盾构掘进纠偏的智能控制方法技术

本发明专利技术提供了一种盾构掘进纠偏的智能控制方法，通过自动测量系统获得盾构姿态及盾尾间隙实时数据并传输给智能控制模块，根据所述实时数据进行特征量提取并结合基本参数计算获得纠偏曲线及盾构推进距离，所述控制器控制千斤顶油缸输出油压对盾构机进行盾构姿态调整，使盾构姿态趋向于目标姿态；盾构推进一段距离后，保持当前输出油压，盾构机姿态延伸至下个调整距离，计算该盾构机姿态与纠偏曲线之间的差距，得到纠偏评估量，在下次调整姿态时，将纠偏评估量加入到盾构推进距离中，历史数据库模块存储存储输出油压及盾构姿态变化情况。本发明专利技术智能控制方法通用性较好，可以适应于各种类型盾构掘进纠偏控制，对异常操作可能会导致事故会进行预警。

Intelligent Control Method of Shield Tunneling Deviation Correction

The invention provides an intelligent control method for correcting the deviation of shield tunneling. Real-time data of shield attitude and shield tail clearance are obtained by an automatic measurement system and transmitted to an intelligent control module. According to the real-time data, the characteristic quantity is extracted and the correcting curve and the shield advancing distance are obtained by calculating the basic parameters. The attitude of shield machine is adjusted by controlling the output oil pressure of jack oil cylinder to make the attitude of shield machine tend to the target attitude. After a certain distance of shield driving, the current output oil pressure is maintained, and the attitude of shield machine extends to the next adjustment distance. The difference between the attitude of shield machine and the deviation correction curve is calculated, and the deviation correction evaluation is obtained. When the attitude is adjusted next time, the deviation correction evaluation is added to the shield driving distance. The historical database module stores the output oil pressure and the shield attitude change. The intelligent control method of the invention has good versatility, can be applied to various types of shield tunneling rectification control, and can warn of accidents caused by abnormal operation.

【技术实现步骤摘要】
盾构掘进纠偏的智能控制方法
本专利技术涉及盾构机纠偏
，具体来说涉及一种盾构掘进纠偏的智能控制方法。
技术介绍
盾构机全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进专用工程机械，盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机基本工作原理是圆柱体钢组件，沿隧洞轴线边向前推进、边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件壳体即护盾，对挖掘出还未衬砌隧洞段起着临时支撑作用，承受周围土层压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾掩护下进行。盾构施工环境比较复杂、土质情况多变，盾构在掘进状态对姿态纠偏控制目前主要靠盾构操作人员人工操作，控制盾构受到操作者经验、能力、身体状况、情绪等个人因素影响。人工控制是滞后、粗糙且容易导致误操作，控制质量很难保证。一旦发生事故，盾构专家只能通过历史施工数据，分析当时盾构姿态控制问题，不能及时纠正错误操作。为了实现城市地下隧道施工的高效及安全性，盾构掘进机的自动化技术得到了发展。自动化技术应用于盾构法施工的目的之一，就是使盾构机尽量准确地沿设计路线自动推进。由于地质情况的复杂多变及盾构系统本身的复杂性，使得盾构姿态调整的自动化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构掘进纠偏的智能控制方法，通过控制器控制进行自动纠偏，其特征在于，所述控制器包括智能控制模块和历史数据库模块，所述智能控制方法包括以下步骤：1)将油缸分成多个区域，根据当前管片埋深和历史施工统计数据，得到各分区油缸的油压分配值；2)通过自动测量系统测量获得盾构姿态与盾尾间隙的实时数据，所述自动测量系统通过无线通讯模块与工控机连接，所述工控机通过局域网与控制器连接，所述工控机接收盾构姿态及盾尾间隙的实时数据并传输给所述控制器，所述控制器的智能控制模块根据所述实时数据进行特征量提取并结合基本参数计算获得纠偏曲线及盾构推进距离；3)根据盾构推进距离，结合埋深和历史施工数据，通过随机森林算法...

【技术特征摘要】
1.一种盾构掘进纠偏的智能控制方法，通过控制器控制进行自动纠偏，其特征在于，所述控制器包括智能控制模块和历史数据库模块，所述智能控制方法包括以下步骤：1)将油缸分成多个区域，根据当前管片埋深和历史施工统计数据，得到各分区油缸的油压分配值；2)通过自动测量系统测量获得盾构姿态与盾尾间隙的实时数据，所述自动测量系统通过无线通讯模块与工控机连接，所述工控机通过局域网与控制器连接，所述工控机接收盾构姿态及盾尾间隙的实时数据并传输给所述控制器，所述控制器的智能控制模块根据所述实时数据进行特征量提取并结合基本参数计算获得纠偏曲线及盾构推进距离；3)根据盾构推进距离，结合埋深和历史施工数据，通过随机森林算法，得到各分区油缸油压的调整值，根据调整值输出油压并调整推进状态下的盾构姿态；4)推进一段距离后，保持当前输出油压，盾构机姿态延伸至下个调整距离，计算该盾构机姿态与纠偏曲线之间的差距，得到纠偏评估量；5)在下次调整姿态时，将纠偏评估量加入到盾构姿态调整量中；6)将上一次盾构姿态调整的输出油压、姿态变化情况作为历史数据存入历史数据库模块中，每推进10环使用历史数据库模块中的数据训练随机森林预测模型。2.根据权利要求1所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，所述基本参数包括：表示土质因数对于纠偏的影响参数k、盾构机长度l、管片宽度m。3.根据权利要求2所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，所述纠偏曲线方程的获得包括以下步骤：计算盾构姿态纠偏距离s；计算盾尾间隙纠偏距离T；计算最终纠偏距离D，所述最终纠偏距离D为盾构机推进多少米回归到纠偏目标位置；根据所述最终纠偏距离D获得纠偏曲线方程y。4.根据权利要求3所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，所述盾构姿态纠偏距离s的计算包括以下步骤：(1)将盾构切口偏差值Δ切口偏差、盾尾偏差值Δ盾尾偏差及盾构机长度l输入至智能控制模块；(2)判断切口偏差值、盾尾偏差值是否均大于50mm；(3)若切口偏差值、盾尾偏差值均不大于50mm则进入下一步判断盾构姿态变化趋势：定义盾构推进距离为ni(i＝1，2，3，4)，单位为米，若盾构姿态变化趋势变小，则推算盾构机推进n1米切口偏差回到0mm，若n1>l，则输出盾构姿态的纠偏距离s＝l；若n1≤l，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，王浩，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31