【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于施工组织系统领域，特别是涉及到隧道钻爆法施工场景下多源数据融合的智能化施工组织系统及方法。
技术介绍
1、建设工程施工组织系统受管理体系的影响，系统功能按业务需求分成质量管理、安全管理、进度管理、成本管理、技术管理、物料管理、劳务管理、设备管理等模块。上述功能模块与部门职能对应，导致相互之间信息割裂。建设工程领域长期通过政策、规范、信息技术等推动解决信息孤岛问题，但受制于行业的特殊性，最终效果欠佳。隧道施工不仅成本高、周期长而且具有危险性。隧道钻爆法施工组织要统筹考虑地质围岩、工艺工法、人机材等全景信息。所以，按照原有思想设计的施工组织系统有如下不足之处：
2、(1)信息集成度低，要通过不同的模块查看数据，而且数据的组织方式存在重复、歧义、异构等问题，无法帮助项目管理者准确且高效的掌握施工项目的全景信息；
3、(2)数据联动性差，无法实现数据驱动；
4、(3)缺少深入的数据分析，当前施工组织系统对数据的处理主要是持久化存储、网络间数据交换、简单的数据统计。缺乏对数据本身和数据与数据之间所表征的事实做深入的分析，很难就此达成降本增效和提高施工质量安全水平的目的；
5、(4)进度测算不准，当前施工组织系统中的进度预测多是基于设计参数和经验指标得出，未考虑实际工况、外部环境变化的扰动和循环工序的长观测概率分布。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，提高信息集成度，增强数据联动性，能够
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，包括接入层、展示层、业务层；所述接入层连接超前地质预报系统、拌合站系统、机械设备管理系统，获取围岩等级、不良地质、探测里程、混凝土生产数据、混凝土运输数据、机械参数、机械使用时长、机械维保数据；所述业务层包括施工组织仿真优化模块，以及基于施工组织仿真优化模块的数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统；所述展示层可视化展示数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统的输出内容。
4、进一步的，所述施工组织仿真优化模块的输入为围岩等级、不良地质、仿真里程；包括仿真和优化功能，仿真时输出各工序作业时间表；优化时输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表；所述施工组织仿真优化模块的运行基于机械故障率预测模块、混凝土调配预测优化模块、工序耗时预测模块；优化时混凝土调配预测模块以工序开始前混凝土达到为约束条件；
5、所述机械故障率预测模块是基于神经网络、使用在相似工况下机械性能变化的历史数据训练的机械故障率预测算法模块，并通过接入实时的机械参数、机械使用时长、机械维保数据进行参数调整优化，提升准确性；
6、所述混凝土调配预测优化模块实时计算混凝土生产数据和运输数据获得混凝土到达时间，并以到达时间为约束进行生产和运输调度优化；
7、工序耗时预测模块是基于神经网络、使用在相似工况下各工序作业时间的历史数据训练的工序耗时预测算法模块，通过当前工点施工数据更新工序耗时预测算法的模型参数；
8、所述机械故障预测模块输入机械类型，返回所述机械类型的预测故障时长，工序作业结束后接收所述机械类型的机械使用时长；混凝土调配预测优化模块输入期望到达时间、施工里程、施工部位、运输沿线作业信息、优化标记，返回混凝土到达时间或在优化时输出调配时间表；工序耗时预测模块输入工序，返回所述工序的预测耗时。
9、进一步的，所述数字化施工组织虚拟仿真系统是以超前地质预报系统中获取的围岩等级、不良地质、探测里程为输入，调用所述施工组织仿真优化模块，并将仿真功能输出的各工序作业时间表用基于bim和unity动画的方式实现可视化。
10、进一步的，所述智能化施工组织优化系统包括实时施工组织优化模块和全线施工进度预测模块；
11、所述实时施工组织优化模块以超前地质预报系统中获取的围岩等级、不良地质、探测里程为输入，调用所述施工组织仿真优化模块，通过优化功能将混凝土在工序开始前到达作为约束条件，输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表，以斜率图的方式实现可视化；如果混凝土调配时间表与计划时间表不一致则进行提示；
12、所述全线施工进度预测模块以设计围岩、设计不良地质、设计里程为输入，调用所述施工组织仿真优化模块，并将仿真输出的预测作业时间表以斜率图的方式实现可视化。
13、本专利技术另一方面还提出了应用上述隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统的方法，包括：
14、s1、数据采集；通过接入层连接超前地质预报系统、拌合站系统、机械设备管理系统定时采集数据；
15、s2、通过所述施工组织仿真优化模块的仿真流程，输入超前地质预报系统中获取的围岩等级、不良地质、探测里程，得到并输出各工序作业时间表，基于bim和unity动画的方式在展示层实现可视化；
16、s3、通过所述施工组织仿真优化模块的优化流程，输入超前地质预报系统中获取的围岩等级、不良地质、探测里程，得到并输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表，以斜率图的方式在展示层实现可视化；
17、s4、通过所述施工组织仿真优化模块的仿真流程，输入围岩等级、不良地质、探测里程的设计数据，得到并输出预测作业时间表以斜率图的方式在展示层实现可视化。
18、进一步的，步骤s1所述数据采集包括：定时从超前地质预报系统采集围岩等级、不良地质、探测里程数据；定时从拌合站系统采集混凝土生产数据、混凝土运输数据；定时从机械设备管理系统采集机械参数、机械使用时长、机械维保数据。
19、进一步的，所述施工组织仿真优化模块的仿真流程包括：
20、s10、输入围岩等级、不良地质、仿真里程，启动施工组织仿真优化模块；启动时加载机械故障率预测模块、混凝土调配预测优化模块、工序耗时预测模块；
21、s20、判断是否有不良地质；
22、s30、施工组织仿真优化模块启动，开始循环作业；
23、s40、调用机械故障率预测模块，依次预测钻孔工序、装药爆破工序、清撬出渣工序、立架挂网工序、锁脚锚杆工序的各工序装备的机械故障时长；调用工序耗时预测模块依次预测钻孔工序、装药爆破工序、清撬出渣工序、立架挂网工序、锁脚锚杆工序的各工序耗费工时，各工序的总耗费工时等于所述各工序装备的机械故障时长加上所述各工序耗费工时；将各工序的机械故障时长、耗费工时、总耗费工时输出记录到作业时间表；
24、s50、报检工序：调用工序耗时预测模块预测报检工序耗费工时，并将耗费工时输出记录到作业时间表；
25、s60、喷射混凝土工序：调用机械故障率预测模块，预测喷射混凝土装备的机械故障时长t1；调用混凝土调配预测优化模块，预测混凝土到达时间d，令调用工序耗时预测模块预测支护工序耗费工时t3；喷射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，包括接入层、展示层、业务层；所述接入层连接超前地质预报系统、拌合站系统、机械设备管理系统，获取围岩等级、不良地质、探测里程、混凝土生产数据、混凝土运输数据、机械参数、机械使用时长、机械维保数据；所述业务层包括施工组织仿真优化模块，以及基于施工组织仿真优化模块的数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统；所述展示层可视化展示数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统的输出内容。
2.根据权利要求1所述的隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，所述施工组织仿真优化模块的输入为围岩等级、不良地质、仿真里程；包括仿真和优化功能，仿真时输出各工序作业时间表；优化时输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表；所述施工组织仿真优化模块的运行基于机械故障率预测模块、混凝土调配预测优化模块、工序耗时预测模块；优化时混凝土调配预测模块以工序开始前混凝土达到为约束条件；
3.根据权利要求1所述的隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，所述数字化施工组织虚拟仿真系统是以超前
4.根据权利要求1所述的隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，所述智能化施工组织优化系统包括实时施工组织优化模块和全线施工进度预测模块；
5.应用如权利要求1-4任一项所述隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统的方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S1所述数据采集包括：定时从超前地质预报系统采集围岩等级、不良地质、探测里程数据；定时从拌合站系统采集混凝土生产数据、混凝土运输数据；定时从机械设备管理系统采集机械参数、机械使用时长、机械维保数据。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述施工组织仿真优化模块的仿真流程包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述施工组织仿真优化模块的优化流程与仿真流程相同，将混凝土在工序开始前到达作为约束条件，输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，包括接入层、展示层、业务层；所述接入层连接超前地质预报系统、拌合站系统、机械设备管理系统，获取围岩等级、不良地质、探测里程、混凝土生产数据、混凝土运输数据、机械参数、机械使用时长、机械维保数据；所述业务层包括施工组织仿真优化模块，以及基于施工组织仿真优化模块的数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统；所述展示层可视化展示数字化施工组织虚拟仿真系统和智能化施工组织优化系统的输出内容。
2.根据权利要求1所述的隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，所述施工组织仿真优化模块的输入为围岩等级、不良地质、仿真里程；包括仿真和优化功能，仿真时输出各工序作业时间表；优化时输出各工序作业时间表和混凝土调配时间表；所述施工组织仿真优化模块的运行基于机械故障率预测模块、混凝土调配预测优化模块、工序耗时预测模块；优化时混凝土调配预测模块以工序开始前混凝土达到为约束条件；
3.根据权利要求1所述的隧道钻爆法多源数据融合的施工组织智能化系统，其特征在于，所述数字化施工组织虚拟仿真系统是以超...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞知，周冠南，杜成元，罗生宏，樊立龙，付军恩，汪本刚，张凯，杨腾添，龚瑞君，常洁，黄群广，林如，孙吴宏，
申请(专利权)人：中国铁建大桥工程局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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