一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，包括基于云数据平台的远程监控平台、掘进机上位控制平台、掘进机现场控制终端及数据通讯网络，掘进机上位控制平台通过通讯网络分别与基于云数据平台的远程监控平台及掘进机现场控制终端连接，其中掘进机现场控制终端包括掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块，掘进机上位控制平台包括掘进机数据传输及指令模块、掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机。本新型一方面可有效满足多种掘进机远程监控及辅助操控作业的需要，并可同时实现一台或多台掘进机同步监控及远程操控作业；另一方面数据通讯能力强、数据通讯安全性好，且远程数据采集及操控精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置
本技术涉及一种掘进机远程监控系统，确切地说是一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置。
技术介绍
掘进机的掘进效率高低，取决于掘进参数的设定。目前，掘进参数主要通过经验法、理论计算法进行推算，施工人员通过调节控制室操作面板旋钮驱动PLC进行液压、电子器件协调工作，实现按照给定掘进参数进行掘进的控制工作。基于人工智能技术的大型计算程序需要借助数据远程传输、后台计算的方式才能快速得到优化掘进参数，这些优化后的掘进参数回传至PLC才能实现优化控制，断网时无法进行自动或辅助驾驶；单纯搭载在掘进机控制系统上位机IPC上的掘进参数优化计算程序受制于IPC有限的存储、计算能力，计算速度和结论有效性低于远程优化方式，且挤占IPC运行资源，存在导致掘进机控制系统死机的危险。基于虚拟专用网的掘进机PLC远程调试系统（申请号201120517893.9），没有专配掘进机机的计算或控制模块，只能远程人工调控，断网情况下无法工作；基于工程地质因素关联性的掘进机机智能选型方法及装置（申请号201310595099.X），没有远程监控及云计算硬件配置及功能，只能依靠随掘进机机配置的控制器及人员进行运算和监控，应用效能较低；基于混合深度学习的掘进机掘进位姿智能预测方法及系统（申请号201910364559.5）主要介绍了一种针对掘进参数和姿态参数的自适应控制方法，缺少数据传输的系统配置。一种掘进机数据解译传输设备（申请号201520763353.7）介绍了一种将掘进机PLC数据进行远程传输的设备，但没有整合视频、自动/辅助控制和定位功能。一种基于LSTM神经网络的掘进机机辅助巡航方法（申请号201910374012.3）主要介绍了一种掘进参数预测方法，没有介绍计算机控制系统配置，没有整合视频上传和远程数据传输。（杨华勇,周星海,龚国芳.对全断面隧道掘进装备智能化的一些思考[J].隧道建设(中英文),2018,38(12):1919-1926.）提出了一种掘进机大数据处理平台的设想，没有基于数据处理逻辑的系统配置，没有整合视频上传和设备定位功能。（张娜,李建斌,荆留杰,李鹏宇,徐受天.TBM掘进参数智能控制系统的研究与应用[J].隧道建设(中英文),2018,38(10):1734-1740.）介绍了一种C/S架构的掘进机控制系统，客户端占用掘进机上位机IPC计算资源，没有采用外接式的独立设备模块，且该系统未采用B/S架构，没有整合远程视频监控和设备定位。此外现有技术中，一种掘进机隧道远程自动化控制装置（申请号201710568186.4）介绍了一种基于给定掘进参数的刀盘控制系统，没有掘进参数自动计算功能，没有数据、视频远程传输功能，没有整合定位功能；基于BIM技术的掘进机下穿铁路的智能化施工及监测系统（申请号201910133501.X）和基于互联网的掘进机设备智能运维管理系统及方法（申请号201910329476.2）没有采用外接式的计算-控制-传输一体化设备进行掘进机数据传输与计算控制，没有根据采集、计算、控制的数据回路进行系统配置设计，不具备断网情况下的掘进机自动或辅助驾驶功能；掘进机施工建管系统（申请号201811533114.7）、基于掘进机机施工的远程管理系统（申请号201910456048.6）和基于互联网的掘进机设备智能运维管理系统（申请号201920558062.2）仅具备单向的掘进机数据采集、传输与存储功能，不能进行掘进机辅助及自动控制。因此针对这一现状，迫切需要开发一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本技术提供一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，该新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足多种掘进机远程监控及辅助操控作业的需要，并可同时实现一台或多台掘进机同步监控及远程操控作业；另一方面数据通讯能力强、数据通讯安全性好，且远程数据采集及操控精度高，并可同时实现对掘进机运行姿态控制、掘进机位置定位及作业现场的视频远程监控，从而极大的提高了掘进机施工运行的稳定性、可靠性及便捷性。为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，包括基于云数据平台的远程监控平台、掘进机上位控制平台、掘进机现场控制终端及数据通讯网络，掘进机上位控制平台通过通讯网络分别与基于云数据平台的远程监控平台及掘进机现场控制终端连接，且掘进机现场控制终端至少一个，各掘进机现场控制终端间相互并联，其中掘进机现场控制终端包括掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块，掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块均分别与掘进机上位控制平台连接，掘进机上位控制平台包括掘进机数据传输及指令模块、掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机，掘进机数据传输及指令模块分别与掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机、基于云数据平台的远程监控平台和掘进机现场控制终端连接。进一步的，所述的掘进机数据传输及指令模块包括第一RJ-45接口、网络模块A、处理器、网络模块B、第二RJ-45接口、电源、存储器、卫星定位模块、天线；所述处理器分别与网络模块A、网络模块B、电源、存储器、卫星定位模块电气连接，所述网络模块A、网络模块B分别与第一RJ-45接口、第二RJ-45接口电气连接，所述卫星定位模块另与天线电气连接。进一步的，所述的视频转发模块包括若干网络摄像头，且网络摄像头光轴与掘进机轴线呈0°—90°夹角。此外，所述的掘进机现场控制终端中，每个掘进机上均设一个掘进机现场控制终端。进一步的，所述的数据通讯网络包括至少一条无线通讯网络及至少一条有线通讯网络，且所述数据通讯网络中包括若干交换机及光纤接收器，且每个交换机均与至少一个光纤接收器连接并构成一个工作单元，所述工作单元若干并相互并联。本新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足多种掘进机远程监控及辅助操控作业的需要，并可同时实现一台或多台掘进机同步监控及远程操控作业；另一方面数据通讯能力强、数据通讯安全性好，且远程数据采集及操控精度高，并可同时实现对掘进机运行姿态控制、掘进机位置定位及作业现场的视频远程监控，从而极大的提高了掘进机施工运行的稳定性、可靠性及便捷性。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本技术。图1为本新型整体结构示意图；图2为掘进机上位控制平台结构原理示意图；图3为本新型运行时整体系统结构运行原理示意图。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。如图1和2所示，一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，包括基于云数据平台的远程监控平台1、掘进机上位控制平台2、掘进机现场控制终端3及数据通讯网络4，掘进机上位控制平台2通过通讯网络4分别与基于云数据平台的远程监控平台1及掘进机现场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，其特征在于：包括基于云数据平台的远程监控平台、掘进机上位控制平台、掘进机现场控制终端及数据通讯网络，所述掘进机上位控制平台通过通讯网络分别与基于云数据平台的远程监控平台及掘进机现场控制终端连接，且所述掘进机现场控制终端至少一个，各掘进机现场控制终端间相互并联；所述掘进机现场控制终端包括掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块，所述掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块均分别与掘进机上位控制平台连接，所述掘进机上位控制平台包括掘进机数据传输及指令模块、掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机，所述掘进机数据传输及指令模块分别与掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机、基于云数据平台的远程监控平台和掘进机现场控制终端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，其特征在于：包括基于云数据平台的远程监控平台、掘进机上位控制平台、掘进机现场控制终端及数据通讯网络，所述掘进机上位控制平台通过通讯网络分别与基于云数据平台的远程监控平台及掘进机现场控制终端连接，且所述掘进机现场控制终端至少一个，各掘进机现场控制终端间相互并联；所述掘进机现场控制终端包括掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块，所述掘进机控制PLC模块、掘进机姿态控制模块及视频转发模块均分别与掘进机上位控制平台连接，所述掘进机上位控制平台包括掘进机数据传输及指令模块、掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机，所述掘进机数据传输及指令模块分别与掘进机上位机、掘进机姿态测控上位机、基于云数据平台的远程监控平台和掘进机现场控制终端连接。


2.根据权利要求1所述的一种掘进机远程监控及智慧辅助驾驶装置，其特征在于：所述掘进机数据传输及指令模块包括第一RJ-45接口、网络模块A、处理器、网络模块B、第二RJ-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：施烨辉，李彤，徐成华，谈金忠，王卫国，印蕴，李佳，施烨涛，程荷兰，
申请(专利权)人：南京坤拓土木工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32