示例中,由各个位置传感器130确定的机器位置可以由系统控制器122和/或铺路系统100的其他部件使用,以协调拖运卡车104、铺路机106、压实机114、116、118和/或铺路系统100的其他部件的活动。例如,由各个位置传感器130确定的机器位置可由系统控制器122和/或铺路系统100的其它部件使用,以确定从铺路材料工厂输送到工地112的铺路材料108的输送率。这样的机器位置还可以由系统控制器122和/或铺路系统100的其他部件用来确定一个或多个铺路机速度(例如,所期望的铺路机速度)。这种铺路机速度对于避免比如由被输送到工地112的铺路材料108的供应不足、与压实机114、116、118中的一个或多个相关联的缓慢压实率,和/或其他因素引起的铺路机106的停止是有用的。
继续参照图1,铺路材料工厂102可包括各种材料输送部件、混合器、加热器和/或配置为帮助制造用于各种铺路操作的铺路材料108的其它设备。这种设备可包括,例如,一个或多个输送机或其它装置,其配置为将铺路材料108输送到一个或多个铺路材料筒仓134或其它保持位置以存储在其中。铺路材料工厂102还可包括一个或多个配置为将铺路材料108从一个或多个铺路材料筒仓134输送到拖运卡车104的装载站136。在这样的示例中,铺路材料筒仓134可以包括一个或多个配置为用于确定储存在铺路材料筒仓134内的铺路材料108的温度和/或储存在铺路材料筒仓134内的铺路材料108的量(比如,铺路材料筒仓134的填充水平)的传感器138。类似地,装载站136可以包括一个或多个配置为确定拖运卡车104的存在和/或位置、拖运卡车104到达装载站136的时间、拖运卡车104离开装载站136的时间、装载到拖运卡车104中的铺路材料108的量(例如,重量)和/或其它操作参数的传感器140。在一些示例中,传感器140可以包括秤或其他质量传感器,其配置为确定在进入装载站136时拖运卡车104的重量、在铺路材料已经被装载到拖运卡车104中之后拖运卡车104的重量,和/或拖运卡车104的重量变化。
铺路材料工厂102还可包括供铺路材料工厂人员使用的一个或多个秤房、操作员站或其它站142。例如,如图1中虚线所示,一个或多个这样的站142可以包括基本上类似于和/或与上述系统控制器122相同的铺路材料工厂控制器144。在一些示例中,铺路材料工厂控制器144可以包括控制系统120的部件。在此描述的任何示例中,铺路材料工厂控制器144和/或铺路材料工厂102的其他部件可以配置为监测、记录和/或传达进入和离开铺路材料工厂102的各种拖运卡车104的活动。例如,铺路材料工厂102和/或铺路材料工厂控制器144的各种传感器可以监测、感测、确定、记录和/或传输指示特定拖运卡车104进入铺路材料工厂102的时间、特定拖运卡车104进入铺路材料工厂102的时间的信息、拖运卡车104离开铺路材料工厂102的时间、装载到特定离去的拖运卡车104中的铺路材料108的量、特定拖运卡车104的目的地(例如,工地112的位置)、拖运卡车104的操作员,和/或其他信息。这样的信息可以由例如系统控制器122在本文描述的铺路机速度确定和/或其他操作的任何一个中使用。
如上所述,铺路系统100的拖运卡车104可用于在铺路材料工厂102和位于工地112的一个或多个铺路机106之间运输铺路材料108。每个拖运卡车104可以包括底盘146和驾驶室148,该底盘146支撑原动机,比如在其中可以定位操作者以提供操作拖运卡车104的输入指令的发动机、驾驶室148。该发动机可操作地连接到并驱动比如车轮的地面接合驱动机构。比如倾倒体150的材料运输单元可枢转地安装在底盘146上,并接收将从一个位置拖运到另一个位置的有效载荷(例如铺路材料108)。
每个拖运卡车104可以包括通常分别与控制系统120和系统控制器122类似或相同的卡车控制系统152和卡车控制器154。卡车控制系统152和卡车控制器154可以位于拖运卡车104上,并且还可以包括远离拖运卡车104定位的部件,比如位于铺路系统100的任何其他机器上、铺路材料工厂102处或指挥中心(未示出)处。卡车控制器154的功能可以是分布式的,使得在拖运卡车104上执行某些功能并且远程地执行其他功能。在一些示例中,卡车控制系统152和/或卡车控制器154可以实现拖运卡车104的自主和/或半自主控制。
拖运卡车104还可以配备有连接到卡车控制器154和/或系统控制器122和/或以其他方式与卡车控制器154和/或系统控制器122通信的多个传感器。此类传感器可以配置为提供指示(直接或间接地)拖运卡车104、与拖运卡车104相关联的系统,和/或工地112和/或拖运卡车104正在其中操作的其他环境的各种操作参数的数据。在本文描述的任何示例中,这种传感器通常可以包括卡车控制系统152、控制系统120和/或铺路系统100的部件。例如,如上所述,拖运卡车104可以配备有位置传感器130,该位置传感器130配置为感测、检测和/或以其他方式确定拖运卡车104的位置和/或取向。位置传感器138可包括协作以产生指示拖运卡车104的位置和/或方位的位置信号并将其提供给卡车控制器154和/或系统控制器122的多个单独的传感器。在一些示例中,位置传感器130可以固定到驾驶室148、底盘146和/或拖运卡车104的任何其他部件。然而,在其他示例中,位置传感器130可以在拖运卡车104的操作期间可移除地附接至拖运卡车104和/或设置在例如拖运卡车104的驾驶室148内。在一些示例中,拖运卡车104还可以包括负载传感器156,该负载传感器156配置为感测、测量和/或以其他方式确定设置在倾倒体150内的铺路材料108的负载或量。拖运卡车104可以进一步包括温度传感器158,该温度传感器158配置为感测、测量和/或以其他方式确定倾倒体150内的负载(例如铺路材料108)的温度。
铺路机106可以包括框架160,该框架160具有安装在其上的一组地面接合轮或轨道162,以及整用于在工作表面110的宽度上铺开铺路材料108的整平装置164。铺路机106还可包括用于存储由拖运卡车104或另一供应机器供应的铺路材料108的料斗166,以及将铺路材料108从料斗166输送到整平装置164的输送机系统。铺路机106还可以包括显示器168,比如LCD显示器。显示器168可以安装到框架160上,用于由操作者观察。在一个示范性实施例中,显示器168可以配置为显示工地112的地图,该地图包括表示工作表面110、铺路机106、拖运卡车104、压实机114、116、118中的一个或多个,和/或铺路系统100的其他部件的图标或其他视觉标记。
铺路机106还可以包括铺路机控制系统170和铺路机控制器172,它们分别大致类似于或等同于控制系统120和系统控制器122。铺路机控制系统170和铺路机控制器172可以位于铺路机106上并且还可以包括远离铺路机106定位的部件,比如位于铺路系统100的任何其他机器上、位于铺路材料工厂102处或位于指挥中心(未示出)处。铺路机控制器172的功能可以是分布式的,以便在铺路机106上执行某些功能,并且远程地执行其它功能。在一些示例中,铺路机控制系统170和/或铺路机控制器172可以实现铺路机106的自主和/或半自主控制。例如,铺路机控制器172可以配置为从系统控制器122接收一个或多个铺路机速度(例如,一个或多个所期望的铺路机速度)。在自主或半自主操作模式中,铺路机控制器172和/或铺路机控制系统170通常可操作以使得铺路机106以一个或多个接收到的铺路机速度行进,同时根据铺路计划的参数(比如,厚度、宽度等)将铺路材料108沉积在工作表面110上。
铺路机106还可以装备有连接到铺路机控制器172和/或系统控制器122和/或以其他方式与铺路机控制器172和/或系统控制器122通信的多个传感器。这样的传感器可以配置为提供指示(直接或间接地)铺路机106、与铺路机106相关联的系统,和/或工地112,和/或铺路机106正在其中操作的其他环境的各种操作参数的数据。在本文描述的任何示例中,这种传感器通常可以包括铺路机控制系统170、控制系统120和/或铺路系统100的部件。比如,除了上述位置传感器130和通信装置126之外,铺路机106还可以包括安装在比如整平装置164上或附近的温度传感器174。温度传感器174可定位和/或以其他方式配置为确定由整平装置164沉积在工作表面110上的铺路材料垫108的温度。在一些示例中,温度传感器174可以包括比如红外摄像机的光学温度传感器,而在其他实施例中,温度传感器174可以包括比如数字或模拟温度计的非光学传感器。虽然温度传感器174被示出为安装在整平装置164上,使得它可以确定铺路材料108的温度,铺路材料108在铺路过程中沉积在工作表面110上并且位于整平装置164之后,但是本公开不限于这种配置。比如,在其他实施例中,温度传感器174可以安装在铺路机106上的不同位置处,并且可以配置为感测铺路机106内的铺路材料温度。
如上所述,铺路系统100可包括一个或多个配置为压实由铺路机106沉积的铺路材料垫108的压实机114、116、118。在一些示例中,压实机114可以包括具有破碎鼓176的“破碎”压实机,并且压实机114可以配置为相对紧密地跟随铺路机106之后,使得破碎鼓176可以压实由铺路机106分配的铺路材料108,同时铺路材料108仍然相对热。当铺路材料108仍然相对热时用压实机114压实允许压实机114的破碎鼓176执行铺路材料108的特定提升所需的相对大比例的总压实,因为铺路材料108中相对较热的沥青可以相对容易地流动并且因此容易地压实。在示范性实施例中,压实机114可主要用于压实尚未冷却至“柔和区”温度范围的铺路材料108。在这样的示例中,“柔和区”是铺路材料108在前进的压实机鼓(比如破碎鼓176)前面移动或冲击的温度范围,使得试图压实通常不是所期望的。铺路材料108将处于柔和区内的实际温度范围将取决于特定铺路材料混合物,并且在一些示例中,当温度在大约115摄氏度与大约135摄氏度之间时,铺路材料108可以进入柔和区。在一些实例中,当铺路材料108的温度下降到约65摄氏度至约95摄氏度之间时,铺路材料108可以在软化区下方。因此,当温度高于该范围时,通常期望用压实机114压实铺路材料108。
除了上述的通信装置126和位置传感器130之外,压实机114还可以包括任何数量的配置为辅助压实机114执行各种铺路(比如压实)任务的附加传感器。例如,这种传感器可以包括一个或多个配置为感测由破碎鼓176施加的振动水平(例如,每英尺的冲击)的加速度计或振动传感器。压实机114还可包括安装在其上并配置为感测、测量和/或以其它方式确定铺路材料108的温度的温度传感器178,压实机114与铺路材料108相互作用或与铺路材料108相互作用。在一些示例中,温度传感器178可以基本上类似于铺路机106的温度传感器174和/或与铺路机106的温度传感器174相同。
压实机116可以基本上类似于压实机114和/或与压实机114相同。在一些示例中,压实机116可以包括“中间”压实机,并且可以包括中间鼓180,该中间鼓180压实已经由压实机114压实至少一次的铺路材料108。通常期望在铺路材料108冷却到低于软化区的温度之后用压实机116压实铺路材料108。压实机116可包括配置为感测铺路材料108的平滑度和/或刚度的传感器或其它装置。另外,压实机116可包括上述通信装置126和位置传感器130,以及配置为辅助压实机116执行各种铺路(比如压实)任务的任何数量的附加传感器。例如,这种传感器可以包括一个或多个配置为感测由中间鼓180施加的振动水平(例如,每英尺的冲击)的加速度计或振动传感器。压实机116还可包括安装在其上并配置为感测、测量和/或以其它方式确定铺路材料108的温度的温度传感器182,压实机116与铺路材料108相互作用或与铺路材料108相互作用。在一些示例中,温度传感器182可以基本上类似于铺路机106的温度传感器174和/或与铺路机106的温度传感器174相同。
压实机118也可以与压实机114基本相似和/或相同。在一些示例中,压实机118可包括“修整”压实机,并且可包括配置为执行铺路材料108的最终挤压的修整鼓184。在这样的示例中,压实机118可配置为相对紧跟在压实机116后面。在一些情况下,期望在铺路材料108冷却到低于约50摄氏度至约65摄氏度范围内的温度之前用压实机118压实铺路材料108。即使在铺路材料108被压实到特定的相对压实状态的情况下,如果压实在过低的温度下发生,则铺路材料108中的聚集体可能破裂,产生可能不利地影响压实表面的长期耐久性的空隙。为此,压实机118还可包括温度传感器186,以验证最终压实是否在适当的铺路材料温度下进行。如上关于压实机114、116所述,压实机118还可包括通信装置126和位置传感器130,以及配置为辅助压实机118执行各种铺路(比如压实)任务的任何数量的附加传感器。例如,这种传感器可以包括一个或多个加速度计或振动传感器。
图2是示出执行各个铺路操作的铺路系统100的各个部件的示范性示意图。例如,图2示出铺路机106将铺路材料108沉积到工地112的工作表面110上。具体地,图2示出铺路机106将铺路材料垫108沉积在形成工作表面110的切割区域204的第一边界200(例如,右手侧边界)和第二边界202(例如,左手侧边界)内。在这样的示例中,切割区域204可以由铺路机106之前的一个或多个冷刨床或其他挖掘机器(未示出)形成。切割区域204可以具有任何所期望的深度(在进入页面的方向上),并且铺路机106可以配置为沉积具有大于或等于切割区域204的深度的厚度(在进入页面的方向上)的铺路材料垫108。铺路材料垫108的厚度可以根据需要通过升高或降低铺路机106的整平装置164来控制,并且在一些示例中,垫的厚度可以大于切割区域204的深度,以解决压实机114、116、118对铺路材料108的压实。在一些铺路应用中,可能期望将整平装置164保持在基本恒定的高度,以便使铺路材料垫108的垫的变化最小化并使铺路材料垫108的垫的相对光滑度最大化。整平装置164可通过例如以基本恒定的速度(比如通过避免相对快速的加速或减速)操作铺路机106而保持在这种基本恒定的高度。另外,当铺路机106沉积铺路材料108时,可能期望使铺路机106的速度变化最小化。在这样的示例中,当铺路机106在切割区域204内沿箭头210的方向或箭头212的方向行进时,保持铺路机106的基本恒定的速度可以使所得到的铺路材料垫108的一致性、均匀性和其它质量特性最大化。
如上所述,本发明的铺路系统100可用于协调铺路机106、一个或多个拖运卡车104、一个或多个压实机114、116、118和/或其它铺路系统设备的活动,以使铺路机106的速度的相对快速变化最小化,并避免铺路机停机,从而最大化铺路材料垫108的质量。例如,系统控制器122、卡车控制器154、铺路机控制器172和/或铺路系统100的一个或多个其他控制器可以配置为基于铺路材料108向工地112的输送率来基本上实时地确定所期望的(比如,最优的)铺路机速度。压实机114、116、118对铺路材料的有效压实率和/或其它因素。在一些示例中,由例如系统控制器122确定的期望铺路机速度可以包括基于由系统控制器122接收的信息计算的滚动平均值。
在一些示例中,从铺路材料工厂102(图1)输送到远离铺路材料工厂102的工地112的铺路材料108的输送率可以基于铺路材料工厂102与工地112之间的距离(例如,行进路径的长度)来确定铺路材料工厂102和工地112、运送铺路材料108的拖运卡车104的速度、由拖运卡车104运送的铺路材料的量、与行进路径相关联的交通、与行进路径相关联的天气条件和/或其他信息。示范性行进路径208在图2中示出。举例来说,示范性行进路径208可以从拖运卡车104的起始位置206(例如,铺路材料工厂102)延伸距离D至拖运卡车104的目的地位置(例如,切割区域204的一部分、铺路机106的位置,和/或工地112处的任何其他位置)。
在这样的示例中,系统控制器122、卡车控制器154、铺路机控制器172和/或铺路系统100的一个或多个其他控制器还可以配置为基于与铺路系统100相关联的信息来确定多个铺路机速度。例如,系统控制器122可以配置为基于铺路材料108的输送率来确定一个或多个铺路机速度。例如,铺路机106能够在可接受的消耗率(例如吨/小时)范围内消耗铺路材料108(例如,将铺路材料垫108沉积在工作表面110上),这取决于铺路机的尺寸、容量和其它配置。这样的消耗率还可以基于和/或可以另外取决于整平装置164的有效宽度(例如,整平装置164的端板之间的距离)、沉积在工作表面110上的铺路材料垫108的宽度W1、铺路材料垫108的厚度和/或其他参数来确定。因此,一个或多个铺路机速度可以由系统控制器122基于铺路材料108的输送率和/或基于与特定铺路机106相关联的可接受的消耗率来确定。例如,一个或多个这样的铺路机速度可以包括基于铺路机106的最大可接受消耗率确定的最大铺路机速度,所述最大可接受消耗率由铺路材料108的输送率限制(或反之亦然)。
系统控制器122还可以配置为基于在工地112处跟随铺路机106的压实机114、116、118中的至少一个压实机的最大压实率来确定一个或多个铺路机速度。例如,如图2所示,压实机114的破碎鼓176可以与铺路机106的整平装置164间隔距离A,破碎鼓176也可以与压实机116的中间鼓180间隔距离B,并且中间鼓180可以与修整鼓184间隔距离C。这种间隔可以根据压实机114、116、118和铺路机106各自的速度而变化。例如,对应于工地112和/或以其他方式与工地112相关联的铺路计划可以标识工作表面110的切割区域204。具体地,铺路计划可以包括指示第一边界200和/或第二边界202的位置、配置、范围和/或其他配置的信息(例如,GPS坐标或其他本地/全球定位信息)。铺路计划还可以包括指示切割区域204的深度、切割区域204的宽度W2、铺路材料垫108的期望厚度以及待沉积在切割区域204内的铺路材料垫108的期望刚度或密度的信息。至少部分地基于上述信息,和/或基于垫的宽度W1,由特定压实机使用的鼓的宽度(例如,破碎鼓176的宽度、中间鼓180的宽度,或修整鼓184的宽度)、由铺路计划指定的铺路材料垫108的期望刚度或密度,和/或其它因素,系统控制器122可以确定压实机114、116、118中的至少一个的最大压实率。这种最大压实率可以包括特定压实机可以将由铺路机106沉积的铺路材料垫108压实到铺路计划中指定的期望刚度或密度的最大速率。应当理解,为了实现这种所期望的刚度或密度,特定压实机的速度可以由在铺路计划中指定的压实强度(例如,每英尺的冲击)来约束。例如,可以要求与破碎鼓176和中间鼓180相关联的相应振动系统在特定频率范围内操作,以便实现所期望的每英尺冲击次数或在铺路计划中指定的其他压实要求,并且这些参数可以限制相应压实机114、116在压实铺路材料垫108时可以行进的速度。
在另外的示例中,利用上述信息,并且基于垫的宽度W1,各个压实机114、116、118所采用的鼓的相应宽度(例如,破碎鼓176的宽度、中间鼓180的宽度和修整鼓184的宽度),以及在工地112处使用的压实机114、116、118的数量,系统控制器122还可以确定压实机114、116、118列的最大有效压实率。这样的最大有效压实率可以包括压实机114、116、118作为一个单元一起工作的最大速率,压实机114、116、118可以将由铺路机106沉积的铺路材料垫108压实到铺路计划中指定的期望刚度或密度。应当理解,为了实现这种所期望的刚度或密度,压实机114、116、118中的一个或多个可能需要多次(例如,多次通过)横穿铺路材料垫108,并且在这样做时,压实机114、116、118中的一个或多个可以沿箭头210的方向和/或箭头212的方向横穿铺路材料垫108。还应当理解,如上所述,压实机114、116、118中的各个压实机的速度可受到铺路计划中指定的压实强度的限制。例如,可以要求与破碎鼓176和中间鼓180相关联的相应振动系统在特定频率范围内操作,以便实现所期望的每英尺冲击次数或在铺路计划中指定的其他压实要求,并且这些参数可以限制相应压实机114、116在压实铺路材料垫108时可以行进的速度。因此,在一些示例中,系统控制器122可以基于上述最大有效压实率确定一个或多个铺路机速度。例如,一个或多个这样的铺路机速度可以包括由压实机114、116、118的最大有效压实率限制的最大铺路机速度(或反之亦然)。
在一些示例中,系统控制器122还可以基于铺路材料工厂102的当前铺路材料生产率来确定一个或多个铺路机速度。在任何给定的一天,铺路材料工厂102可以生产被输送到多个不同工地112并在其上使用的铺路材料108。在这样的示例中,铺路材料工厂102的每小时产量(例如,每小时的铺路材料吨)可以基于合同义务、工地112的当前和/或预期需求以及其他因素在多个工地112之间划分。因此,在这样的示例中,系统控制器122可以基于铺路材料工厂102的并且对应于工地112的当前铺路材料生产率来确定一个或多个铺路机速度。一个或多个这样的铺路机速度可以包括最大铺路机速度,所述最大铺路机速度受到分配给工地112和/或被输送到工地112的当前铺路材料生产率的部分的限制。在另外的示例中,系统控制器122可以基于环境信息(例如,工地112处的天气条件)、铺路系统信息(例如,在工地112处操作的铺路机106的数量)和/或其他参数或信息来确定一个或多个另外的铺路机速度。
在本文描述的任何示例中,系统控制器122可以基于多个确定的铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度。在一些示例中,所期望的铺路机速度可以包括多个确定的铺路机速度中最低的一个。在其他示例中,所期望的铺路机速度可以利用多个确定的铺路机速度中的至少一个包括多个确定的铺路机速度中的两个或更多个的平均值(例如,滚动平均值)、多个确定的铺路机速度的中值、多个确定的铺路机速度的模式,和/或确定的(例如,计算的、使用查找表确定的、使用神经网络等确定的)一些其他速度。系统控制器122可以向比如用于操作铺路机106的铺路机控制器172提供这种所期望的铺路速度。以此方式确定的所期望的铺路机速度可以确保铺路材料垫108基本上连续地沉积在工作表面110上而不会停止铺路机106。以这种方式确定的所期望的铺路机速度也可以用于在铺路材料108正被沉积时使铺路机106的加速度和/或减速度最小化。例如,上述过程可以由系统控制器122基本上连续地执行,使得可以控制铺路机106以响应于铺路系统100的变化条件的优化的期望铺路机速度行进。然而,在一些示例中,当确定的铺路机速度下降到相应的铺路机速度阈值之上或之下时,可以仅控制铺路机106来改变速度(例如,加速或减速)。在这样的示例中,加速或减速的速率可以被限制到可接受的水平(例如,小于大约10ft/sec2)。以此方式限制加速或减速的速率可以最小化由铺路机106沉积的铺路材料垫108中的间隙、厚度变化和/或其他不规则性,由此进一步改善铺路材料垫108的质量。
图3示出了描述控制铺路系统100的操作的示例方法300的流程图。具体地,图3的流程图展示了协调与上述铺路系统100相关联的多个机器的活动以便最大化正沉积在工地112的工作表面110上的铺路材料垫108的质量的示范性方法。示范性方法300被示为逻辑流程图中的步骤集合,其表示可在硬件、软件或其组合中实现的操作。在软件的上下文中,步骤表示存储在存储器中的计算机可执行指令。当这些指令由例如系统控制器122执行时,这些指令可以使系统控制器122、控制系统120的各种部件、铺路材料工厂控制器144、卡车控制器154、铺路机控制器172和/或铺路系统100的其它部件执行所述操作。这种计算机可执行指令可以包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制,并且可以以任何顺序和/或并行地组合任何数量的所描述的步骤以实现该过程。为了讨论的目的,除非另有说明,方法300参照铺路系统100、控制系统120、铺路材料工厂102和/或图1和图2所示的其它项目进行描述。特别地,尽管方法300的任何部分和/或全部可以由卡车控制器154、铺路机控制器172、铺路材料工厂控制器144、电子设备128和/或铺路系统100的其他部件来执行,但是除非另外指明,为了便于描述,下面将针对系统控制器122描述方法300。
参考图3,在302,系统控制器122可以接收工地信息。这样的工地信息可以包括例如与工地112相关联和/或对应于工地112的铺路计划。在这样的示例中,铺路计划可以包括工地112的地图,该地图包括和/或以其他方式标识有待由铺路机106铺路的切割区域204的不同位置、形状、大小、范围、配置和/或其他参数。在一些示例中,工地112可以包括多于一个切割区域204,并且在这样的示例中,铺路计划可以包括标识有待铺路的多个切割区域204的相应位置、形状、大小、范围、配置和/或其他参数的地图。特别地,这种铺路计划可以包括指示切割区域204的第一边界200和/或第二边界202的位置、配置、范围和/或其他配置的信息(例如,GPS坐标或其他本地/全球定位信息)。铺路计划还可以包括指示切割区域204的深度、切割区域204的宽度W2以及待沉积在切割区域204内的铺路材料垫108的期望刚度和/或密度的信息。铺路计划可以进一步包括待沉积在切割区域204内的铺路材料108的类型(例如,铺路材料108的组成),以及所需的压实机压实次数、与压实机114、116中的一个或多个相关联的每英尺的期望冲击次数和/或控制待由铺路系统100生产的铺路材料108的成品垫的任何其他参数。在这样的示例中,在302,系统控制器122可以以电子形式从工地112处的工头、从铺路材料工厂102的操作员或其他雇员,或从任何其他源接收工地信息。例如,在302,铺路系统100的工头或其他操作员可以使用系统控制器122和/或电子设备128的键盘、触摸屏或其他操作员接口手动地或电子地输入铺路计划或其他这样的工地信息。应当理解,在302接收的铺路计划和/或其他工地信息可以应用于预定时间段(例如,八小时换档、一小时换档等)。
在304,系统控制器122可以接收第一铺路系统信息。这种第一铺路系统信息可以包括例如分配给工地112的拖运卡车104的数量、各个拖运卡车104的尺寸和/或容量、分配给工地112的压实机114、116、118的数量和类型、分配给工地112的铺路机106的数量、预期铺路材料工厂102的并且对应于工地112的铺路材料生产率、从铺路材料工厂102延伸到工地112的行进路径208的距离D、拖运卡车104将沿着行进路径208从铺路材料工厂102行进到工地112所花费的预期经过时间,和/或其他类似信息。在一些示例中,在304处接收的第一铺路系统信息还可以包括分配给工地112的压实机群114、116、118的最大有效压实率,和/或铺路机106的最大吞吐量。类似于以上关于302描述的工地信息,在304,系统控制器122可以以电子形式从工地112处的工头、从铺路材料工厂102的操作员或其他雇员,或从任何其他源接收第一铺路系统信息。例如,在304,铺路系统100的工头或其他操作员可以使用系统控制器122和/或电子设备128的键盘、触摸屏或其他操作员接口手动地或电子地输入第一铺路系统信息。
在306,系统控制器122可以接收第一环境信息。例如,这样的第一环境信息可以包括预测天气条件、实际当前天气条件,和/或与从铺路材料工厂102延伸到工地112的行进路径208相关联的其他预期或当前天气信息。在这样的示例中,天气信息可以包括雨、雪、冰、大风、冰雹的存在,或者可以阻碍一个或多个拖运卡车104在沿着行进路径208的不同位置处前进(例如,降低行进速度)的其他天气条件。这种第一环境信息还可以包括与行进路径208相关联的预期或实际交通信息。在这样的示例中,交通信息可以指示可能阻碍一个或多个拖运卡车104在沿着行进路径208的不同位置处前进的配置、事故、拥堵和/或其他因素。
在308,系统控制器122可以确定待从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的第一输送率。在这样的示例中,在308处确定的第一输送率可以是铺路材料108的预期、预测或初始输送率,其至少部分地基于在302处接收的工地信息、在304处接收的第一铺路系统信息和/或在306处接收的第一环境信息来计算和/或以其他方式确定。例如,基于分配给工地112的拖运卡车104的数量、每个相应拖运卡车104的容量以及铺路材料工厂102的预期铺路材料生产率,系统控制器122可以确定能够从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的量(例如吨)。此外,基于行进路径208的距离D、与行进路径208的各个部分相关联的速度限制、与行进路径208相关联的天气信息和/或与行进路径208相关联的交通信息,系统控制器122可确定上述第一输送率(例如,吨/小时)。在一些示例中,在308,系统控制器122可以利用一个或多个查找表、神经网络、速度确定算法或其它软件或硬件部件来确定第一输送率。例如,在308处,系统控制器122可以访问指示对应于行进路径208的先前输送率的经验数据或历史数据,并且可以基于这些数据在308处估计第一输送率。在这样的示例中,系统控制器122可以基于在306接收的第一环境信息,和/或基于在302和/或在304接收的信息,生成一个或多个缩放因子(例如,由于天气条件、交通或其他信息引起的速度扣除)。系统控制器122可以至少部分地基于这样的一个或多个缩放因子来修改在308处确定的第一输送率。在进一步的示例中,在308,系统控制器122可以使用算法:距离=(速率)*(时间)来计算第一输送率。在这样的示例中,输入到这样的算法中的值可以由系统控制器122估计、可以使用历史和/或经验数据导出,和/或可以由系统控制器122从本文描述的一个或多个位置传感器、从GPS卫星132和/或从其它源接收。还应当理解,用于确定第一输送率的算法或其他部件可以包括一个或多个权重因子、比例因子、项、常数或其他变量或项,以说明或表示由系统控制器122在302、304和/或306接收的信息。
在310处,系统控制器122可以确定第一铺路机速度,并且可以基于在308处确定的第一输送率来确定第一铺路机速度。例如,在310确定的第一铺路机速度可以是基于铺路材料108的初始和/或预测的第一输送率的铺路机106的最佳预测速度。例如,并且仅出于讨论的目的,如果系统控制器122在308处确定铺路材料108的第一(例如,估计的)输送率为大约40吨/小时,则系统控制器122可以在310处确定对应的第一铺路机速度基于铺路机106的铺路材料消耗率的可接受范围、待沉积在工作表面110上的铺路材料垫108的宽度W1、垫的期望厚度和/或在302-306处接收的其它信息。例如,在310,系统控制器122可以确定在308确定的铺路材料的第一输送率(吨/小时)是否大于或等于铺路机106的最大期望铺路材料消耗率(吨/小时)。如果是,则系统控制器122可以在310选择、计算和/或以其他方式确定适合于适应在308确定的铺路材料108的第一输送率的第一铺路机速度。在这样的示例中,系统控制器122可以在308使用一个或多个查找表、神经网络、速度确定算法或其它软件或硬件部件来确定第一铺路机速度。例如,在310处,系统控制器122可以访问指示对应于工地112的先前铺路机速度的经验数据或历史数据、指示由特定铺路机106行进的先前铺路机速度的经验数据或历史数据,和/或指示对应于在308处确定的第一输送率的值的先前铺路机速度的经验数据或历史数据。在这样的示例中,系统控制器122可以在310基于这样的数据估计和/或计算第一铺路机速度。在任何这样的示例中,在310,系统控制器122可以使用算法:距离=(速率)*(时间)来计算第一铺路机速度。还应当理解,用于在312确定第一铺路机速度的算法或其它部件可以包括一个或多个权重因子、比例因子、项、常数或其它变量或项,以说明或表示由系统控制器122在302、304和/或306接收的信息。例如,这种信息可以包括在工地112处跟随铺路机106的压实机114、116、118的数量和/或类型。这种信息还可以包括切割区域204的深度、长度、宽度W2和/或其它配置。
在一些示例中,在310处确定的第一铺路机速度可以受到工地112处铺路机106之后的压实机群114、116、118的最大有效压实率的限制和/或约束。在这样的示例中,在310,系统控制器122可以将所确定的第一铺路机速度与在304接收的压实机群114、116、118的最大有效压实率进行比较。例如,如果压实机114、116、118的最大有效压实率大于或等于在310确定的第一铺路机速度,则系统控制器122可以在312向机器控制器172提供第一铺路机速度。可替代地,如果压实机114、116、118的最大有效压实率小于在310确定的第一铺路机速度,则系统控制器122可以将第一铺路机速度修改为等于压实机114、116、118的最大有效压实率。然后,在312,系统控制器122可以向铺路机控制器172提供修改的第一铺路机速度(例如,最大有效压实率)。应当理解,在一些示例中,另一方面,可以省略上述第一铺路机速度和最大有效压实率之间的比较。在这样的示例中,系统控制器122可以在312向铺路机控制器172提供第一铺路机速度,而不执行这样的比较。在本文描述的任何示例中,在312,铺路机控制器172可以使铺路机106以第一铺路机速度行进,同时将铺路材料108沉积在工地112的工作表面110上。例如,使铺路机106以第一铺路机速度行进同时将铺路材料108沉积在工作表面110上可以包括以自主操作模式或半自主操作模式操作铺路机106,其中铺路机控制器172控制铺路机106的速度、加速度、减速度中的至少一个。在这种自主或半自主操作模式中,铺路机控制器172还可以至少部分地使用GPS坐标和/或定义第一边界200和/或第二边界202的位置和/或范围的其他位置信息来控制铺路机106的转向。在又一示例中,在312,铺路机控制器172可以使铺路机106以第一铺路机速度行进,同时将铺路材料108沉积在工作表面110上,并且同时以手动操作模式操作铺路机206。在这样的示例中,铺路机控制器172可以使铺路机106保持第一铺路机速度(例如,可以以“巡航控制”操作铺路机106)。
在314,系统控制器122可以接收第二铺路系统信息。如上所述,在304接收的第一铺路系统信息可以包括与铺路系统100的一个或多个拖运卡车104、铺路机106和/或压实机114、116、118相关联的估计和/或期望信息。另一方面,在314接收的第二铺路系统信息可以包括与铺路系统100的一个或多个拖运卡车104、铺路机106和/或压实机114、116、118相关联的实际、实时、感测和/或测量信息。例如,在314接收的第二铺路系统信息可以包括当前服务于工地112的拖运卡车104的实际数量、各个拖运卡车104的尺寸和/或容量、当前服务于工地112的压实机114、116、118的实际数量和类型、当前服务于工地112的铺路机106的实际数量、当前铺路材料工厂102的并且对应于工地112当前铺路材料生产率、指示拖运卡车104沿着行进路径208从铺路材料工厂102行进到工地112所经过的时间(例如,特定拖运卡车104行进所花费的实际时间量),由拖运卡车108承载的铺路材料108的量(例如,吨),和/或其它类似信息。在一些示例中,在314处接收的第二铺路系统信息还可以包括当前服务于工地112的压实机群114、116、118的最大有效压实率,和/或当前服务于工地112的铺路机106的实际最大吞吐量。在314处接收的第二铺路系统信息可以进一步包括GPS坐标和/或指示相应的一个或多个拖运卡车104、铺路机106和/或压实机114、116、118的当前位置的其他信息。这种位置信息可以由上述一个或多个位置传感器130确定。在一些示例中,这种位置信息还可以包括指示确定位置信息的时间(例如,天、月、年、小时、分钟、秒、毫秒等)的相应时间戳。类似于在304处接收的第一铺路系统信息,在314处,系统控制器122可以从工地112处的工头、从铺路材料工厂102的操作员或其他雇员、从一个或多个位置传感器130、从一个或多个通信设备126,和/或从任何其他源接收电子形式的第二铺路系统信息。在一些示例中,在314处,系统控制器122可以从安装在拖运卡车104上和/或以其他方式配置为确定拖运卡车104的位置的位置传感器130接收信号。在这样的示例中,信号可以包括GPS坐标和/或指示由位置传感器130确定的拖运卡车104的位置的其他信息。
在316,系统控制器122可以接收第二环境信息。例如,这样的第二环境信息可以包括当前天气状况和/或与行进路径208相关联的其他当前天气信息。在这样的示例中,天气信息可以包括雨、雪、冰、大风、冰雹的当前存在,或者可能阻碍一个或多个拖运卡车104在沿着行进路径208的不同位置处前进(例如,降低行进速度)的其他天气条件。这种第一环境信息还可以包括与行进路径208相关联的当前交通信息。在这样的示例中,当前交通信息可以指示可能阻碍在沿着行进路径208的不同位置处的一个或多个拖运卡车104的行进的构造、事故、拥堵和/或其他因素。
在318,系统控制器122可以确定正从铺路材料工厂102输送到远离铺路材料工厂102的工地112的铺路材料108的第二输送率。在这样的示例中,在314处确定的第二输送率可以是铺路材料108的实际或当前输送率,其至少部分地基于在314处接收的第二铺路系统信息和/或在316处接收的第二环境信息来基本上实时地计算和/或以其他方式确定。例如,基于当前服务于工地112的拖运卡车104的数量,每个相应的拖运卡车104的容量以及铺路材料工厂102的并且对应于工地112的当前铺路材料生产率,系统控制器122可以确定当前正从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的量(例如吨)。此外,基于指示沿着行进路径208行进的拖运卡车104的实际经过时间,以及由拖运卡车104承载的铺路材料108的量,系统控制器122可以确定上述第二输送率(例如,吨/小时)。在一些示例中,在318,系统控制器122可以基于从一个或多个位置传感器130接收的信号来确定由至少一个拖运卡车104从铺路材料工厂102向工地112输送的铺路材料108的第二输送率。另外,应当理解,系统控制器122可以在铺路操作过程中多次(例如,连续地、基本上连续地、以一个或多个时间间隔等)执行方法300的一个或多个步骤。在这样的示例中,系统控制器122可以通过重复步骤318多次来确定多个连续的第二输送率。在一些示例中,系统控制器122可以通过计算至少两个这样的输送率的平均值(例如,滚动平均值)来确定多个连续输送率。例如,在一些示例中,系统控制器122可以在318处通过将特定拖运卡车104的当前(例如,实际)输送率与先前在318处确定的一个或多个第二输送率进行平均来确定第二输送率。在本文所述的任何实例中,系统控制器122可在318处利用以上关于至少步骤308所述的查找表、神经网络、算法、经验数据、历史数据和/或其它部件或过程中的一个或多个来产生、计算、选择和/或以其它方式确定第二输送率。
在320,系统控制器122可以确定多个附加铺路机速度。在一些示例中,在320处确定的多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度可以基于在318处确定的第二输送率来确定。例如,如上所述,铺路机106能够在可接受的铺路材料消耗率(例如,吨/小时)的范围内消耗铺路材料108(例如,将铺路材料垫108沉积在工作表面110上),这取决于铺路机106的尺寸、铺路机106的容量、整平装置164的有效宽度、铺路材料垫108的宽度W1、铺路材料垫108的厚度和/或其它参数。因此,在320处确定的多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度可以基于铺路材料108的第二输送率和与特定铺路机106相关联的可接受的铺路材料消耗率来确定。例如,在320处确定的多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度可以包括基于特定铺路机106的最大可接受铺路材料消耗率确定的最大铺路机速度,所述最大可接受铺路材料消耗率由铺路材料108的第二(例如,实际)输送率限制(或反之亦然)。
在320处,系统控制器122还可以基于当前在工地112处在铺路机106之后的压实机114、116、118中的至少一个压实机的最大有效压实率来确定多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度。在这样的示例中,在302处接收的铺路计划可以包括指示切割区域204的深度、切割区域204的宽度W2以及待沉积在切割区域204内的铺路材料垫108的期望密度的信息。利用该信息,并且基于垫的宽度W1、各个压实机114、116、118所采用的鼓的相应宽度(例如,破碎鼓176的宽度、中间鼓180的宽度,以及修整鼓184的宽度),和当前在工地112使用的压实机114、116、118的数量,系统控制器122可以确定压实机114、116、118列的最大有效压实率。还应理解,压实机114、116、118中的各个压实机的速度可由铺路计划中指定的压实强度(例如,每英尺的冲击)来约束。例如,可以要求与破碎鼓176和中间鼓180相关联的相应振动系统在特定频率范围内操作,以便实现在铺路计划中指定的每英尺的期望冲击次数,并且这些参数可以限制压实机114、116在压实铺路材料垫108时可以行进的速度。因此,在320,系统控制器122可以基于上述最大有效压实率确定多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度,并且至少一个铺路机速度可以由压实机114、116、118的最大有效压实率限制。
在320,系统控制器122还可以基于铺路材料工厂102的当前铺路材料生产率确定多个铺路机速度中的至少一个铺路机速度。具体地,系统控制器122可以基于铺路材料工厂102的并且对应于工地112的当前铺路材料生产率来确定至少一个铺路机速度。这样的铺路机速度可以包括最大铺路机速度,该最大铺路机速度受到当前铺路材料生产率的对应于和/或实际被输送到工地112的部分的限制。在又一示例中,在320处,系统控制器122可以至少部分地基于在314处接收的第二铺路系统信息、在316处接收的第二环境信息和/或其他参数或信息来确定一个或多个附加铺路机速度。
在此描述的任何示例中,系统控制器122可以在320处利用一个或多个查找表、神经网络、算法、经验数据、历史数据和/或以上关于至少步骤310描述的其他部件或过程来生成、计算、选择和/或以其他方式确定一个或多个附加铺路机速度。
在322,系统控制器122可以基于在320确定的多个铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度。例如,在322,系统控制器122可以识别和/或选择在320确定的最低铺路机速度,并且在322选择的铺路机速度可以包括所期望的铺路机速度。在这样的示例中,选择多个确定的铺路机速度中的最低铺路机速度可以确保当铺路机106将铺路材料垫108沉积在工作表面110上时,铺路机106不会以导致铺路机106停止的速度操作。例如,通过选择多个确定的铺路机速度中的最低铺路机速度,系统控制器122可以确保铺路机106不会由于与拖运卡车104相关联的缓慢铺路材料输送率而耗尽铺路材料108。通过选择多个确定的铺路机速度中的最低铺路机速度,系统控制器122还可以确保铺路机106不会行进得比在工地112处跟随铺路机106的一个或多个压实机114、116、118的最大有效压实率快。因此,以这种方式确定所期望的铺路机速度可以通过在铺路材料108沉积在工作表面110上时最小化和/或消除铺路机106的停机来改善铺路材料垫的一致性和质量。
在324,系统控制器122可以将在322确定的期望铺路机速度与预定阈值速度进行比较。在这样的示例中,阈值速度可以是铺路机的最小操作速度,并且铺路机106的这样的最小操作速度可以等于大约15英尺/分钟。然而,在其他示例中,系统控制器122可以采用不同的最小操作速度和/或不同的阈值速度以在324进行比较。还应当理解,在进一步的示例中,系统控制器122可以在324将所期望的铺路机速度与铺路机106的最大操作速度和/或与一个或多个阈值速度范围进行比较。继续参考图3,在系统控制器122确定所期望的铺路机速度大于或等于阈值速度(324-否)的示例中,系统控制器122可以在326向铺路机控制器172提供所期望的铺路机速度。作为响应,铺路机控制器172可基于系统控制器122确定所期望的铺路机速度大于或等于阈值速度而使铺路机106以所期望的铺路机速度行进。在这样的示例中,铺路机控制器172可控制铺路机106以手动模式(例如,“巡航控制”)、自主模式和/或半自主模式操作,如以上关于步骤312所述。或者,在步骤322、324和/或方法300的其它步骤由铺路机控制器172执行的实施例中,可以省略步骤326。
在系统控制器122确定所期望的铺路机速度小于阈值速度(324-是)的示例中,系统控制器122可以在328处经由例如以下方式向铺路机106的操作员提供可视的、可听的、可触知的和/或其他警报:显示器168和/或经由连接到铺路机控制系统170的一个或多个部件。这种警报可以包括指示所期望的铺路机速度的信息,以及指示直到铺路机停止可能发生的预期时间的信息。在一些示例中,在328,系统控制器122可以另外地或替代地经由电子设备128向工地112处的工头提供警报、经由连接到铺路材料工厂控制器144的一个或多个部件向铺路材料工厂102的一个或多个雇员提供警报、经由连接到卡车控制器154的一个或多个拖运卡车部件向一个或多个拖运卡车操作者提供警报、经由一个或多个压实机部件向一个或多个压实机操作者提供警报,和/或向与工地112相关联的其他工人提供警报。
在330处,并且至少部分地基于确定所期望的铺路机速度小于阈值速度(324-是),系统控制器122可以识别对应于在320处确定的多个铺路机速度中的最低速度的铺路系统100的机器。例如,在330,系统控制器122可以识别拖运卡车104、压实机114、116、118和/或其它铺路系统机器,它们是导致期望铺路机速度的限制性因素。
在332,系统控制器122可以提供与在330识别的机器和/或与在320确定的多个铺路机速度中的最低速度相关联的一个或多个建议。例如,如果系统控制器122在330基于铺路机106之后的一个或多个压实机114、116、118的特定最大压实率来确定多个铺路机速度中的最低速度,则系统控制器122可在332处提供指示特定最大压实率(例如,限制性压实率)、多个铺路机速度中的所得最低速度(例如,所期望的铺路机速度)以及将增加所期望的铺路机速度的提议的行动过程的建议。这种提议的行动过程尤其可以包括提议添加一个或多个压实机114、116、118。如果实施这种提议的行动过程,则可能导致所期望的铺路机速度的增加,从而增加铺路系统100的效率和/或输出。在另外的示例中,如果系统控制器122在330处基于铺路机106之后的一个或多个压实机114、116、118的最大有效压实率来确定多个铺路机速度中的最低速度,那么系统控制器122可以在332提供指示最大有效压实率、多个铺路机速度中的所得最低速度(例如,所期望的铺路机速度)以及将增加所期望的铺路机速度的提议的行动过程的建议。在这样的示例中,这种提议的行动过程尤其可以包括提议添加一个或多个压实机114、116、118以增加最大有效压实率。
在另外的示例中,如果系统控制器122在330处基于正由一辆或多辆拖运卡车104从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的输送率来确定多个铺路机速度中的最低速度,那么系统控制器122可以在332处提供指示铺路材料108的输送率、多个铺路机速度中的所得最低速度(例如,所期望的铺路机速度)以及将增加最大压实率的提议的行动过程的建议。这种提议的行动过程尤其可以包括提议添加一个或多个拖运卡车104。如果实施这种提议的行动过程,则可能导致所期望的铺路机速度的增加,从而增加铺路系统100的效率和/或输出。
在又一示例中,如果系统控制器122在330基于由一个或多个拖运卡车104从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的输送率来确定多个铺路机速度中的最低速度,则系统控制器122还可以在330确定铺路机106当前可用的铺路材料108的量(例如,当前设置在铺路机106的料斗166中的铺路材料108的量)是否足以维持铺路机106的连续操作直到下一个拖运卡车104到达工地112。例如,系统控制器122可以从设置在铺路机106上的负载传感器接收指示设置在料斗166中的铺路材料108的量的一个或多个信号。在330,系统控制器122可以将包括在一个或多个信号中的信息与铺路机106的当前铺路材料消耗率(例如,铺路机106分配的每小时的铺路材料吨数)进行比较,所述当前铺路材料消耗率对应于铺路机106当前行驶的期望铺路机速度。基于这种比较,系统控制器122可以确定铺路机106可以在下一个拖运卡车104计划到达工地112之前将设置在料斗166中的所有铺路材料108分配到工作表面110上。至少部分地基于这种确定,系统控制器122可以在332处提供指示铺路机106应当停止(例如,应当停止铺路材料108的分配)的建议。可替代地,至少部分地基于这样的确定,系统控制器122可以在332处提供指示铺路机106应当以减小的铺路机速度行进的建议。应当理解,为了保持铺路材料垫108足够平滑,铺路机106的减速速率可以被限制在所期望的水平。在330,系统控制器122可以至少部分地基于料斗166中铺路材料的量、铺路机106的当前铺路材料消耗率和/或在318确定的第二输送率来计算和/或以其他方式确定这种减小的铺路机速度。在这样的示例中,在326,系统控制器122可以向铺路机控制器172提供降低的铺路机速度。
在此描述的任何示例中,系统控制器122可以在332处经由例如显示器168和/或经由连接到铺路机控制系统170的一个或多个部件向铺路机106的操作员提供建议。在一些示例中,在332,系统控制器122可以另外地或替代地经由电子设备128向工地112处的工头提供建议、经由连接到铺路材料工厂控制器144的一个或多个部件向铺路材料工厂102的一个或多个雇员提供建议,和/或向与工地112相关联的其他工人提供建议。
如图3所示,并且如上所述,在326,系统控制器122可以向铺路机控制器172提供所期望的铺路机速度。作为响应,铺路机控制器172可以使铺路机106以所期望的铺路机速度行进。或者,在铺路机控制器172执行方法300的步骤322、324、328、330、332和/或其它步骤的实施例中,可以省略步骤326。此外,在系统控制器122在332提供指示铺路机106应当停止的建议的实施例中,可以省略步骤326。在本文描述的任何实施例中,步骤314-332可以在铺路机106的操作周期的持续时间内以连续的循环重复,以便当铺路材料垫108沉积在工作表面110上时优化铺路机106的速度。例如,在322确定的一个或多个所期望的铺路机速度可以包括由系统控制器122使用在此描述的两个或多个铺路机速度(例如,在310确定的第一铺路机速度和在322确定的一个或多个所期望的铺路机速度)计算的平均速度。在这样的示例中,在322确定所期望的铺路机速度可以包括确定平均速度。在这样的示例中,系统控制器122可以经由网络124向铺路机控制器172提供平均速度。
工业实用性
本发明提供了用于在铺路机106将铺路材料沉积在工地112的工作表面110上时基本上实时地优化铺路机106的速度的系统和方法。这种系统和方法可用于在铺路操作期间更有效地协调铺路系统100的一个或多个拖运卡车104、铺路机106、压实机114、116、118和/或其它机器或设备的活动。例如,这样的系统和方法可以使得控制系统120的系统控制器122能够基于与铺路材料102的铺路材料工厂102的生产率相关联的信息来确定所期望的(例如,优化的)铺路机速度、被输送到工地112的铺路材料108的输送率、在工地112处跟随铺路机106的一个或多个压实机114、116、118的最大有效压实率,和/或其它因素。系统控制器122可以向铺路机控制器172提供这种所期望的铺路机速度,并且铺路机控制器172可以使得铺路机106以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料108沉积在工作表面110上。以这种方式操作铺路机106可以使铺路工地112处的效率最大化。另外,根据所期望的铺路机速度操作铺路机106可以最小化和/或基本上消除铺路过程中的铺路机停机,从而改善所得到的铺路材料垫108的一致性和质量。
如上参照图1-3所述,在工地112处操作铺路机106的示例方法300可包括接收与铺路系统100和/或将在工地112处执行的铺路操作相关的各种信息。例如,这种方法300可以包括利用系统控制器122接收包括铺路计划的工地信息。这种铺路计划可以识别切割区域204的深度、第一边界200的位置和/或范围、第二边界202的位置和/或范围、待沉积在工作表面110上的铺路材料垫108的期望密度,和/或其他参数。方法300还可以包括利用系统控制器122接收第一铺路系统信息,该第一铺路系统信息尤其包括分配给工地112的多个拖运卡车104、分配给工地112的多个压实机114、116、118,以及铺路材料工厂102的并且对应于工地112的预期铺路材料生产率中的至少一个。方法300还可以包括利用系统控制器122接收与从铺路材料工厂102延伸到工地112的行进路径208相关联的第一环境信息。基于这些信息中的一些或全部,系统控制器122可以确定待从铺路材料工厂102输送到工地112的铺路材料108的第一(例如,初始)输送率。系统控制器122还可以基于铺路计划和铺路材料108的第一输送率来确定第一(例如,初始)铺路机速度。在这样的示例中,系统控制器122可以向铺路机控制器172提供第一铺路机速度,并且铺路机控制器172可以使得铺路机106以第一铺路机速度行进,同时将铺路材料108沉积在切割区域204内。
方法300还可以包括基本上实时地并且响应于改变铺路系统信息、环境信息和/或其他因素来确定一个或多个附加铺路机速度。这样,铺路系统100的各种机器的操作可以基于动态且通常不可预测的铺路环境来协调。例如,方法300还可以包括利用系统控制器122接收第二铺路系统信息和/或第二环境信息。这样的第二铺路系统信息可以包括指示沿着行进路径208行进到工地112的拖运卡车104的实际经过时间、拖运卡车104承载的铺路材料的实际量、铺路材料工厂102的并且对应于工地112的当前铺路材料生产率,和/或其他当前信息。类似地,这种第二环境信息可以包括与行进路径208相关联的当前天气和/或交通信息。在这样的示例中,方法300还可以包括利用系统控制器122确定从铺路材料工厂102输送的铺路材料108的第二输送率。在这样的示例中,系统控制器122还可以基于包括在第二铺路系统信息中的信息和/或基于包括在接收到的第二环境信息中的信息来确定多个附加铺路机速度。系统控制器122还可以基于多个附加铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度。通过以所期望的铺路机速度操作铺路机106同时将铺路材料108沉积在工作表面110上,铺路系统100可以最小化和/或基本上消除铺路过程中的铺路机停机。结果,铺路材料垫108的一致性和/或质量可以最大化。
尽管已经参照上述实施例具体示出和描述了本公开的各方面,但是本领域技术人员应当理解,在不脱离所公开的精神和范围的情况下,可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种附加实施例。这些实施例应理解为落入基于权利要求及其任何等效物确定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种方法,包括:
利用控制器确定正从铺路材料厂输送到远离所述铺路材料厂的工地的铺路材料的输送率;
利用所述控制器确定多个铺路机速度,其中所述多个铺路机速度中的至少一个速度是基于所述输送率确定的;
利用所述控制器基于所述多个铺路机速度中的最低速度来确定所期望的铺路机速度;以及
使设置在所述工地处的铺路机以所述所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在所述工地的工作表面上。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
接收铺路系统信息,所述铺路系统信息包括指示沿着从所述铺路材料工厂延伸到所述工地的行进路径行进的拖运卡车的经过时间,以及由所述拖运卡车承载的铺路材料的量;以及
基于所述铺路系统信息确定所述输送率。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述铺路系统信息进一步包括所述铺路材料工厂的并且对应于所述工地的当前铺路材料生产率,其中所述多个铺路机速度中的所述至少一个速度是基于所述当前铺路材料生产率确定的。
4.如权利要求2所述的方法,其中所述铺路系统信息进一步包括在所述工地跟随所述铺路机的压实机的最大压实率,其中所述多个铺路机速度中的所述至少一个速度是基于所述最大压实率确定的。
5.如权利要求2所述的方法,进一步包括:
接收环境信息,所述环境信息包括与所述行进路径相关联的天气信息和与所述行进路径相关联的交通信息中的至少一个;以及
基于所述环境信息确定所述输送率。
6.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
接收铺路系统信息,所述铺路系统信息包括分配给所述工地的拖运卡车的数量、分配给所述工地的压实机的数量以及所述铺路材料厂的并且对应于所述工地的预期铺路材料生产率中的至少一个;
接收环境信息,所述环境信息包括与从所述铺路材料工厂延伸到所述工地的行进路径相关联的天气信息和与所述行进路径相关联的交通信息中的至少一个;以及
利用所述控制器确定待从所述铺路材料工厂输送的铺路材料的初始输送率,其中所述初始输送率包括基于所述铺路系统信息和所述环境信息确定的预期输送率。
7.如权利要求6所述的方法,进一步包括:
接收与所述工地相关联的铺路计划,所述铺路计划标识所述工作表面的切割区域;
利用所述控制器基于所述铺路计划和所述初始输送率来确定初始铺路机速度;以及
使所述铺路机以所述初始铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在所述切割区域内。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括利用所述控制器并且经由网络向所述铺路机的控制器提供所述所期望的铺路机速度,所述铺路机的所述控制器使得所述铺路机以所述所期望的铺路速度行进。
9.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
用所述控制器确定所述所期望的铺路机速度大于或等于阈值速度;以及
基于确定所述所期望的铺路机速度大于或等于所述阈值速度,使所述铺路机以所述所期望的铺路机速度行进。
10.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
用所述控制器确定所述所期望的铺路机速度小于阈值速度;
基于确定所述所期望的铺路机速度小于所述阈值速度,识别对应于所述多个铺路机速度中的所述最低速度的机器;以及
利用所述控制器提供与所述机器相关联的建议和所述最低速度。
11.一种铺路系统,包括:
拖运卡车,配置为将铺路材料从铺路材料工厂运输到工地;
位置传感器,配置为确定所述拖运卡车的位置;
铺路机,设置在所述工地处并配置为从所述拖运卡车接收铺路材料;
压实机,跟随所述工地处的所述铺路机;以及
经由网络与所述位置传感器通信的系统控制器,所述系统控制器配置为:
从所述位置传感器接收信号,所述信号包括指示由所述位置传感器确定的所述拖运卡车的位置的信息,
基于所述信号确定正在由所述拖运卡车从所述铺路材料工厂输送到所述工地的铺路材料的输送率,
确定多个铺路机速度,其中所述多个铺路机速度中的第一速度是基于所述输送率确定的,所述多个铺路机速度中的第二速度是基于所述压实机的最大压实率确定的,以及所述多个铺路机速度中的第三速度是基于所述铺路材料厂的当前铺路材料生产率并对应于所述工地确定的,
基于所述多个铺路机速度中的所述最低速度来确定所期望的铺路机速度,以及
经由所述网络向铺路机控制器提供所述所期望的铺路机速度,所述铺路机控制器配置为使得所述铺路机以所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在所述工地的工作表面上。
12.如权利要求11所述的铺路系统,其中所述压实机包括在所述工地跟随所述铺路机的多个压实机中的第一压实机,以及其中所述最大压实率包括所述多个压实机将所述铺路材料压实至目标密度的最大有效压实率。
13.如权利要求11所述的铺路系统,其中所述系统控制器进一步配置为:
接收环境信息,所述环境信息包括与所述拖运卡车沿着其从所述铺路材料工厂行进到所述工地的行进路径相关联的天气信息,以及与所述行进路径相关联的交通信息中的至少一个,以及
基于所述环境信息确定所述输送率。
14.如权利要求11所述的铺路系统,其中所述系统控制器进一步配置为:
接收铺路系统信息,所述铺路系统信息包括分配给所述工地的拖运卡车的数量、分配给所述工地的压实机的数量,以及所述铺路材料工厂的并且对应于所述工地的预期铺路材料生产率中的至少一个,
接收环境信息,所述环境信息包括与从所述铺路材料工厂延伸至所述工地的行进路径相关联的天气信息,以及与所述行进路径相关联的交通信息中的至少一个,以及
确定待从所述铺路材料工厂输送的铺路材料的初始输送率,其中所述初始输送率包括基于所述铺路系统信息和所述环境信息确定的预期输送率。
15.如权利要求14的铺路系统,其中所述系统控制器进一步配置为:
基于所述工作表面的切割区域和所述初始输送率来确定初始铺路机速度,以及
经由所述网络向所述铺路机控制器提供所述初始铺路机速度,所述铺路机控制器配置成致使所述铺路机以所述初始铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在所述切割区域内。
16.如权利要求11所述的铺路系统,其中所述系统控制器进一步配置为:
确定所述所期望的铺路机速度小于阈值速度,
基于确定所述所期望的铺路机速度小于所述阈值速度来识别对应于所述多个铺路机速度中的所述最低速度的所述铺路系统的机器,以及
提供与所述机器和所述最低速度相关联的建议。
17.一种控制系统,包括:
位置传感器,配置为确定拖运卡车的位置;
铺路机控制器,设置在位于工地的铺路机上;
系统控制器;以及
网络,配置为用于在所述位置传感器、所述铺路机控制器与所述系统控制器之间传输信号,其中所述系统控制器配置为:
接收来自所述位置传感器并且经由所述网络的信号,所述信号包括指示由所述位置传感器确定的所述拖运卡车的位置的信息,
基于所述信号确定由所述拖运卡车从铺路材料工厂输送到所述工地的铺路材料的输送率,
确定多个铺路机速度,其中所述多个铺路机速度中的至少一个速度是基于所述输送率来确定的,
基于所述多个铺路机速度中的所述最低速度来确定所期望的铺路机速度,以及
经由所述网络向所述铺路机控制器提供所述所期望的铺路机速度,所述铺路机控制器配置为使得所述铺路机以所述所期望的铺路机速度行进,同时将铺路材料沉积在所述工地的工作表面上。
18.如权利要求17所述的控制系统,其中所述所期望的铺路速度包括平均速度,以及所述系统控制器配置为:
确定所述平均速度,以及
经由所述网络向所述铺路机控制器提供所述平均速度。
19.如权利要求17所述的控制系统,其中,所述系统控制器还配置为:
确定所述所期望的铺路机速度小于阈值速度,以及
基于确定所述所期望的铺路机速度小于所述阈值速度,经由所述网络向所述铺路机控制器提供警报,所述铺路机控制器配置为经由所述铺路机的显示设备输出所述警报。
20.如权利要求17所述的控制系统,其中,所述至少一个速度包括第一速度,所述多个铺路机速度中的第二速度基于在所述工地跟随所述铺路机的压实机的最大压实率来确定,以及所述多个铺路机速度中的第三速度基于所述铺路材料厂的并且对应于所述工地的当前铺路材料生产率来确定。
CN201910560426.5A 2018-06-29 2019-06-26 用于控制铺路机速度的系统和方法 Active CN110656554B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/023,107 US10480131B1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 System and method for controlling paving machine speed
US16/023107 2018-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110656554A true CN110656554A (zh) 2020-01-07
CN110656554B CN110656554B (zh) 2022-03-18

Family

ID=68536078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910560426.5A Active CN110656554B (zh) 2018-06-29 2019-06-26 用于控制铺路机速度的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10480131B1 (zh)
CN (1) CN110656554B (zh)
DE (1) DE102019116853A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112985608A (zh) * 2021-02-01 2021-06-18 河北工业大学 一种沥青运料过程温度监测方法及系统
CN117569141A (zh) * 2023-10-27 2024-02-20 保利长大工程有限公司 一种环氧沥青磨耗层fac-13摊铺的施工工艺

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10920401B2 (en) * 2018-07-26 2021-02-16 Caterpillar Paving Products Inc. Managing work area reservations for autonomous vehicles
US10890455B2 (en) * 2018-08-17 2021-01-12 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for determining haul truck arrival
US11750701B2 (en) * 2019-09-30 2023-09-05 Chioccoli Llc Systems and methods for connected computation in network constrained systems
US11526180B2 (en) 2019-09-30 2022-12-13 Chioccoli Llc Systems and methods for traversing a three dimensional space
US20210241194A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-05 Caterpillar Inc. Systems and methods for connecting management systems through scale ticket data
EP3896223A1 (de) * 2020-04-16 2021-10-20 Joseph Vögele AG Verfahren zum fertigen eines strassenbelags und asphaltierungssystem
US12104335B2 (en) * 2021-06-21 2024-10-01 Caterpillar Paving Products Inc. System and method for automatic lowering of a paving machine screed assembly
US20230297117A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-21 Caterpillar Paving Products Inc. Asphalt compactor pass planning
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
EP4353907A1 (en) 2022-10-10 2024-04-17 Volvo Construction Equipment AB Method and system for controlling a paving train
EP4428303A1 (de) 2023-03-08 2024-09-11 Joseph Vögele AG Verfahren und strassenbausystem zum dynamischen steuern einer einbaugeschwindigkeit eines strassenfertigers

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464348A (zh) * 2002-06-25 2003-12-31 天津工程机械研究院 沥青混凝土路面施工机群施工过程智能化控制方法
CN101245583A (zh) * 2008-03-22 2008-08-20 徐州工程机械科技股份有限公司 摊铺机振捣转速与行走速度相关联自动控制系统
US20120263530A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Joseph Vogele Ag Method and system for applying a road surface
CN107451735A (zh) * 2017-08-01 2017-12-08 贺州学院 运输进度控制方法、装置及系统
DE112016003365T5 (de) * 2015-08-25 2018-04-12 Caterpillar Paving Products Inc. System zur Kommunikation zwischen Werksanlagen und Maschinen
CN107925802A (zh) * 2015-08-25 2018-04-17 卡特彼勒路面机械公司 用于机器之间无线通信的系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080292398A1 (en) 2007-05-23 2008-11-27 Caterpillar Inc. Transfer machine, system and paving material transfer method
US8099218B2 (en) * 2007-11-30 2012-01-17 Caterpillar Inc. Paving system and method
EP2514872B1 (de) 2011-04-18 2015-07-22 Joseph Vögele AG Strassenfertiger zum Einbauen eines Strassenbelags
PL2514871T3 (pl) 2011-04-18 2016-12-30 Sposób wbudowywania I zagęszczania warstwy asfaltowej
US8930092B2 (en) * 2011-05-10 2015-01-06 Mark MINICH Integrated paving process control for a paving operation
WO2013040769A1 (zh) 2011-09-21 2013-03-28 长沙中联重工科技发展股份有限公司 摊铺机与自卸车的对接控制方法和系统
US20130189032A1 (en) 2011-12-13 2013-07-25 Gestion D'Équipements. B.T. Inc. Material management system and method for continuous cold in-place recycling of pavement
US20130290062A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Trimble Navigation Limited Paving coordination method and system
DE102014018533B4 (de) * 2014-12-12 2023-09-28 Bomag Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Arbeitszuges
US9759708B2 (en) * 2015-02-25 2017-09-12 Caterpillar Paving Products Inc. Device and method to determine, communicate, and display paving material temperature
US9611595B2 (en) * 2015-08-25 2017-04-04 Caterpillar Paving Products Inc. System for communications between plant and machines
US9879386B2 (en) 2015-12-10 2018-01-30 Caterpillar Paving Products Inc. System for coordinating milling and paving machines
US20170010621A1 (en) 2016-09-20 2017-01-12 Caterpillar Paving Products Inc. Paving collision avoidance system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464348A (zh) * 2002-06-25 2003-12-31 天津工程机械研究院 沥青混凝土路面施工机群施工过程智能化控制方法
CN101245583A (zh) * 2008-03-22 2008-08-20 徐州工程机械科技股份有限公司 摊铺机振捣转速与行走速度相关联自动控制系统
US20120263530A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Joseph Vogele Ag Method and system for applying a road surface
DE112016003365T5 (de) * 2015-08-25 2018-04-12 Caterpillar Paving Products Inc. System zur Kommunikation zwischen Werksanlagen und Maschinen
CN107925802A (zh) * 2015-08-25 2018-04-17 卡特彼勒路面机械公司 用于机器之间无线通信的系统
CN107451735A (zh) * 2017-08-01 2017-12-08 贺州学院 运输进度控制方法、装置及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112985608A (zh) * 2021-02-01 2021-06-18 河北工业大学 一种沥青运料过程温度监测方法及系统
CN112985608B (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 河北工业大学 一种沥青运料过程温度监测方法及系统
CN117569141A (zh) * 2023-10-27 2024-02-20 保利长大工程有限公司 一种环氧沥青磨耗层fac-13摊铺的施工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
US10480131B1 (en) 2019-11-19
DE102019116853A1 (de) 2020-01-02
CN110656554B (zh) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110656554B (zh) 用于控制铺路机速度的系统和方法
CN111491005B (zh) 用于控制报告频率的系统和方法
US11275364B2 (en) Truck process management tool for transport operations
US10963148B2 (en) Control system for coordinating paving operations
US20190332987A1 (en) Cold planer material transport management system
US9611595B2 (en) System for communications between plant and machines
US11091886B2 (en) Construction machine with a conveyor belt system with weight sensor
US20130290062A1 (en) Paving coordination method and system
WO2017034830A1 (en) System for wireless communications between machines
WO2017034903A1 (en) System for communications between plant and machines
CN102747671A (zh) 用于铺设道路表面的方法和系统
CN112198841A (zh) 用于为机器充电的系统和方法
US11556867B2 (en) System and method for worksite project tracking
CN111008810B (zh) 用于监控铺路系统部件的系统和方法
CN111402572A (zh) 摊铺机拖运卡车分组
CN110837910B (zh) 用于确定拖运卡车到达的系统和方法
US11845622B2 (en) Truck measurement of a milling machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant