一种盾构环流系统堵塞预警方法技术方案

本发明专利技术涉及一种盾构环流系统堵塞预警方法，包括历史数据提取、数据状态筛选、数据性态分析、历史数据清洗、实时数据积累、当量数据检测、实时数据清洗、滑窗处理、特征数据分析、盾构状态查询、直径类型查询、环流系统堵塞判据、环流系统堵塞预警步骤，本发明专利技术可将历史数据特征、实时数据特征、盾构状态信息与盾构环流系统堵塞判据结合，判断是否发生环流系统堵塞，能够解决人工判断环流系统堵塞存在的判定速度慢、准确性不高的技术问题，满足盾构作业对实时、准确判定环流系统堵塞状况的迫切需求。准确判定环流系统堵塞状况的迫切需求。准确判定环流系统堵塞状况的迫切需求。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构环流系统堵塞预警方法


[0001]本专利技术涉及盾构施工
，更具体地说，它涉及一种盾构环流系统堵塞预警方法。

技术介绍

[0002]随着计算机及网络技术的快速发展，云平台技术已经在现实生活中得到广泛应用。盾构云平台用于实时采集盾构施工现场的机器数据，并将收集数据进行综合分析、用于辅助现场施工，在盾构云平台上通过实时多线程处理可以实现对多条盾构施工线路同时预警判断。
[0003]就盾构施工的环流系统堵塞故障而言，泥水盾构环流系统堵塞事故发生频繁、不易察觉并且容易造成严重的后果，一般认为进排浆流量减小且推进力增大、伴随泥水仓和气垫仓压力异常导致的环流系统不畅都属于环流系统堵塞故障。环流系统堵塞至一种程度时会引起掘进异常、泥膜形成困难、隧道沉降异常、掌子面压力异常等状况，同时会引起环流系统各部件过度损耗、能耗过大等问题，易诱发其他工程事故。
[0004]传统检测环流系统堵塞判定以盾构主司机及地工人员经验判断为主，环流系统轻微堵塞时往往被当成系统老化或地质变化等问题，不易被察觉并且判定标准受到受个人经验影响大，准确性欠佳，并且人工判断往往在事故发生或掘进作业发生严重异常时才生效，判定速度慢、不够及时，因此快速、准确的进行环流系统堵塞状况评估和预警是盾构施工的迫切需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种盾构环流系统堵塞预警方法，能够解决人工判断环流系统堵塞存在的判定速度慢、准确性不高的技术问题.
[0006]本专利技术的盾构环流系统堵塞预警方法提供了如下技术方案：一种盾构环流系统堵塞预警方法，包括如下步骤：
[0007]历史数据提取：按照环号、按照时间提取历史数据；
[0008]数据状态筛选：对历史数据进行掘进状态判断、剔除非掘进段数据，对历史数据进行启动段、稳定段检测，检测历史数据量相对于时间、环号、里程是否满足当量要求；
[0009]数据性态分析：对历史数据性态进行判断，获取当量历史数据的包含百分位点、众数、数据偏离带范围、孤点分布特点在内的数据分布信息；
[0010]历史数据清洗：对历史数据进行绝对量限制清洗和相对量清洗，进行点群数量检测，剔除过短数据段，获得历史数据特征；
[0011]实时数据积累：每分钟向前提取10分钟的实时数据，建立实时数据滑窗，累计实时数据；
[0012]当量数据检测：对累计实时数据进行启动段、稳定段、点群数量检测，剔除孤点数据，检测实时数据量是否满足当量要求；
[0013]实时数据清洗：每隔一分钟对累计的实时数据进行一次绝对量的数据清洗；
[0014]滑窗处理：对滑窗数据进行平滑处理同时丢弃滑窗末端的部分数据，保持有效的十分钟滑窗数据；
[0015]特征数据分析：对实时数据进行与所述历史数据提取、数据状态筛选、数据性态分析、历史数据清洗方法相同的特征数据处理,获得实时数据特征；
[0016]盾构状态查询：每分钟判断盾构当前状态等信息；
[0017]直径类型查询：每分钟判断盾构类型信息、与盾构当前状态信息构成盾构状态数据；
[0018]环流系统堵塞判据：根据不同线路上泥水盾构环流系统堵塞状态下包含进排浆流量、推进力、泥水仓压力、气垫仓压力在内信息的相应特征数据的变化规律获取环流系统堵塞判据，对包含泥水平衡盾构进排浆流量、推进力、泥水仓压力、气垫仓压力在内的信息进行平滑处理，获取包含各项参数的斜率、波动情况、均值在内的相应特征数据值，获得基础健康数据特征与整体数据趋势；
[0019]环流系统堵塞预警：结合历史数据特征、实时数据特征、盾构状态信息与盾构环流系统堵塞判据，判断是否发生环流系统堵塞异常事件，若判定发生环流系统堵塞异常进而判断环流系统堵塞严重程度；在盾构施工过程中实时判断是否发生环流系统堵塞异常。
[0020]进一步的，历史数据提取步骤具体包括：按环号提取历史数据时采取循环提取策略，以一环为一个基本单位循环提取，当环号信息失效时选取时间作为关键字判断条件，以一小时为一个基本单位循环提取数据。
[0021]进一步的，所述数据状态筛选具体包括：当历史数据满足当量要求时，进行数据性态分析操作，若不满足则继续进行循环提取。
[0022]进一步的，所述实时数据积累步骤中每分钟向前提取10分钟的数据具体指：建立线程管理函数，对应线路每分钟创建线程向前提取10分钟的数据。
[0023]进一步的，所述盾构状态查询步骤具体包括：对于在建项目进行筛选，在筛选集合中选取处于掘进状态的盾构机。
[0024]进一步的，所述直径类型查询步骤具体包括：判断正在掘进状态的盾构机的盾构类型，选择泥水平衡盾构。
[0025]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：可通过盾构施工参数的实时数据和历史数据特点进行盾构环流系统堵塞的判断和预警，实现每分钟对盾构施工实时数据累计和盾构状态判断，进而结合历史数据特征、盾构状态信息、环流系统堵塞判据完成盾构环流系统堵塞的分钟级快速预警；结合所有施工线路同时对多个线路泥水盾构实时判断、对多线路环流系统堵塞同时预警，能够为盾构施工人员提供准确、及时的盾构环流系统堵塞预警。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的一种盾构环流系统堵塞预警方法的具体实施例1的工作流程图；
[0027]图2是用于实施本专利技术的盾构环流系统堵塞预警系统的结构框图。
[0028]具体实施方式的下面结合附图对本专利技术进行详细描述。
[0029]本专利技术的一种盾构环流系统堵塞预警方法的具体实施例1：
[0030]一种盾构环流系统堵塞预警方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0031]历史数据提取：按照环号、按照时间提取历史数据；按环号提取历史数据时采取循环提取策略，以一环为一个基本单位循环提取，当环号信息失效时选取时间作为关键字判断条件，以一小时为一个基本单位循环提取数据。
[0032]数据状态筛选：对历史数据进行掘进状态判断、剔除非掘进段数据，对历史数据进行启动段、稳定段检测，检测历史数据量相对于时间、环号、里程是否满足当量要求，当历史数据满足当量要求时，进行数据性态分析操作，若不满足则继续进行循环提取。
[0033]数据性态分析：对历史数据性态进行判断，获取当量历史数据的包含百分位点、众数、数据偏离带范围、孤点分布特点在内的数据分布信息。
[0034]历史数据清洗：对历史数据进行基于设备特点的绝对量限制清洗和基于连续数据规律的相对量清洗，进行点群数量检测，剔除过短数据段，获得历史数据特征。
[0035]实时数据积累：建立线程管理函数，对应线路每分钟创建线程向前提取10分钟的数据，建立实时数据滑窗，累计实时数据。
[0036]当量数据检测：对累计实时数据进行启动段、稳定段、点群数量检测，剔除孤点数据，检测实时数据量是否满足当量要求。
[0037]实时数据清洗：每隔一分钟对累计的实时数据进行一次绝对量的数据清洗；
[0038]滑窗处理：对滑窗数据进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构环流系统堵塞预警方法，其特征在于，包括如下步骤：历史数据提取：按照环号、按照时间提取历史数据；数据状态筛选：对历史数据进行掘进状态判断、剔除非掘进段数据，对历史数据进行启动段、稳定段检测，检测历史数据量相对于时间、环号、里程是否满足当量要求；数据性态分析：对历史数据性态进行判断，获取当量历史数据的包含百分位点、众数、数据偏离带范围、孤点分布特点在内的数据分布信息；历史数据清洗：对历史数据进行绝对量限制清洗和相对量清洗，进行点群数量检测，剔除过短数据段，获得历史数据特征；实时数据积累：每分钟向前提取10分钟的实时数据，建立实时数据滑窗，累计实时数据；当量数据检测：对累计实时数据进行启动段、稳定段、点群数量检测，剔除孤点数据，检测实时数据量是否满足当量要求；实时数据清洗：每隔一分钟对累计的实时数据进行一次绝对量的数据清洗；滑窗处理：对滑窗数据进行平滑处理同时丢弃滑窗末端的部分数据，保持有效的十分钟滑窗数据；特征数据分析：对实时数据进行与所述历史数据提取、数据状态筛选、数据性态分析、历史数据清洗方法相同的特征数据处理,获得实时数据特征；盾构状态查询：每分钟判断盾构当前状态等信息；直径类型查询：每分钟判断盾构类型信息、与盾构当前状态信息构成盾构状态数据；环流系统堵塞判据：根据不同线路上泥水盾构环流系统堵塞状态下包含进排浆流量、推进力、泥水仓压力、气垫仓压力在内信息的相应特征数据的变化规律获取环流系统堵塞判据，对包含泥水平衡盾构进排浆流量、推进力、泥水仓压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦雨，游金虎，李增，周毅，李治国，江南，高会中，张合沛，李叔敖，黄金光，阳成，夏明，史志慧，羊天利，黄威，陈乐乐，梁荣章，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：