【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工，具体为一种斜井隧道接力式反坡排水系统。
技术介绍
1、接力式反坡排水系统是通过多组水泵组合来对斜井隧道内的积水进行排除的设备，但现有的接力式反坡排水系统仍然存在不足之处，具体为：现有的接力式反坡排水系统需要操作人员人工调整运行参数，并不间断对系统进行巡检，避免堵塞，操作较为繁琐，智能化程度较低。
2、因此，需要一种斜井隧道接力式反坡排水系统来解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种斜井隧道接力式反坡排水系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种斜井隧道接力式反坡排水系统，包括控制台、检测机构以及排水机构，所述控制台的内部安装有排水管理软件，所述排水管理软件包括优化单元、堵塞判断单元以及温度判断单元。
4、作为本专利技术优选的方案，所述控制台通过导线与排水机构相连接，所述检测机构通过无线数据网络与控制台相连接。
5、作为本专利技术优选的方案，所述检测机构包括各种具有无线数据传输功能的流量传感器、流速传感器、距离传感器、液面高度传感器以及温度传感器，所述排水机构包括各种由多组水泵、导流管道以及阀门组成的泵站机组，所述检测机构和排水机构均设置有多组。
6、作为本专利技术优选的方案，所述优化单元的具体分析步骤为：将排水机构的泵站机组配置输入控制台中，优化单元根据隧道排水要求以及泵站机组配置，优化单元建立
7、作为本专利技术优选的方案，所述堵塞判断单元的具体分析步骤为：检测机构检测排水机构中的流体并获得各个检测位置的流动数据，并将数据输入控制台中，堵塞判断单元将输入的多组流动数据逐一代入堵塞公式中，计算得到多组堵塞特征值，将多组堵塞特征值逐一与堵塞阈值进行比较，并挑选出小于堵塞阈值的堵塞特征值，根据挑选出的堵塞特征值反向筛选出对应的流动数据，根据筛选出的流动数据挑拣出对应的检测机构，堵塞判断单元将挑拣的检测机构位置信息传递给检修人员，检修人员根据接收到的位置信息对排水机构进行检修。
8、作为本专利技术优选的方案，所述温度判断单元的具体分析步骤：检测机构会检测排水机构的管道温度数据，并将检测到的多组管道温度数据输入控制台中，温度判断单元会计算出相邻检测机构测量的管道温度数据差值，并将差值与温度阈值进行比对，若差值高于温度阈值，表明相邻管道之间的温差较大，流体内的可溶解矿物质容易析出堵塞管道，温度判断单元会向维护人员传递信息，维护人员根据信息对管道进行保温或散热处理。
9、作为本专利技术优选的方案，所述优化目标模型表达式为其中p为表示排水系统总功率，qi表示第i台水泵的实际流量，hi表示第i台水泵的实际扬程，ηi表示第i台水泵的实际效率，ρ表示流体密度，g表示重力加速度，n表示各级泵站所包含的水泵数量，相关约束条件包括单泵流量约束、泵站排水量平衡、单泵高效区间约束以及扬程约束。
10、作为本专利技术优选的方案，所述堵塞公式为其中q为堵塞特征值、q为流体流量，v为流体当前流速，h为液位高度、d为检测机构与流体液面距离。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
12、1、本专利技术中，通过将排水机构的泵站机组配置输入控制台中，优化单元根据隧道排水要求，获取排水机构所组成的泵站机组配置，优化单元建立优化目标模型，并根据优化模型和泵站机组配置，得到泵站机组配置的相关约束条件，根据泵站机组的当前相关约束条件，确定目标约束函数，根据目标约束函数，利用rank算法，得到适应度函数值，将适应度函数值与预设值进行比对，若适应度函数值没有达到预设值，则根据预设精英数目和交叉后代比例对部分相关约束条件中的部分数据进行交叉变异处理，得到新的相关约束条件，将新的相关约束条件作为泵站机组的当前相关约束条件进行重新处理，直至适应度函数值达到预设值，利用遗传算法对适应度函数值进行处理，得到排水机构中的泵站机组最佳运行工况参数，优化单元将参数输入排水机构内，排水机构根据输入的工况参数调节运行状态，检测机构检测排水机构中的流体并获得各个检测位置的流动数据，并将数据输入控制台中，堵塞判断单元将输入的多组流动数据逐一代入堵塞公式中，计算得到多组堵塞特征值，将多组堵塞特征值逐一与堵塞阈值进行比较，并挑选出小于堵塞阈值的堵塞特征值，根据挑选出的堵塞特征值反向筛选出对应的流动数据，根据筛选出的流动数据挑拣出对应的检测机构，堵塞判断单元将挑拣的检测机构位置信息传递给检修人员，检修人员根据接收到的位置信息对排水机构进行检修，可以根据排水机构的水泵组成和相关约束条件来自动调整排水机构的运行参数，并根据检测机构的流体流动数据来判断管道是否出现堵塞，操作较为方便，智能化程度较高，同时通过检测机构会检测排水机构的管道温度数据，并将检测到的多组管道温度数据输入控制台中，温度判断单元会计算出相邻检测机构测量的管道温度数据差值，并将差值与温度阈值进行比对，若差值高于温度阈值，表明相邻管道之间的温差较大，流体内的可溶解矿物质容易析出堵塞管道，温度判断单元会向维护人员传递信息，维护人员根据信息对管道进行保温或散热处理，能够在排水过程中，尽可能减少积水中可溶物的溶出，降低管道堵塞概率。
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1.一种斜井隧道接力式反坡排水系统，包括控制台(1)、检测机构(2)以及排水机构(3)，其特征在于：所述控制台(1)的内部安装有排水管理软件(4)，所述排水管理软件(4)包括优化单元(5)、堵塞判断单元(6)以及温度判断单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述控制台(1)通过导线与排水机构(3)相连接，所述检测机构(2)通过无线数据网络与控制台(1)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述检测机构(2)包括各种具有无线数据传输功能的流量传感器、流速传感器、距离传感器、液面高度传感器以及温度传感器，所述排水机构(3)包括各种由多组水泵、导流管道以及阀门组成的泵站机组，所述检测机构(2)和排水机构(3)均设置有多组。
4.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述优化单元(5)的具体分析步骤为：将排水机构(3)的泵站机组配置输入控制台(1)中，优化单元(5)根据隧道排水要求以及泵站机组配置，优化单元(5)建立优化目标模型，并根据优化模型
5.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述堵塞判断单元(6)的具体分析步骤为：检测机构(2)检测排水机构(3)中的流体并获得各个检测位置的流动数据，并将数据输入控制台(1)中，堵塞判断单元(6)将输入的多组流动数据逐一代入堵塞公式中，计算得到多组堵塞特征值，将多组堵塞特征值逐一与堵塞阈值进行比较，并挑选出小于堵塞阈值的堵塞特征值，根据挑选出的堵塞特征值反向筛选出对应的流动数据，根据筛选出的流动数据挑拣出对应的检测机构(2)，堵塞判断单元(6)将挑拣的检测机构(2)位置信息传递给检修人员，检修人员根据接收到的位置信息对排水机构(3)进行检修。
6.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述温度判断单元(7)的具体分析步骤：检测机构(2)会检测排水机构(3)的管道温度数据，并将检测到的多组管道温度数据输入控制台(1)中，温度判断单元(7)会计算出相邻检测机构(2)测量的管道温度数据差值，并将差值与温度阈值进行比对，若差值高于温度阈值，表明相邻管道之间的温差较大，流体内的可溶解矿物质容易析出堵塞管道，温度判断单元(7)会向维护人员传递信息，维护人员根据信息对管道进行保温或散热处理。
7.根据权利要求4所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述优化目标模型表达式为其中P表示排水系统总功率，Qi表示第i台水泵的实际流量，Hi表示第i台水泵的实际扬程，ηi表示第i台水泵的实际效率，ρ表示流体密度，g表示重力加速度，n表示各级泵站所包含的水泵数量，相关约束条件包括单泵流量约束、泵站排水量平衡、单泵高效区间约束以及扬程约束。
8.根据权利要求5所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述堵塞公式为其中Q为堵塞特征值、q为流体流量，V为流体当前流速，h为液位高度、D为检测机构(2)与流体液面距离。
...【技术特征摘要】
1.一种斜井隧道接力式反坡排水系统，包括控制台(1)、检测机构(2)以及排水机构(3)，其特征在于：所述控制台(1)的内部安装有排水管理软件(4)，所述排水管理软件(4)包括优化单元(5)、堵塞判断单元(6)以及温度判断单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述控制台(1)通过导线与排水机构(3)相连接，所述检测机构(2)通过无线数据网络与控制台(1)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述检测机构(2)包括各种具有无线数据传输功能的流量传感器、流速传感器、距离传感器、液面高度传感器以及温度传感器，所述排水机构(3)包括各种由多组水泵、导流管道以及阀门组成的泵站机组，所述检测机构(2)和排水机构(3)均设置有多组。
4.根据权利要求1所述的一种斜井隧道接力式反坡排水系统，其特征在于：所述优化单元(5)的具体分析步骤为：将排水机构(3)的泵站机组配置输入控制台(1)中，优化单元(5)根据隧道排水要求以及泵站机组配置，优化单元(5)建立优化目标模型，并根据优化模型和泵站机组配置，得到泵站机组配置的相关约束条件，根据泵站机组的当前相关约束条件，确定目标约束函数，根据目标约束函数，利用rank算法，得到适应度函数值，将适应度函数值与预设值进行比对，若适应度函数值没有达到预设值，则根据预设精英数目和交叉后代比例对部分相关约束条件中的部分数据进行交叉变异处理，得到新的相关约束条件，将新的相关约束条件作为泵站机组的当前相关约束条件进行重新处理，直至适应度函数值达到预设值，利用遗传算法对适应度函数值进行处理，得到排水机构(3)中的泵站机组最佳运行工况参数，优化单元(5)将参数输入排水机构(3)内，排水机构(3)根据输入的工况参数调节运行状态。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭军，杨瑞，郭建群，张泰安，周党伟，赵少强，刘顺超，李二伟，白阿文，张小宁，
申请(专利权)人：中铁七局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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