• 全球首次高速公路無人機群施工開啟,清華團隊疫情期間助力完成智能建造
    2020-06-01

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    527日,天空下著淅瀝小雨,在攀枝花至大理高速公路總發段施工現場,瀝青路面不時冒出白色的煙霧,遠處駛來隆隆作響的無人駕駛機群:1臺大型智能攤鋪機引領著4臺無人駕駛壓路機,正在進行路面聯合施工作業。作為全球首次進行無人駕駛的壓路機群的施工將持續至9月。  


    這整套無人駕駛系統智能大腦由清華大學地下空間開發利用與智能建造團隊研發,并聯合徐工、四川路橋經過近兩年的試驗與測試,克服疫情重重困難,終于按期完成滿足高速公路施工要求的無人駕駛壓路機和機群協同施工系統。

     

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    隨著5G時代的來臨,機械施工的智能化、無人化、標準化成為行業發展趨勢。智能建造旨在充分利用智能技術和智能化系統,提高建造過程的智能化水平,減少對人的依賴,達到安全建造的目的,提高建造的性價比和可靠性。清華大學地下空間與智能建造研究團隊從無人駕駛的基礎理論、優化算法、關鍵技術、系統集成等方面開展了多年的攻關研究,其壩工智能建造技術于2016-2019年先后在河南前坪心墻土壩、引漢濟渭三河口碾壓混凝土拱壩和黃金峽碾壓混凝土重力壩獲得開創性的成功應用。


    攀大高速是四川加強與西南、東盟聯系的重要通道,橋梁隧道占比超過81%,對于路面建筑的平整度要求較高,傳統的人工作業難以滿足施工標準化的要求;同時,為了減少特殊路段施工的安全事故率,也為了減少瀝青混凝土在加熱過程中揮發出有毒氣體對人體的傷害。為了解決施工中難點與痛點,清華大學地下空間開發利用與智能建造團隊劉天云領銜與徐工(提供車輛和底層控制接口)和四川路橋(提供試驗條件)組成合作團隊,共同研發適應高速路建設的無人駕駛壓路機群。


    壓路機通過加裝在車上的GPS定位系統、微波通信、毫米波雷達等傳感設備收集周圍環境信息,根據環境參數規劃出最優作業路徑,自主碾壓作業,并實現多機無人駕駛碾壓協同作業;成功實現了復雜工況下的壓路機無人作業,施工軌跡精確控制在2-3厘米,大幅提高了施工質量,大大減少了作業成本。


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    施工安全是無人機最受人關注的焦點,無人駕駛壓路機群配備了多級安全防范措施,實時監測現場施工情況,實現自動預警、緊急停車、自動進退場、自動避障等安全防護,為道路施工保駕護航。


    此項研究成果是深化產、學、研、用合作,全面進軍瀝青路面無人施工領域的創舉。高速公路無人化建造作業機群的成功應用推進了無人技術的產業化,加速了智慧交通建設的融合發展!







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