盾构姿态实时预测系统和预测模型的构建方法技术方案

本发明专利技术涉及盾构姿态实时预测系统和预测模型的构建方法，其中系统包括：具有数据相互双向传输的交互子系统、数据库子系统、模型库子系统，其中，交互子系统：用于前端展示，以及操作和传递模型分析及数据查询的结果；数据库子系统：用于存储和管理盾构项目施工进程中的各种数据，包括有：源数据库、数据采集模块、决策支持数据库、数据目录模块和查询模块；模型库子系统：进行建模分析和提供分析结果，包括有：模型库、模型目录模块、以及训练与决策平台。本发明专利技术能够通过盾构掘进过程中的实时参数对掘进姿态进行实时预测，有效提高了施工现场的决策速度与工程质量。

【技术实现步骤摘要】
盾构姿态实时预测系统和预测模型的构建方法
本专利技术涉及用于盾构施工项目的系统和建模方法，具体讲是盾构姿态实时预测系统和预测模型的构建方法。
技术介绍
在盾构施工项目现场中，决策业务难点和重点是对盾构掘进的管控，其中盾构设备的掘进姿态是影响施工质量、安全与进度的关键环节。目前，国内外学者就盾构姿态控制决策问题，进行了以下方面的研究：(1)关注施工现场盾构姿态的日常监控与发生偏移后的姿态调整技术，建立姿态调整模型、姿态控制模型，包括掘进轨迹的控制、初始段的姿态调整等。(2)关注盾构姿态风险的产生机理，通过分析设备组件、施工工艺及外部环境，推导掘进姿态与其余影响因素的作用与反作用，辅助施工现场进行姿态预判与决策。(3)以盾构机掘进姿态的测量计算作为切入点，对测量计算的对象和方法进行研究，达到控制、调整姿态的目的，包括姿态角和坐标系的计算、人工与自动测量系统的对比、优化等。(4)侧重于探讨盾构机掘进姿态与其他盾构子系统的影响因素，来帮助施工现场的基层管理者进行姿态的预判和控制决策，包括千斤顶系统、管片等控制。但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.盾构姿态实时预测系统，其特征为：具有数据相互双向传输的交互子系统、数据库子系统、模型库子系统，其中，/n交互子系统：用于前端展示，以及操作和传递模型分析及数据查询的结果；/n数据库子系统：用于存储和管理盾构项目施工进程中的各种数据；包括有：存储从决策支持系统所处环境中析取出的与决策目标相关数据的源数据库、采集源数据库数据的数据采集模块、用于数据定义、数据类型描述和数据源描述的数据目录模块、用于数据检索和读取、并通过数据目录模块来解释和响应来自其他子系统数据请求的查询模块、以及接收所述数据采集模块输出的决策支持数据库，在所述的决策支持数据库中保存有系统内部生成的数据和外部采集的项目数据，所述...

【技术特征摘要】
1.盾构姿态实时预测系统，其特征为：具有数据相互双向传输的交互子系统、数据库子系统、模型库子系统，其中，
交互子系统：用于前端展示，以及操作和传递模型分析及数据查询的结果；
数据库子系统：用于存储和管理盾构项目施工进程中的各种数据；包括有：存储从决策支持系统所处环境中析取出的与决策目标相关数据的源数据库、采集源数据库数据的数据采集模块、用于数据定义、数据类型描述和数据源描述的数据目录模块、用于数据检索和读取、并通过数据目录模块来解释和响应来自其他子系统数据请求的查询模块、以及接收所述数据采集模块输出的决策支持数据库，在所述的决策支持数据库中保存有系统内部生成的数据和外部采集的项目数据，所述的数据目录模块和查询模块分别与所述的决策支持数据库双向连接；
模型库子系统：针对施工现场不同业务范围，进行建模分析和提供分析结果；包括有：用于存放实现各种决策的模型的模型库、用于对各种模型进行管理和调用的模型目录模块、以及用于完成建模分析和提供决策结果的训练与决策平台。


2.如权利要求1所述的盾构姿态实时预测系统，其特征为：在数据库子系统的源数据库中包括内部数据库和外部数据库，其中内部数据库用于保存与盾构设备强相关的数据，外部数据库用于保存地下环境信息、地面环境信息和人员工作事务记录的数据。


3.如权利要求1所述的盾构姿态实时预测系统，其特征为：在模型库子系统的模型库中，包括滚动角预测模型库、俯仰角预测模型库、水平趋向预测模型库、垂直趋向预测模型库、盾首姿态预测模型库和盾尾姿态预测模型库。


4.用于权利要求1至3之一的盾构姿态实时预测模型的构建方法，其特征为：盾构姿态实时预测模型基于一维卷积神经网络，构建步骤包括：
进行层堆叠：当多变量的时序样本数据集进入一维卷积神经网络的卷积层和池化层后，通过从...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进，章龙管，牟松，刘绥美，庄元顺，陈奕杉，陈可，李开富，路桂珍，段文军，李恒，张中华，梅元元，胡可，易礼书，杨冰，谭远良，吴友兴，何博，冯赟杰，杜尚川，
申请(专利权)人：中铁高新工业股份有限公司，中铁工程服务有限公司，西南交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11