一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法技术

技术编号:46561385 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-10 21:14
本发明专利技术公开了一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,属于智能交通基础设施技术领域。本发明专利技术的步骤为:(a)采用多层石墨烯‑氮化硼异质结构复合传感材料制备分布式传感器阵列;(b)基于激光雷达扫描获取的隧道三维形变数据与光纤光栅传感数据进行空间配准,构建动态分区模型;(c)建立包含能耗效率、设备寿命、安全系数三个维度的多目标优化函数,并引入设备维护成本权重因子;步骤(d)通过改进型NSGA‑III算法进行协同优化计算前,执行设备工作模式预筛选步骤。本发明专利技术采用石墨烯‑氮化硼异质结构复合材料,通过等离子体活化与原子层沉积工艺,使传感器抗盐雾腐蚀能力提升3倍,在95%RH湿度环境下使用寿命延长至8年以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通基础设施,更具体地说,涉及一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法


技术介绍

1、随着超长隧道工程规模不断扩大,机电设备系统的复杂性与控制难度显著增加。传统控制方法主要存在以下技术瓶颈:1、传感器网络在潮湿、振动等恶劣环境下灵敏度衰减严重,常规材料易受化学腐蚀导致寿命缩短;2、多源异构数据(如激光点云与光纤应变数据)的空间配准精度不足,难以实现动态分区精准控制;3、设备维护依赖定期人工巡检,无法实时预测突发故障,且缺乏跨隧道系统的知识共享机制;4、现有数字孪生模型参数校准与传感器自维护过程分离,长期运行易产生数据漂移问题。尤其对于10km以上特长隧道,现有普遍存在控制响应滞后、设备协同效率低、能源浪费显著等问题,难以满足现代智慧隧道建设需求。


技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、针对现有技术存在的缺陷与不足,本专利技术提供了一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,采用石墨烯-氮化硼异质结构复合材料,通过等离子体活化与原子层沉积工艺,使传感器抗盐雾腐蚀能力提升3倍,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(a)中所述多层石墨烯-氮化硼异质结构复合材料的制备包括:石墨烯与碳纳米管经等离子体活化处理后,通过原子层沉积技术生成5-8nm厚度的氮化硼隔离层,随后进行阶梯式升温固化处理,具体为以10℃/min速率升至180℃保持30分钟,再以5℃/min速率升至260℃保持45分钟。

3.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(b)中动态分区模型的构建具体包括:

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【技术特征摘要】

1.一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(a)中所述多层石墨烯-氮化硼异质结构复合材料的制备包括:石墨烯与碳纳米管经等离子体活化处理后,通过原子层沉积技术生成5-8nm厚度的氮化硼隔离层,随后进行阶梯式升温固化处理,具体为以10℃/min速率升至180℃保持30分钟,再以5℃/min速率升至260℃保持45分钟。

3.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(b)中动态分区模型的构建具体包括:

4.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(d)中所述改进型nsga-iii算法包括:

5.根据权利要求1所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:步骤(e)中所述自清洁操作具体为:通过压电陶瓷产生20-40khz超声波去除传感器表面沉积物,且该操作与数字孪生系统的参数校准过程同步执行。

6.根据权利要求5所述的一种超长隧道机电设备多目标协同优化控制方法,其特征在于:所述数字孪生系统构建设备虚拟镜像时,将实时传感数据与虚拟模...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴鑫陈扬胡江龙郑治飞
申请(专利权)人:中国十七冶集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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