基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置、方法及系统，该装置包括：传感器集成模块，用于：采集盾尾密封腔内多个监测点位的油脂数据；注脂压力获得模块，用于：读取盾尾密封内多个监测点位的注脂压力；漏浆预警模块，用于：根据所述油脂数据、注脂压力和基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力；根据预测的盾尾密封油脂压力和计算的盾尾泥浆压力确定盾尾密封漏浆风险等级，并生成预警信息。本发明专利技术可以实时监测并预测盾尾密封腔内油脂压力，并发出漏浆风险预警。漏浆风险预警。漏浆风险预警。

【技术实现步骤摘要】
基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置、方法及系统


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其涉及一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置、方法及系统。

技术介绍

[0002]盾尾密封系统是盾构机的关键系统之一，盾尾密封漏浆会导致泥水舱的泥浆和地下水大量涌入隧道内，造成地面塌陷、人员伤亡等重大灾害。盾构机常采用的密封系统是由3道密封刷和密封油脂组成，密封刷具有弹性，安装在盾体上，紧紧贴住管片，在盾尾刷间的空隙里，利用压力灌入油脂进行密封。在盾构机掘进过程中，需要实时监测盾尾密封腔内的油脂变化，防止泥水腔的泥浆和地下水贯穿盾尾刷，造成盾尾密封漏浆。
[0003]现有的关于盾尾密封漏浆预警的系统主要采用压力传感器监测盾尾密封油脂压力或对盾构机原始数据进行分析，提出预警规则，但是现有方案均无法预测数据走势，只实现了报警，未实现预警。
[0004]因此，非常有必要提出一款实时监测盾尾密封腔内油脂压力，为主司机发出漏浆风险预警的方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提出一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置，用以实时监测并预测盾尾密封腔内油脂压力，并发出漏浆风险预警，该装置包括：
[0006]传感器集成模块，用于：采集盾尾密封腔内多个监测点位的油脂数据；
[0007]注脂压力获得模块，用于：读取盾尾密封内多个监测点位的注脂压力；
[0008]漏浆预警模块，用于：根据所述油脂数据、注脂压力和基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力；根据预测的盾尾密封油脂压力和计算的盾尾泥浆压力确定盾尾密封漏浆风险等级，并生成预警信息。
[0009]本专利技术实施例提出一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法，用以实时监测并预测盾尾密封腔内油脂压力，并发出漏浆风险预警，该方法包括：
[0010]采集盾尾密封腔内多个监测点位的油脂数据；
[0011]读取盾尾密封内多个监测点位的注脂压力；
[0012]根据所述油脂数据、注脂压力和基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力；
[0013]根据预测的盾尾密封油脂压力和计算的盾尾泥浆压力确定盾尾密封漏浆风险等级，并生成预警信息。
[0014]本专利技术实施例提出一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警系统，用以实时监测并预测盾尾密封腔内油脂压力，并发出漏浆风险预警，该系统包括：
[0015]基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置、盾构机、盾尾密封监测系统横切面展示模块、盾尾密封刷、管片、尾盾壳，其中，
[0016]基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置设于盾构机上；
[0017]盾尾密封刷设于尾盾壳上，且盾尾密封刷之间设有传感器安装位置，传感器安装位置用于安装多个传感器；
[0018]盾构机，用于开挖隧道；
[0019]盾尾密封刷，用于形成密封腔，隔绝泥浆和地下水。
[0020]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法。
[0021]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法。
[0022]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法。
[0023]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法。
[0024]在本专利技术实施例中，传感器集成模块，用于：采集盾尾密封腔内多个监测点位的油脂数据；注脂压力获得模块，用于：读取盾尾密封内多个监测点位的注脂压力；漏浆预警模块，用于：根据所述油脂数据、注脂压力和基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力；根据预测的盾尾密封油脂压力和计算的盾尾泥浆压力确定盾尾密封漏浆风险等级，并生成预警信息。与现有技术中主要采用压力传感器监测盾尾密封油脂压力或对盾构机原始数据进行分析，只实现了报警，未实现预警的技术方案相比，本专利技术实施例可采集多个监测点位的油脂数据和注脂压力，并基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，预测盾尾密封油脂压力，并生成预警信息，实现对盾尾密封漏浆风险的准确预警，解决了盾尾密封“监测难、预警难”的问题，确保盾构机安全高效掘进，促进隧道掘进向智能化、无人化发展。可提高工作效率，节省人力物力，保障盾构机安全高效掘进。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0026]图1为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警系统示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置的示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警方法的流程图；
[0029]图4为本专利技术实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0031]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0032]图1为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警系统的示意图，图1中的(a)为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警系统中盾构机的侧面图，图1中的(b)为本专利技术实施例中基于多源信息的盾尾密封漏浆预警系统中盾构机的纵剖面，图1中的(c)为本专利技术实施例中盾尾密封监测系统横切面展示模块展示的盾尾密封监测系统横切面，该系统包括：
[0033]基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置2、盾构机1、盾尾密封刷4、尾盾壳7，其中，
[0034]基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置设于盾构机上；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源信息的盾尾密封漏浆预警装置，其特征在于，包括：传感器集成模块，用于：采集盾尾密封腔内多个监测点位的油脂数据；注脂压力获得模块，用于：读取盾尾密封内多个监测点位的注脂压力；漏浆预警模块，用于：根据所述油脂数据、注脂压力和基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力；根据预测的盾尾密封油脂压力和计算的盾尾泥浆压力确定盾尾密封漏浆风险等级，并生成预警信息。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数据存储模块，用于：存储采集的油脂数据和读取的注脂压力；无线通信装置，用于：将预警信息给地面指挥中心和主司机；地面指挥中心，用于：在获得预警信息时，生成处理方案。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型以长短时记忆神经网络为框架，包括输入层、Dropout层、全连接层组成的神经网络。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盾尾密封腔包括盾尾密封的前腔、中腔和后腔；所述油脂数据包括油脂压力、油脂温度和油脂含水量。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，漏浆预警模块包括：多元时间序列组成模块，用于将所述油脂数据及注脂压力组成多元时间序列；预测模块，用于将多元时间序列输入至基于多元时间序列的盾尾密封漏浆预警算法模型，获得预测的盾尾密封油脂压力，预测的盾尾密封油脂压力为未来预设时长的盾尾密封油脂压力；泥浆压力计算模块，用于：计算盾尾泥浆压力；压差计算模块，用于根据预测的盾尾密封油脂压力、盾尾泥浆压力，计算盾尾密封腔间压差，所述盾尾密封腔间压差包括盾尾密封前腔、中腔、后腔和泥水腔间的压差；风险等级确定模块，用于根据盾尾密封腔间压差和基准区间，确定盾尾密封风险等级；预警信息生成模块，用于：根据盾尾密封漏浆风险等级，生成预警信息。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，漏浆预警模块还包括预处理模块，用于：在将所述油脂数据及注脂压力组成多元时间序列之前，采用阈值法和/或滑动平均滤波法剔除采集的油脂数据和注脂压力的异常值，再选取每分钟的均值作为样本；对剔除异常值的油脂数据取均值；多元时间序列组成模块具体用于：将所述均值组成多元时间序列。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，泥浆压力计算模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭娜，荆留杰，李鹏宇，王宁，魏晓龙，郑赢豪，杨晨，张娜，王永胜，王双敬，周树亮，孙森震，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：