用于协调摊铺作业的控制系统技术方案

公开了一种用于协调多台机器(12)以执行摊铺作业的控制系统(50)。所述控制系统可以包括通信设备(80a‑c)和控制器(82a‑b)，所述通信设备被配置为与所述多台机器和材料生产设备(30)交换数据消息；所述控制器可以被配置为在显示设备(66a‑c)上生成第一图形用户界面(84)，所述第一图形用户界面具有多个第一图形对象(86)，每个所述第一图形对象指示所述多台机器或所述材料生产设备中的一个，其中所述多个第一图形对象中的每一个可经由输入设备来选择。所述控制器还可以被配置为确定所述多台机器和所述材料生产设备中的每一个的状态分数，其中所述第一图形对象中的每一个进一步指示所指示的所述机器或所述材料生产设备中的一个的所述状态分数。

Control system for coordinating paving operations

A control system (50) for coordinating multiple machines (12) to perform paving operations is disclosed. The control system may include a communication device (80a_c) and a controller (82a_b) configured to exchange data messages with the plurality of machines and material production devices (30); the controller may be configured to generate a first graphical user interface (84), the first graphical user interface, on a display device (66a_c). There are a plurality of first graphics objects (86), each of which indicates one of the plurality of machines or the material production equipment, wherein each of the plurality of first graphics objects may be selected via an input device. The controller may also be configured to determine a state fraction for each of the plurality of machines and the material production equipment, wherein each of the first graphic objects further indicates the state fraction for the indicated machine or one of the material production equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于协调摊铺作业的控制系统
本公开总体上涉及一种控制系统，更具体地涉及一种用于协调摊铺作业的控制系统。
技术介绍
为了便于车辆行驶而铺设的铺砌道路通常需要不时的重铺路面，因为诸如疲劳和冻-融循环等的多种因素引起的磨损和裂缝会降低道路表面的质量。许多铺砌道路由沥青面层组成，该沥青面层由基层支撑，基层包括沉积在天然土质材料的路基上的一层或多层骨料。在道路铺设作业过程中准备好基层之后或者在重铺路面作业过程中移除旧面层之后，使用摊铺机来铺设用于新面层的新沥青并且压实形成牢固、平整的路面。新沥青在设备中生产并用拖运卡车运送到工地，而沥青仍处于足够高的温度以便有效地进行铺设和压实。如果在铺设和压实沥青之前经过太多时间，那么沥青可能冷却到摊铺和压实机无法工作的温度并且必须丢弃或更换，这可能降低生产率并且成本高昂。在许多情况下，可以成功地管理以稳定、一致的速度移动的摊铺作业以实现生产力目标，同时最大限度地减少时间、人力和材料方面的浪费。然而，经常会出现导致摊铺作业的某些方面延误并且需要操作人员和主管人员迅速且有效地作出反应以便防止可能导致严重浪费的延迟链的情况。为了避免延误，主管人员可能希望彼此关于沥青温度对沥青生产率、摊铺速率、压实速率和物料输送物流进行协调。但是在这种协调依赖于负责每个过程的多个人员和/或控制系统之间的能力和沟通的情况下，对这些方面进行协调可能具有挑战性。在2015年4月21日授予Buschmann等人的美国专利号9,011,038(“’038专利”)中公开了一种用于控制沥青生产和摊铺过程的系统。具体地，‘038专利公开了一种用于控制在设备中生产的沥青的量和温度并且调整在施工现场摊铺过程中使用沥青的速率的系统。所述系统包括在特定温度下生产沥青的混合设备以及用于将沥青输送到摊铺机的多辆卡车。所述系统还包括控制器，所述控制器基于铺设速度、摊铺机处的沥青温度以及包含摊铺计划的存储工作进度表来确定摊铺机处的摊铺材料的需求预测，所述摊铺计划包括几何形状、厚度和压实程度。所述控制器基于需求预测向设备发送请求信号，并且设备调整其生产的沥青的温度，使得沥青以设定温度到达施工现场。可以在设备中基于摊铺机的沥青温度与设定温度的偏差来调整沥青的生产温度。将制备材料的温度和量传达给摊铺机，并且基于这种信息来调整摊铺机的摊铺速率。虽然‘038专利的系统可以允许控制沥青的输送温度和摊铺速率，但是它可能不是最佳的。具体地，由‘038专利的系统向摊铺机的操作人员提供的信息可能不易于由所有技术水平的操作人员用来确定如何具体地调整摊铺机的操作参数来实现目标性能水平。此外，‘038专利的系统可能未考虑重铺路面作业的其他重要过程或者向与这些过程相关联的操作人员提供用于基于沥青温度并且与其他机器或作业协调来执行其任务的信息。本公开的控制系统解决了上述问题中的一个或多个和/或现有技术中的其他问题。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种用于在工地上协调多台机器以执行摊铺作业的控制系统。所述控制系统可以包括：通信设备，所述通信设备被配置为与所述多台机器和材料生产设备交换数据消息；显示设备；输入设备，所述输入设备被配置为接收用户输入；以及控制器，所述控制器与所述通信设备、所述显示设备和所述输入设备通信。所述控制器可以被配置为在所述显示设备上生成第一图形用户界面，所述第一图形用户界面具有多个第一图形对象，每个所述第一图形对象指示所述多台机器或所述材料生产设备中的一个，其中所述多个第一图形对象中的每一个可经由所述输入设备来选择。所述控制器还可以被配置为基于所述数据消息来确定所述多台机器和所述材料生产设备中的每一个的状态分数，其中所述多个第一图形对象中的每一个进一步指示所指示的所述多台机器或所述材料生产设备中的一个的所述状态分数。在另一方面，本公开涉及一种用于在工地上协调摊铺作业的控制系统。所述控制系统可以包括：速度传感器，所述速度传感器与摊铺机相关联并且被配置为产生指示所述摊铺机的地面速度的第一信号；生产监测系统，所述生产监测系统与所述摊铺机相关联并且被配置为产生指示由所述摊铺机沉积的材料的量的第二信号；通信设备，所述通信设备被配置为发送和接收数据通信；显示设备；以及控制器，所述控制器与所述速度传感器、所述生产监测系统、所述通信设备和所述显示设备电子通信。所述控制器可以被配置为经由所述通信设备接收指示材料生产设备的生产率的第三信号、基于所述第二信号和所述第三信号来确定所述摊铺机的目标地面速度、以及在所述显示设备上生成图形用户界面，其中所述图形用户界面包括第一图形对象，所述第一图形对象指示所述摊铺机的所述地面速度与所述目标地面速度之间的差异。在另一方面，本公开涉及一种用于在工地上协调摊铺作业的控制系统。所述控制系统可以包括：第一速度传感器，所述第一速度传感器与压实机相关联并且被配置为产生指示所述压实机的地面速度的第一信号；第二速度传感器，所述第二速度传感器与摊铺机相关联并且被配置为产生指示所述摊铺机的地面速度的第二信号；通信设备，所述通信设备被配置为发送和接收数据通信；显示设备；以及控制器，所述控制器与所述第一速度传感器和所述第二速度传感器、所述通信设备以及所述显示设备电子通信。所述控制器可以被配置为至少部分地基于所述第二信号来确定所述压实机的目标地面速度、确定所述压实机的所述地面速度与所述目标地面速度之间的差异、以及在所述显示设备上生成图形用户界面，其中所述图形用户界面包括第一图形对象，所述第一图形对象指示所述压实机的所述地面速度与所述目标地面速度之间的所述差异。附图说明图1是具有多台机器的路面铺设作业的示例性工地的图示；图2是可以用于协调图1的机器的操作的示例性公开的控制系统的示意图；以及图3-图8是可以由图2的控制系统生成的示例性公开的图形用户界面的图示。具体实施方式出于本公开的目的，术语“沥青”被定义为骨料和沥青胶结料的混合料。沥青胶结料是作为石油蒸馏副产品而获得的棕黑色固体或半固体沥青混合料。可以将沥青胶结料加热并与骨料混合以用于铺设道路表面，其中混合料在冷却时硬化。图1示出了示例性工地10，其中采用多台机器12来执行路面铺设作业，诸如将沥青层铺设到工作表面14上。路面铺设作业可以涉及根据完成的道路的规划设计模型来完成多个不同任务。每台机器12可以用于基于每台相应机器12被配置为执行的作业的类型来执行多个任务中的一个或多个。也就是说，每台机器12可以被特别配置为执行其他机器可能未被配置为执行的某些任务。以这种方式，每台机器12可以与多个任务中的一个相关联。例如，机器12可以包括一个或多个(即，至少一个)拖运卡车16、摊铺机(“摊铺机”)18(仅示出一个)以及压实机(“压实器”)20。应当理解，可以使用其他类型的机器。每个拖运卡车16可以为支撑在连接到机架24的多个车轮22上的移动机器。车轮22可以经由多个传动系统部件(例如，飞轮或转矩变换器、变速器、驱动轴、差速器、轴等)而可操作地连接到发动机26并由发动机26驱动。每个拖运卡车16还可以包括附接到机架24的车架28，以用于将诸如摊铺材料(例如沥青)的一定量的材料从诸如沥青生产设备(“设备”)30的第一位置运送至诸如工地10的第二位置。车架28可以具有用于接收材料的开放顶侧以及具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在工地(10)上协调多台机器(12)以执行摊铺作业的控制系统(50)，其包括：通信设备(80a‑c)，所述通信设备被配置为与所述多台机器和材料生产设备(30)交换数据消息；显示设备(66a‑c)；输入设备(64a‑c)，所述输入设备被配置为接收用户输入；以及控制器(82a‑b)，所述控制器与所述通信设备、所述显示设备和所述输入设备通信，其中所述控制器被配置为：在所述显示设备上生成第一图形用户界面(84)，所述第一图形用户界面具有多个第一图形对象(86)，每个所述第一图形对象指示所述多台机器或所述材料生产设备中的一个，其中所述多个第一图形对象中的每一个可经由所述输入设备来选择；以及基于所述数据消息来确定所述多台机器和所述材料生产设备中的每一个的状态分数，其中所述多个第一图形对象中的每一个进一步指示所指示的所述多台机器或所述材料生产设备中的一个的所述状态分数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.15 US 14/9972431.一种用于在工地(10)上协调多台机器(12)以执行摊铺作业的控制系统(50)，其包括：通信设备(80a-c)，所述通信设备被配置为与所述多台机器和材料生产设备(30)交换数据消息；显示设备(66a-c)；输入设备(64a-c)，所述输入设备被配置为接收用户输入；以及控制器(82a-b)，所述控制器与所述通信设备、所述显示设备和所述输入设备通信，其中所述控制器被配置为：在所述显示设备上生成第一图形用户界面(84)，所述第一图形用户界面具有多个第一图形对象(86)，每个所述第一图形对象指示所述多台机器或所述材料生产设备中的一个，其中所述多个第一图形对象中的每一个可经由所述输入设备来选择；以及基于所述数据消息来确定所述多台机器和所述材料生产设备中的每一个的状态分数，其中所述多个第一图形对象中的每一个进一步指示所指示的所述多台机器或所述材料生产设备中的一个的所述状态分数。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中：每个数据消息包括与所述多台机器或所述材料生产设备中的一个相关联的多个操作参数；并且基于所述多个操作参数中的每一个与相应的相关联的目标值之间的差异来确定所述多台机器中的每一个的所述状态分数。3.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制器被配置为：经由所述输入设备接收指示对所述多个第一图形对象中的一个的选择的第一用户输入；以及基于所述选择在所述显示设备上生成第二图形用户界面(88、108、132、142)，其中所述第二图形用户界面包括多个第二图形对象(90-102、106)，每个所述第二图形对象指示与由所选择的所述多个第一对象中的一个指示的所述机器相关联的操作参数。4.根据权利要求3所述的控制系统，其中所述多台机器包括摊铺机(18)和一个或多个压实机(20)。5.根据权利要求3所述的控制系统，其中所述第二图形用户界面还包括第三图形对象(104)，所述第三图形对象被配置为经由所述输入设备接收指示改变或模拟所述多个操作参数中的一个的改变的命令的第二用户输入，由所选择的所述多个第一对象中的一个指示的所述机器的所述状态分数基于所述多个操作参数。6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述控制器被配置为基于所述第二用户输入来更新由所选择的所述多个第一对象中的一个指示的所述机器的所述状态分数。7.根据权利要求2所述的控制系统，其中：所述多台机器包括至少一辆拖运卡车(16)，所述拖运卡车被配置为将摊铺材料从所述材料生产设备运输到所述工地；并且所述多个操作参数包括所述工地处的到达时间以及所述至少一辆拖运卡车内的摊铺材料的温度中的一个或多个。8.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述多个操作参数包括所述材料生产设备处的摊铺材料的温度、所述材料生产设备的生产率、以及可从所述材料生产设备获得的摊铺材料的最大量中的一个或多个。9.一种用于在工地(10)上协调摊铺作业的控制系统(50)，所述控制系统包括：速度传感器(72a)，所述速度传感器与摊铺机(18)相关联并且被配置为产生指示所述摊铺机的地面速度的第一信号；生产监测系统(74)，所述生产监测系统与所述摊铺机相关联并且被配置为产生指示由所述摊铺机沉积的材料的量的第二信号；通信设备(80a)，所述通信设备被配置为发送和接收数据通信；显示设备(66a-c)；以及控制器(82a)，所述控制器与所述速度传感器、所述生产监测系统、所述通信设备和所述显示设备电子通信，所述控制器被配置为：经由所述通信设备接收指示材料生产设备的生产率的第三信号；基于所述第二信号和所述第三信号来确定所述摊铺机的目标地面速度；以及在所述显示设备上生成图形用户界面(88)，其中所述图形用户界面包括第一图形对象(94)，所述第一图形对象指示所述摊铺机的所述地面速度与所述目标地面速度之间的差异。10.根据权利要求9所述的控制系统，其中所述第一图...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·马索莱克，
申请(专利权)人：卡特彼勒路面机械公司，
类型：发明
国别省市：美国,US