Автоматизация управления рабочими процессами строительных и дорожных машин на основе интеллектуальных алгоритмов обработки данных

Аннотация

Бортовые измерительные системы строительных и дорожных машин формируют поток данных объёмом порядка 0,35 ГБ на машину за десятичасовую смену, однако управляющее решение по большинству рабочих процессов принимается оператором с запаздыванием, сопоставимым со временем корреляции внешнего возмущения. Наращивание сложности алгоритма обработки увеличивает вычислительную задержку и обесценивает выигрыш в точности прогноза, и это расхождение остаётся неразрешённым. Цель работы – количественно определить условия, при которых интеллектуальный алгоритм обработки бортовых данных обеспечивает удержание технологического параметра в нормативном допуске. Построена авторская расчётная модель замкнутого контура «измерение – обработка – решение – воздействие» для уплотнения грунта вибрационным катком, профилирования слоя автогрейдером и разработки выемки экскаватором; остаточное отклонение оценено через минимально достижимую дисперсию при запаздывании и проверено имитацией на 4 млн отсчётов. Переход от пороговой логики к градиентному бустингу снижает долю выхода коэффициента уплотнения за допуск 0,04 с 16,8 до 2,6%, при этом рекуррентная сеть с вычислительной задержкой 0,214 с даёт 2,6%, и выигрыш в точности поглощается запаздыванием. Критическая вычислительная задержка для контура уплотнения составила 0,206 с. Предел автоматизации рабочего процесса задаётся отношением суммарной задержки контура ко времени корреляции возмущения, и повышение класса алгоритма без сокращения исполнительного запаздывания смещает этот предел незначительно.