The invention proposes a prediction method and system for double shield TBM shield body card machine. The following steps are as follows: real-time acquisition of driving parameters through on-site TBM host computer; and selection of the current time.
【技术实现步骤摘要】
一种双护盾TBM盾体卡机预测方法及系统
本专利技术涉及隧道掘进装备施工的
,尤其涉及一种双护盾TBM盾体卡机预测方法及系统。
技术介绍
双护盾TBM在软弱围岩和破碎带地层的卡机问题是制约双护盾TBM施工效率的关键因素。一旦发生卡机,会造成巨大的时间、物资成本的损失。如某引水项目双护盾TBM一次卡机导致近两周的设备停机,带来巨额损失。目前的研究多停留在发生卡机后,如何进行脱困,但是对如何进行卡机预警的工作研究较少,目前还未有相关方法或理论出现。如果能提前发出预警避免卡机的发生,相对于产生卡机后花费大量的时间、物资成本进行脱困,对施工来说更具有现实意义。
技术实现思路
针对双护盾TBM在软弱围岩和破碎带地层频繁卡机,会造成巨大的时间和物资成本损失的技术问题,本专利技术提出一种双护盾TBM盾体卡机预测方法及系统,基于对双护盾TBM掘进参数历史数据的挖掘,建立了卡机预警的数学模型,通过实时求取的报警指数对是否卡机进行预测,当报警指数大于安全设定值时,发出报警提醒现场操作人员采取应对措施,避免卡机,可以实现双护盾TBM卡机预测的实时报警,是一种用于隧道施工建设安全、高效的保障手段。为了达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:一种双护盾TBM盾体卡机预测方法,其步骤如下:步骤一:通过现场TBM上位机实时获取掘进参数,掘进参数包含单刀推力和推进速度;步骤二:选取当前时刻的前n个掘进参数,单刀推力F1,F2,…,Fn,推进速度V1,V2,…,Vn,其中,Fn为当前时刻值的单刀推力,Vn为当前时刻值的推进速度;步骤三:利用滑动平均窗口分别对n个单刀推力F=[F1, ...
【技术保护点】
一种双护盾TBM盾体卡机预测方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:通过现场TBM上位机实时获取掘进参数,掘进参数包含单刀推力和推进速度;步骤二:选取当前时刻的前n个掘进参数,单刀推力F1,F2,…,Fn,推进速度V1,V2,…,Vn,其中,Fn为当前时刻值的单刀推力,Vn为当前时刻值的推进速度;步骤三:利用滑动平均窗口分别对n个单刀推力F=[F1,F2,…,Fn]和推进速度V=[V1,V2,…,Vn]求取滑动平均,得到滑动平均后的掘进参数数组F’=[F1’,F2’…Fn’]和V’=[V1’,V2’…Vn’];步骤四:利用双曲线正切函数求取实时特征指数M,通过累积求和计算每一环累积特征指数N;步骤五:将累积特征指数N与预存的报警警戒值NA进行比较,若累积特征指数N大于报警警戒值NA,将该信息发送至TBM上位机进行报警。
【技术特征摘要】
1.一种双护盾TBM盾体卡机预测方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:通过现场TBM上位机实时获取掘进参数,掘进参数包含单刀推力和推进速度;步骤二:选取当前时刻的前n个掘进参数,单刀推力F1,F2,…,Fn,推进速度V1,V2,…,Vn,其中,Fn为当前时刻值的单刀推力,Vn为当前时刻值的推进速度;步骤三:利用滑动平均窗口分别对n个单刀推力F=[F1,F2,…,Fn]和推进速度V=[V1,V2,…,Vn]求取滑动平均,得到滑动平均后的掘进参数数组F’=[F1’,F2’…Fn’]和V’=[V1’,V2’…Vn’];步骤四:利用双曲线正切函数求取实时特征指数M,通过累积求和计算每一环累积特征指数N;步骤五:将累积特征指数N与预存的报警警戒值NA进行比较,若累积特征指数N大于报警警戒值NA,将该信息发送至TBM上位机进行报警。2.根据权利要求1所述的双护盾TBM盾体卡机预测方法,其特征在于,所述滑动平均为左滑动平均、中心滑动平均或右滑动平均。3.根据权利要求3所述的双护盾TBM盾体卡机预测方法,其特征在于,当滑动窗口大小为a时,单刀推力的中心滑动平均的运算方法为:F1’=F1;F2’=(F1+F2+F3)/a;F3’=(F2’+F3+F4)/a;…Fn-1’=(Fn-2’+Fn-1+Fn)/a;Fn’=Fn。4.根据权利要求1所述的双护盾TBM盾体卡机预测方法,其特征在于,所述实时特征指数M和累积特征指数N的求取方法为:求取当前掘进参数单刀推力F和掘进速度V的增量变化趋势x:
【专利技术属性】
技术研发人员:荆留杰,李鹏宇,徐受天,杨晨,陈帅,
申请(专利权)人:中铁工程装备集团有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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