Концепция построения гетерогенной многоагентной системы для управления укладкой и уплотнением асфальтобетонной смеси
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.17395006Ключевые слова:
искусственный интеллект, многоагентная система, беспилотная дорожно-строительная техника, укладка и уплотнение, асфальтобетонная смесьЛицензия
Аннотация
В статье представлено обоснование значимости разработки и перспективы использования гетерогенных многоагентных систем, обеспечивающих высокоавтоматизированное управление укладкой и уплотнением асфальтобетонных смесей при возведении верхних слоев покрытий автомобильных дорог. Разработаны концептуальные основы и принципы формирования таких систем. Определена архитектура интеллектуальной системы коллективного управления агентами, реализующими дорожно-строительные операции в составе гетерогенной многоагентной системы. Установлено, что центральными компонентами такой системы являются: модуль интеллектуального интерфейса человек-машина; блок планирования и распределения задач; система интеграции и анализа разнотипных сенсорных данных; модуль моделирования динамики изменения плотности и температурных параметров асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения с применением беспилотных асфальтоукладчиков и дорожных катков с учетом атмосферных условий, а также компонент беспроводной сетевой коммуникации.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. В Китае беспилотники проложили 158 километров дороги без помощи людей [Электронный ресурс]. – URL: https://journal.totdom.com/news/v_kitae_bespilotniki_prolozhili_158_kilometrov_dorogi_bez_pomoshchi_lyudey/ (дата обращения 14.05.2025).
2. Dynamic hyperparameter tuning-based path tracking control for robotic rollers working on earth-rock dam under complex construction conditions / Sh. Guan, J. Wang, X. Wang [et al.] // Automation in Construction. – 2022. – Vol. 143. – P. 104576. – DOI 10.1016/j.autcon.2022.104576. – EDN ARLFSN.
3. Concrete paving productivity improvement using a multi-task autonomous robot / D. Castro-Lacourte [et al.] // 24th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2007). – 2007. – P. 224-228. – DOI 10.22260/ISARC2007/0040.
4. Fully Autonomous Robot for Paving Operations / L. S. Bryson [et al.] // Proceedings of Construction Research Congress (ASCE 2005). – 2005. – P. 1-10. – DOI https://doi.org/10.1061/40754(183)37.
5. Каляев, И. А. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов / И. А.Каляев, А. Р. Гайдук, С. Г. Капустян. – М.: Изд-во Физматлит, 2009. – 280 с. – ISBN 978-5-9221-1141-6.
6. Манько, С. В. Концепция построения мультиагентных робототехнических систем / С. В. Манько, В. М. Лохин, М. П. Романов // Вестник МГТУ МИРЭА. – 2015. – № 3-1(8). – С. 156-165. – EDN ULXGJF.
7. Yasuda, T. Multi-robot systems: trends and development / T Yasuda. – InTech, 2011. – 598 p. – ISBN 978-953-307-425-2.
8. Review on state-of-the-art dynamic task allocation strategies for multiple-robot systems / S. N. Seenu, R. M. Kuppan Chetty, M. M. Ramya, M. N. Janardhanan // Industrial Robot. – 2020. – V. 47(6). – P. 929 - 942. – DOI https://doi.org/10.1108/IR-04-2020-0073.
9. Пшихопов, В. Х. Групповое управление подвижными объектами в неопределенных средах / В. Х. Пшихопов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. – 305 с. – ISBN 978-5-9221-1674-9.
10. Принципы построения и проблемы разработки мультиагентных робототехнических систем / И. М. Макаров, B. М. Лохин, C. В. Манько, М. П. Романов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2012. – № 3. – С. 11-16. – EDN OUWMRT.
11. Каркищенко, А. Н. Градиентный метод формирования строя подводных аппаратов на основе вероятностного функционала / А. Н. Каркищенко // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2025. – Т. 26, № 4. – С. 209-219. – DOI 10.17587/mau.26.209-219. – EDN PGQJZW.
12. Групповое управление роботами в задачах разхбора завалов и демонтажа объектов атомной отрасли / С. В. Манько, С. А. К. Диане, В. М. Лохин, А. К. Новосельский // Экстремальная робототехника. – 2017. – № 1(28). – С. 302-311.
13. Дорожные машины: перспективы и вызовы [Электронный ресурс]. – URL: https://rosavtodor.gov.ru/press-center/magazines/arhiv-nomerov-zhurnala-dorogi-rossii-xxi-veka-za-2025-god (дата обращения 14.05.2025).
14. В России разработали инновационный дорожный каток [Электронный ресурс]. – URL: https://ts-news.ru/innovation-news/v-rossii-razrabotali-innovacionnyj-dorozhnyj-katok/ (дата обращения 14.05.2025).
15. В России протестируют технологию укладки асфальта с помощью беспилотной техники [Электронный ресурс]. – URL: https://www.itsjournal.ru/news/v-rossii-protestiruyut-tekhnologiyu-ukladki-asfalta-s-pomoshchyu-bespilotnoy-tekhniki (дата обращения 14.05.2025).
16. Об утверждении приоритетных направлений научно-технологического развития и перечня важнейших наукоемких технологий: Указ Президента Российской Федерации от 18.06.2024 г. № 529.
17. ГОСТ Р 71750-2024. Технологии искусственного интеллекта в строительно-дорожной технике. Термины и определения: национальный стандарт Российской Федерации: введен 2025-01-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2024 – 7 с.
18. ГОСТ Р 71751-2024. Технологии искусственного интеллекта в строительно-дорожной технике. Варианты использования: национальный стандарт Российской Федерации: введен 2025-01-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2024 – 10 с.
19. ПНСТ 966-2024. Алгоритмы искусственного интеллекта для обнаружения и идентификации препятствий строительно-дорожной техники. Методы испытаний: предварительный национальный стандарт Российской Федерации: введен 2025-01-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2024 – 11 с.
20. ПНСТ 967-2024. Алгоритмы искусственного интеллекта для решения задач ландшафтной навигации строительно-дорожной техники. Методы испытаний: предварительный национальный стандарт Российской Федерации: введен 2025-01-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2024 – 11 с.
21. ПНСТ 968-2024. Алгоритмы искусственного интеллекта, используемые в управлении движением строительно-дорожной техники. Общие положения: предварительный национальный стандарт Российской Федерации: введен 2025-01-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2024 – 7 с.
22. Ушаков, В. В. Устройство асфальтобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха / В. В. Ушаков, В. А. Ярмолинский. – М.: МАДИ, 2018. – 104 с.
23. Смешанные стратегии группового управления в многоагентных робототехнических системах / И. М. Макаров, В. М. Лохин, С. В. Манько [и др.] // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 3(128). – С. 8-13.
24. Прокопьев, А. П. Методологический подход к созданию программно-аппаратного комплекса автоматизированной системы контроля плотности для асфальтоукладчиков / А. П. Прокопьев, Ж. И. Набижанов, А. А. Большаков // Программная инженерия. – 2025. – Т. 16, № 7. – С. 358-365. – DOI 10.17587/prin.16.358-365. – EDN NGYLVU.
25. Прокопьев, А. П. Методы и средства автоматизированного контроля плотности асфальтобетонной смеси для управления укладчиком в процессе строительства покрытия автомобильной дороги / А. П. Прокопьев, А. А. Большаков // Программная инженерия. – 2025. – Т. 16, № 2. – С. 100-112. – DOI 10.17587/prin.16.100-112. – EDN ETXKWG.
26. Интеллектуальные системы автоматического управления / под ред. И. М. Макарова, В. М. Лохина. –М.: Физматлит, 2001. – 576 с.
27. Макаров, И. М. Принципы построения интеллектуальных регуляторов и систем управления средствами ВВТ / И. М. Макаров // Известия ТРТУ. – 2006. – № 3(58). – С. 3-7.
28. Николенко, С. И. Самообучающиеся системы / С. И. Николенко, А. Л. Тулупьев.– M.: МЦНМО, 2009. – 288 с.
29. Autonomous Intersection Management for Semi-Autonomous Vehicles [Электронный ресурс]. – URL: http://www.cs.utexas.edu/~aim/papers/BookChapter14-au.pdf (дата обращения 27.05.2025).
REFERENCES LIST
1. V Kitae bespilotniki prolozhili 158 kilometrov dorogi bez pomoshchi liudei [Elektronnyi resurs]. – URL: https://journal.totdom.com/news/v_kitae_bespilotniki_prolozhili_158_kilometrov_dorogi_bez_pomoshchi_lyudey/ (data obrashcheniia 14.05.2025).
2. Dynamic hyperparameter tuning-based path tracking control for robotic rollers working on earth-rock dam under complex construction conditions / Sh. Guan, J. Wang, X. Wang [et al.] // Automation in Construction. – 2022. – Vol. 143. – P. 104576. – DOI 10.1016/j.autcon.2022.104576. – EDN ARLFSN.
3. Concrete paving productivity improvement using a multi-task autonomous robot / D. Castro-Lacourte [et al.] // 24th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2007). – 2007. – P. 224-228. – DOI 10.22260/ISARC2007/0040.
4. Fully Autonomous Robot for Paving Operations / L. S. Bryson [et al.] // Proceedings of Construction Research Congress (ASCE 2005). – 2005. – P. 1-10. – DOI https://doi.org/10.1061/40754(183)37.
5. Kaliaev, I. A. Modeli i algoritmy kollektivnogo upravleniia v gruppakh robotov / I. A.Kaliaev, A. R. Gaiduk, S. G. Kapustian. – M.: Izd-vo Fizmatlit, 2009. – 280 s. – ISBN 978-5-9221-1141-6.
6. Manko, S. V. Kontseptsiia postroeniia multiagentnykh robototekhnicheskikh sistem / S. V. Manko, V. M. Lokhin, M. P. Romanov // Vestnik MGTU MIREA. – 2015. – № 3-1(8). – S. 156-165. – EDN ULXGJF.
7. Yasuda, T. Multi-robot systems: trends and development / T Yasuda. – InTech, 2011. – 598 p. – ISBN 978-953-307-425-2.
8. Review on state-of-the-art dynamic task allocation strategies for multiple-robot systems / S. N. Seenu, R. M. Kuppan Chetty, M. M. Ramya, M. N. Janardhanan // Industrial Robot. – 2020. – V. 47(6). – P. 929 - 942. – DOI https://doi.org/10.1108/IR-04-2020-0073.
9. Pshikhopov, V. Kh. Gruppovoe upravlenie podvizhnymi obieektami v neopredelennykh sredakh / V. Kh. Pshikhopov. – M.: FIZMATLIT, 2015. – 305 s. – ISBN 978-5-9221-1674-9.
10. Printsipy postroeniia i problemy razrabotki multiagentnykh robototekhnicheskikh sistem / I. M. Makarov, B. M. Lokhin, C. V. Manko, M. P. Romanov // Mekhatronika, avtomatizatsiia, upravlenie. – 2012. – № 3. – S. 11-16. – EDN OUWMRT.
11. Karkishchenko, A. N. Gradientnyi metod formirovaniia stroia podvodnykh apparatov na osnove veroiatnostnogo funktsionala / A. N. Karkishchenko // Mekhatronika, avtomatizatsiia, upravlenie. – 2025. – T. 26, № 4. – S. 209-219. – DOI 10.17587/mau.26.209-219. – EDN PGQJZW.
12. Gruppovoe upravlenie robotami v zadachakh razkhbora zavalov i demontazha obieektov atomnoi otrasli / S. V. Manko, S. A. K. Diane, V. M. Lokhin, A. K. Novoselskii // Ekstremalnaia robototekhnika. – 2017. – № 1(28). – S. 302-311.
13. Dorozhnye mashiny: perspektivy i vyzovy [Elektronnyi resurs]. – URL: https://rosavtodor.gov.ru/press-center/magazines/arhiv-nomerov-zhurnala-dorogi-rossii-xxi-veka-za-2025-god (data obrashcheniia 14.05.2025).
14. V Rossii razrabotali innovatsionnyi dorozhnyi katok [Elektronnyi resurs]. – URL: https://ts-news.ru/innovation-news/v-rossii-razrabotali-innovacionnyj-dorozhnyj-katok/ (data obrashcheniia 14.05.2025).
15. V Rossii protestiruiut tekhnologiiu ukladki asfalta s pomoshchiu bespilotnoi tekhniki [Elektronnyi resurs]. – URL: https://www.itsjournal.ru/news/v-rossii-protestiruyut-tekhnologiyu-ukladki-asfalta-s-pomoshchyu-bespilotnoy-tekhniki (data obrashcheniia 14.05.2025).
16. Ob utverzhdenii prioritetnykh napravlenii nauchno-tekhnologicheskogo razvitiia i perechnia vazhneishikh naukoemkikh tekhnologii: Ukaz Prezidenta Rossiiskoi Federatsii ot 18.06.2024 g. № 529.
17. GOST R 71750-2024. Tekhnologii iskusstvennogo intellekta v stroitelno-dorozhnoi tekhnike. Terminy i opredeleniia: natsionalnyi standart Rossiiskoi Federatsii: vveden 2025-01-01. – M.: Rossiiskii institut standartizatsii, 2024 – 7 s.
18. GOST R 71751-2024. Tekhnologii iskusstvennogo intellekta v stroitelno-dorozhnoi tekhnike. Varianty ispolzovaniia: natsionalnyi standart Rossiiskoi Federatsii: vveden 2025-01-01. – M.: Rossiiskii institut standartizatsii, 2024 – 10 s.
19. PNST 966-2024. Algoritmy iskusstvennogo intellekta dlia obnaruzheniia i identifikatsii prepiatstvii stroitelno-dorozhnoi tekhniki. Metody ispytanii: predvaritelnyi natsionalnyi standart Rossiiskoi Federatsii: vveden 2025-01-01. – M.: Rossiiskii institut standartizatsii, 2024 – 11 s.
20. PNST 967-2024. Algoritmy iskusstvennogo intellekta dlia resheniia zadach landshaftnoi navigatsii stroitelno-dorozhnoi tekhniki. Metody ispytanii: predvaritelnyi natsionalnyi standart Rossiiskoi Federatsii: vveden 2025-01-01. – M.: Rossiiskii institut standartizatsii, 2024 – 11 s.
21. PNST 968-2024. Algoritmy iskusstvennogo intellekta, ispolzuemye v upravlenii dvizheniem stroitelno-dorozhnoi tekhniki. Obshchie polozheniia: predvaritelnyi natsionalnyi standart Rossiiskoi Federatsii: vveden 2025-01-01. – M.: Rossiiskii institut standartizatsii, 2024 – 7 s.
22. Ushakov, V. V. Ustroistvo asfaltobetonnykh pokrytii pri ponizhennoi temperature vozdukha / V. V. Ushakov, V. A. Iarmolinskii. – M.: MADI, 2018. – 104 s.
23. Smeshannye strategii gruppovogo upravleniia v mnogoagentnykh robototekhnicheskikh sistemakh / I. M. Makarov, V. M. Lokhin, S. V. Manko [i dr.] // Izvestiia IuFU. Tekhnicheskie nauki. – 2012. – № 3(128). – S. 8-13.
24. Prokopev, A. P. Metodologicheskii podkhod k sozdaniiu programmno-apparatnogo kompleksa avtomatizirovannoi sistemy kontrolia plotnosti dlia asfaltoukladchikov / A. P. Prokopev, Zh. I. Nabizhanov, A. A. Bolshakov // Programmnaia inzheneriia. – 2025. – T. 16, № 7. – S. 358-365. – DOI 10.17587/prin.16.358-365. – EDN NGYLVU.
25. Prokopev, A. P. Metody i sredstva avtomatizirovannogo kontrolia plotnosti asfaltobetonnoi smesi dlia upravleniia ukladchikom v protsesse stroitelstva pokrytiia avtomobilnoi dorogi / A. P. Prokopev, A. A. Bolshakov // Programmnaia inzheneriia. – 2025. – T. 16, № 2. – S. 100-112. – DOI 10.17587/prin.16.100-112. – EDN ETXKWG.
26. Intellektualnye sistemy avtomaticheskogo upravleniia / pod red. I. M. Makarova, V. M. Lokhina. –M.: Fizmatlit, 2001. – 576 s.
27. Makarov, I. M. Printsipy postroeniia intellektualnykh reguliatorov i sistem upravleniia sredstvami VVT / I. M. Makarov // Izvestiia TRTU. – 2006. – № 3(58). – S. 3-7.
28. Nikolenko, S. I. Samoobuchaiushchiesia sistemy / S. I. Nikolenko, A. L. Tulupev.– M.: MTsNMO, 2009. – 288 s.
29. Autonomous Intersection Management for Semi-Autonomous Vehicles [Elektronnyi resurs]. – URL: http://www.cs.utexas.edu/~aim/papers/BookChapter14-au.pdf (data obrashcheniia 27.05.2025).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
