一种开敞式TBM施工数据掘进循环的划分方法技术

本发明专利技术涉及一种开敞式TBM施工数据掘进循环划分方法，包括：A1、针对每一次TBM掘进循环，在TBM掘进循环后获取所述TBM掘进循环的参数数据；A2、基于所述TBM掘进循环的参数数据，对TBM掘进循环进行划分处理，确定所述TBM掘进循环中的上升段；A3、基于TBM掘进循环中的上升段和TBM掘进循环的参数数据，获取TBM掘进循环中的上升段所对应的参数数据；A4、根据所述TBM掘进循环中上升段所对应的参数数据，采用预先设定的预测算法对所述TBM掘进循环中的地质参数进行预测，获取预测结果。本发明专利技术利用刀盘扭矩设备性能参数与掘进速度、刀盘转速两个设备控制参数能有效划分出开敞式TBM掘进循环的空推段、上升段、稳定段、停机段四个阶段，掘进循环划分更精准、细致。

【技术实现步骤摘要】
一种开敞式TBM施工数据掘进循环的划分方法
本专利技术涉及隧道大型掘进设备智能控制领域，尤其涉及一种开敞式TBM施工数据掘进循环划分方法。
技术介绍
全断面硬岩隧道掘进机(简称TBM)是我国进行地下隧道施工作业的利器，具有掘进速度快、施工作业环境安全、施工效率高、对周围环境扰动小等优点。其中开敞式TBM掘进循环段的划分有助于提高施工效率，对TBM施工数据分析具有较为重要的工程实际意义。目前，针对于开敞式TBM施工数据掘进循环划分方法非常少，主要是根据TBM施工数据掘进循环断点前后贯入度及经验值作为循环划分的切入点，划分了起始掘进段与平稳掘进段，但该掘进循环划分的方法较为笼统，掘进循环划分不够精准、细致，对工程实际的参考意义有限。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种开敞式TBM施工数据掘进循环的划分方法。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种开敞式TBM施工数据掘进循环的划分方法，包括：A1、针对每一次TBM掘进循环，在TBM掘进循环后获取所述TBM掘进循环的参数数据；所述TBM掘进循环参数数据包括：所述TBM掘进循环中的刀盘扭矩数据、刀盘转速数据、总推力数据；A2、基于所述TBM掘进循环的参数数据，对所述TBM掘进循环进行划分处理，确定所述TBM在掘进循环中依次相邻的空推段、上升段、稳定段、停机段；A3、基于所述TBM掘进循环中的上升段和TBM掘进循环的参数数据，获取所述TBM掘进循环中的上升段所对应的参数数据；A4、根据所述TBM掘进循环中上升段所对应的参数数据，采用预先设定的预测算法对所述TBM掘进循环中的地质参数进行预测，获取预测结果。优选的，所述步骤A2包括：A2-1、基于所述TBM掘进循环中的刀盘转速数据，确定所述TBM掘进循环中空推段的起点和停机段的终点；其中，所述TBM掘进循环中空推段的起点为：所述刀盘扭矩大于0且所述TBM掘进循环中的刀盘转速由0值变为非0值时的时间点；所述所述TBM掘进循环中停机段的终点为：所述刀盘扭矩大于0且所述TBM掘进循环中的刀盘转速由非0值突变为0值时的时间点；A2-2、基于所述TBM掘进循环中的刀盘扭矩数据，确定所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；A2-3、基于所述TBM掘进循环中的总推进力数据和刀盘扭矩数据，确定所述TBM在掘进循环中作为停机段的起点和稳定段的终点的第二时间点；A2-4、基于所述TBM掘进循环中空推段的起点和停机段的终点、所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点、所述TBM在掘进循环中作为停机段的起点和稳定段的终点的第二时间点、所述TBM掘进循环的参数数据，确定所述TBM在掘进循环中作为稳定段的起点和上升段的终点的第三时间点；A2-5、基于所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点、所述TBM在掘进循环中作为稳定段的起点和上升段的终点的第三时间点，确定所述TBM在掘进循环中的上升段。优选的，所述步骤A2-2包括：A2-2-1、获取所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值以及第一部分刀盘扭矩数据中的最大值；并对所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据进行平滑处理，获取所述TBM掘进循环中刀盘扭矩平滑数据；其中，所述第一部分刀盘扭矩数据为所述TBM掘进循环中前三分之一的刀盘扭矩数据；A2-2-2、判断所述第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是否小于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，获取判断结果；A2-2-3、根据所述判断结果，根据所述第一部分刀盘扭矩数据或所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据确定所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点。优选的，所述步骤A2-2-3包括：若所述判断结果为所述第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是小于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，则根据所述第一部分的刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；若所述判断结果为第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是大于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，则根据所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点。优选的，根据所述第一部分的刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点，具体包括：根据所述第一部分的刀盘扭矩数据，获取所述第一部分的刀盘扭矩数据中的极小值点；判断所述极小值点是否满足预先设定的第一条件；若满足，则确定所述极小值点所对应的时间点作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；其中所述第一条件为：在所述极小值点所对应的时间点之后的刀盘扭矩平滑数据中具有第一刀盘扭矩平滑数据；其中，所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的刀盘扭矩平滑数据为单调不减或所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的每一周期内的刀盘扭矩平滑数据的降幅小于升幅的0.35倍；并且在所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点之后还具有第二刀盘扭矩平滑数据；其中，所述周期为：相邻的刀盘扭矩数据中的极小值点所对应的时间点之间的时间段；所述第一刀盘扭矩平滑数据与第二刀盘扭矩平滑数据之间的差值大于所述刀盘扭矩平滑数据的最大值的0.35倍；若不满足，则判断所述极小值点是否满足预先设定的第二条件；若满足第二条件，则确定所述极小值点所对应的时间点作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；其中所述第二条件为：在所述极小值点所对应的时间点之后的刀盘扭矩平滑数据中具有第三刀盘扭矩平滑数据；其中，所述第三刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的刀盘扭矩平滑数据为单调不减或所述第三刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的每一周期内的刀盘扭矩平滑数据的降幅小于升幅的0.35倍；并且在所述第三刀盘扭矩平滑数据与所述极小值之间的差大于所述刀盘扭矩数据的最大值的0.75倍；其中，所述周期为：相邻的刀盘扭矩数据中的极小值点所对应的时间点之间的时间段；若不满足第二条件，则将所述TBM掘进循环的时间段中的第1/5时间点作为上升段起点。优选的，所述根据所述TBM掘进循环中刀盘扭矩平滑数据，确定上升段的起点，具体包括：根据所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据，获取所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据中的极小值点；判断所述极小值点是否满足预先设定的第一条件；若满足，则确定所述极小值点所对应的时间点作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；其中所述第一条件为：在所述极小值点所对应的时间点之后的刀盘扭矩平滑数据中具有第一刀盘扭矩平滑数据；其中，所述第一刀盘扭矩平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开敞式TBM施工数据掘进循环划分方法，其特征在于，包括：/nA1、针对每一次TBM掘进循环，在TBM掘进循环后获取所述TBM掘进循环的参数数据；/n所述TBM掘进循环参数数据包括：所述TBM掘进循环中的刀盘扭矩数据、刀盘转速数据、总推力数据；/nA2、基于所述TBM掘进循环的参数数据，对所述TBM掘进循环进行划分处理，确定所述TBM在掘进循环中依次相邻的空推段、上升段、稳定段、停机段；/nA3、基于所述TBM掘进循环中的上升段和TBM掘进循环的参数数据，获取所述TBM掘进循环中的上升段所对应的参数数据；/nA4、根据所述TBM掘进循环中上升段所对应的参数数据，采用预先设定的预测算法对所述TBM掘进循环中的地质参数进行预测，获取预测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种开敞式TBM施工数据掘进循环划分方法，其特征在于，包括：
A1、针对每一次TBM掘进循环，在TBM掘进循环后获取所述TBM掘进循环的参数数据；
所述TBM掘进循环参数数据包括：所述TBM掘进循环中的刀盘扭矩数据、刀盘转速数据、总推力数据；
A2、基于所述TBM掘进循环的参数数据，对所述TBM掘进循环进行划分处理，确定所述TBM在掘进循环中依次相邻的空推段、上升段、稳定段、停机段；
A3、基于所述TBM掘进循环中的上升段和TBM掘进循环的参数数据，获取所述TBM掘进循环中的上升段所对应的参数数据；
A4、根据所述TBM掘进循环中上升段所对应的参数数据，采用预先设定的预测算法对所述TBM掘进循环中的地质参数进行预测，获取预测结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A2包括：
A2-1、基于所述TBM掘进循环中的刀盘转速数据，确定所述TBM掘进循环中空推段的起点和停机段的终点；
其中，所述TBM掘进循环中空推段的起点为：所述刀盘扭矩大于0且所述TBM掘进循环中的刀盘转速由0值变为非0值时的时间点；
所述所述TBM掘进循环中停机段的终点为：所述刀盘扭矩大于0且所述TBM掘进循环中的刀盘转速由非0值突变为0值时的时间点；
A2-2、基于所述TBM掘进循环中的刀盘扭矩数据，确定所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；
A2-3、基于所述TBM掘进循环中的总推进力数据和刀盘扭矩数据，确定所述TBM在掘进循环中作为停机段的起点和稳定段的终点的第二时间点；
A2-4、基于所述TBM掘进循环中空推段的起点和停机段的终点、所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点、所述TBM在掘进循环中作为停机段的起点和稳定段的终点的第二时间点、所述TBM掘进循环的参数数据，确定所述TBM在掘进循环中作为稳定段的起点和上升段的终点的第三时间点；
A2-5、基于所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点、所述TBM在掘进循环中作为稳定段的起点和上升段的终点的第三时间点，确定所述TBM在掘进循环中的上升段。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A2-2包括：
A2-2-1、获取所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值以及第一部分刀盘扭矩数据中的最大值；并对所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据进行平滑处理，获取所述TBM掘进循环中刀盘扭矩平滑数据；
其中，所述第一部分刀盘扭矩数据为所述TBM掘进循环中前三分之一的刀盘扭矩数据；
A2-2-2、判断所述第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是否小于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，获取判断结果；
A2-2-3、根据所述判断结果，根据所述第一部分刀盘扭矩数据或所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据确定所述TBM掘进循环中作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A2-2-3包括：
若所述判断结果为所述第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是小于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，则根据所述第一部分的刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；
若所述判断结果为第一部分刀盘扭矩数据中的最大值是大于所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据的最大值的0.35倍，则根据所述TBM掘进循环中刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一部分的刀盘扭矩数据和刀盘扭矩平滑数据，确定作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点，具体包括：
根据所述第一部分的刀盘扭矩数据，获取所述第一部分的刀盘扭矩数据中的极小值点；
判断所述极小值点是否满足预先设定的第一条件；
若满足，则确定所述极小值点所对应的时间点作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；
其中所述第一条件为：在所述极小值点所对应的时间点之后的刀盘扭矩平滑数据中具有第一刀盘扭矩平滑数据；
其中，所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的刀盘扭矩平滑数据为单调不减或所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的每一周期内的刀盘扭矩平滑数据的降幅小于升幅的0.35倍；并且在所述第一刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点之后还具有第二刀盘扭矩平滑数据；
其中，所述周期为：相邻的刀盘扭矩数据中的极小值点所对应的时间点之间的时间段；
所述第一刀盘扭矩平滑数据与第二刀盘扭矩平滑数据之间的差值大于所述刀盘扭矩平滑数据的最大值的0.35倍；
若不满足，则判断所述极小值点是否满足预先设定的第二条件；
若满足第二条件，则确定所述极小值点所对应的时间点作为上升段的起点和空推段终点的第一时间点；
其中所述第二条件为：在所述极小值点所对应的时间点之后的刀盘扭矩平滑数据中具有第三刀盘扭矩平滑数据；
其中，所述第三刀盘扭矩平滑数据所对应的时间点与所述极小值点所对应的时间点之间的刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘造保，李龙，蔡力聪，白文超，邵建富，沈挽青，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21