引言

当前，我国正处于由传统公路建设大国向公路建设强国转型的关键时期，而随着社会经济的不断发展，车辆数量不断增加，给公路养护管理工作带来了很大压力。因此，需要对公路建设与养护设备进行优化升级，提高养护设备的自动化控制水平。本文对公路建设与养护设备自动化控制系统设计进行了研究，结合实际情况，对设备的适配难点进行了分析，并设计了自动化控制系统集成方案和现场安装方案，最后对系统的应用效果进行了评估。结果表明，通过本研究能够有效提高设备的自动化控制水平，增强设备的稳定性和安全性，同时也可以在公路建设与养护设备中得到广泛应用。

一、公路建设与养护设备自动化控制系统概述

随着社会经济的不断发展，公路建设与养护设备在应用过程中，存在一些不足之处，如：自动化控制水平不高、无法实现设备之间的数据互联互通等。因此，需要对公路建设与养护设备自动化控制系统进行优化设计，从而有效提高设备的自动化控制水平。自动化控制系统是指在公路建设与养护设备中应用计算机、通信、自动化控制等技术，实现设备之间的数据互联互通，从而提高设备的稳定性和安全性，减少人为因素对设备运行的影响。

二、公路建设与养护设备自动化控制系统设计

目前，我国公路建设与养护设备自动化控制系统设计还存在一些不足，比如缺乏对设备的全生命周期管理，导致设备数据得不到有效利用；系统集成度不高，数据传输不稳定，不能满足数据采集与应用的要求；系统兼容性较差，无法与其他设备互联互通等。因此，需要结合实际情况，从设备选型、硬件选型和软件开发等方面入手进行设计，并且在设备适配的基础上完成系统集成，以便于后续的现场安装和应用。

三、公路建设与养护设备自动化控制系统适配应用实践

1.设备类型及适配难点分析

公路建设与养护设备自动化控制系统适配应用，通过调研分析，针对公路建设与养护项目的相关设备类型及适配难点进行了梳理。其中，主要包括：路面基层摊铺机、沥青混凝土摊铺机、压路机、清扫车、洒水车、拌和站（站）及水泥搅拌车等，在适配控制系统中主要实现自动化控制。针对项目特点及难点，对公路建设与养护项目设备自动化控制系统进行适配应用，包括设备类型及适配难点的梳理；通过分析和调研，针对设备类型和适配难点，从产品选型、安装位置、供电方式、控制方式等方面进行系统设计。

2.控制系统集成与现场安装

为保证控制系统在适配过程中能够可靠运行，需要将控制系统进行集成，并在现场安装，以便于现场调试。具体的集成与安装方法如下：

（1）根据控制系统的需求，将各个设备进行集成，并将其安装在控制系统中。

（2）根据各设备的特点和功能进行控制系统集成，并进行现场调试。

（3）控制系统与设备集成完成后，再对其进行调试。

（4）在现场对安装完成后的控制系统进行调试，发现问题及时处理。

（5）对于现场不能处理的问题，应及时与厂家联系。

3.系统调试与性能优化

现场测试：通过现场调试，对安装在现场的自动化控制系统进行测试，并对系统性能进行优化。一方面，可以利用调试过程中采集的数据和视频图像等信息，分析控制系统的可靠性；另一方面，通过对比测试结果，可以找到系统性能优化的空间。性能优化：在系统安装调试阶段，根据系统设计情况以及安装调试中采集到的数据和视频图像等信息，分析控制系统的可靠性和稳定性。在测试过程中发现控制系统存在问题时，可以通过硬件升级、软件升级等方式进行优化；在测试完成后，需要对控制系统进行性能测试，通过测试结果对控制系统性能进行优化。

四、公路建设与养护设备自动化控制系统效果评估与应用案例

1.系统运行效果评估指标体系

本系统的运行效果评估指标体系，包括设备运行管理、设备运行能耗和设备运行环境4个维度。其中，设备运行管理指标，重点对系统的覆盖率、可用性进行评价；设备运行效率指标，重点对系统的控制能力和响应速度进行评价；设备运行能耗指标，重点对系统的电能利用率和碳排放进行评价；设备运行环境指标，重点对系统的电磁兼容性和防潮防雷能力进行评价。根据以上评估指标体系，本系统能够实现设备状态信息实时采集、控制策略自主配置、自动执行控制任务，进而有效降低现场作业人员的劳动强度和安全风险，有效保障作业质量和施工进度。

2.典型公路建设项目应用实例

为验证系统设计的适用性，以某高速公路改扩建项目为例，基于该项目的BIM技术应用场景，进行了系统应用效果评估。评估过程中，选取该项目的主要设备为隧道内混凝土拌和站和隧道内沥青摊铺机，针对上述设备运行参数与控制系统之间的适配问题进行了现场测试，测试结果表明：通过对建设与养护设备自动化控制系统的设计，可以实现不同品牌、不同型号的设备在同一场景下的智能运行控制。通过该项目建设与养护设备自动化控制系统的应用，可有效提升公路工程建设与养护业务管理水平，并为后续类似公路工程建设与养护业务场景下系统适配优化提供参考。

3.养护设备自动化控制实践效果分析

项目研究成果在实际公路养护设备应用中，通过自动化控制系统的适配，对部分机械设备进行了改造升级，在实际工作中取得了良好的效果。其中，路面养护设备的自动化控制系统改造升级后，无需人工干预即可实现自动作业，具有自动化、智能化、安全可靠、高效节能等优点；桥涵养护设备的自动化控制系统改造升级后，其作业效率显著提升，不仅可实现自动运行，还可实现远程遥控作业。通过对各养护设备的自动化控制系统改造升级前后的工作效率进行对比分析。

五、结论与未来展望

1.研究成果总结

本项目在系统架构设计、软硬件设计和适配方面取得了一定的创新，研制出一套适用于公路建设与养护设备自动化控制的系统，该系统是公路建设与养护行业首个自动控制系统，实现了机械设备自动化控制技术从工业现场的简单应用到工业化应用的飞跃。项目创新提出了智能设备自主操作模式，实现了机械设备的自适应、自学习和自协调。通过研发适配不同类型的公路建设与养护设备，形成了一套可广泛应用于公路建设与养护领域的自动控制系统，有效解决了工程建设和养护设备自动化控制技术难题，提高了工程质量和效率，具有重要的推广意义。

2.自动化控制系统在公路建设与养护设备中的应用前景

本次研究成果通过适配于公路建设与养护设备，在生产效率、运行效率、安全环保等方面具有明显优势。一方面，通过自动化控制系统实现了设备的自动化、智能化，提升了生产效率和安全环保水平，减少了人工作业。另一方面，通过自动化控制系统对设备进行实时监控、远程管理和控制，可以实现设备运行状态的远程监控、故障报警、数据采集和分析等功能，使设备运行状况和作业质量得到有效监控。同时，通过系统集成企业相关资源和技术，可以实现数据资源共享、共用和共用，使企业内的资源得到优化配置，为企业创造更大价值。

参考文献

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