[發(fā)明專利]一種刀盤結(jié)泥餅預(yù)警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011029983.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112031798B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李光;林福龍;路亞緹;趙祥;孟祥波;魏曉龍;陳力;廉潤澤;王昆;謝榮燦;焦敬波;周樹亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/00;E21F17/18
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

1.一種刀盤結(jié)泥餅預(yù)警方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，采集K 組盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)，每組盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)均包括刀盤推力F、刀盤

扭矩T 、推進(jìn)速度V 和渣土溫度T_m ；

S2，根據(jù)步驟S1 中的每組盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)對刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)進(jìn)行判斷，建立關(guān)鍵參

數(shù)與泥餅狀態(tài)對照數(shù)據(jù)集，將關(guān)鍵參數(shù)與泥餅狀態(tài)對照數(shù)據(jù)集隨機(jī)劃分為樣本訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)

驗證集；

S3，通過控制系統(tǒng)設(shè)定目標(biāo)誤差u ；

S4，利用樣本訓(xùn)練集訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到刀盤泥餅狀態(tài)評估模型，將數(shù)據(jù)驗證集輸入刀盤

泥餅狀態(tài)評估模型并計算誤差率v ；

所述步驟S4 包括如下步驟：

S4.1，建立包括輸入層、隱含層和輸出層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

S4.2，根據(jù)樣本訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)驗證集分別繪制不同結(jié)泥餅狀態(tài)下的樣本數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖

和驗證數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖；

S4.3，基于樣本數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練得到刀盤泥餅狀態(tài)評估模型；

S4.4，將驗證數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖輸入刀盤泥餅狀態(tài)評估模型輸出刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)；

S4.5，將步驟S4.4 所得到的刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)與數(shù)據(jù)驗證集中的刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)進(jìn)行比較

計算誤差率v；

S5，將誤差率v與目標(biāo)誤差u進(jìn)行比較，如果v≥u，則返回步驟S4，直至v ＜u；

S6，在線采集新的盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)，利用刀盤泥餅狀態(tài)評估模型對刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)

進(jìn)行實時評估并預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀盤結(jié)泥餅預(yù)警方法，其特征在于，在步驟S4.2 中，所述繪制

不同結(jié)泥餅狀態(tài)下的樣本數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖和驗證數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖包括如下步驟：

a，采用聚類法剔除樣本訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)驗證集中的離群點；

b，對剔除離群點后的樣本訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)驗證集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；

c，根據(jù)步驟b 中的歸一化后的樣本訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)驗證集分別繪制不同刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)下

的樣本數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖和驗證數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖；

d，對步驟c 中所得到的樣本數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖和驗證數(shù)據(jù)參數(shù)曲線圖依次進(jìn)行灰度化和二

值化處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1 或2所述的刀盤結(jié)泥餅預(yù)警方法，其特征在于，所述刀盤結(jié)泥餅狀態(tài)包括未結(jié)泥餅、開始結(jié)泥餅和已經(jīng)結(jié)泥餅，分別用0、1、2 進(jìn)行表示；

所述刀盤泥餅狀態(tài)評估模型的判斷刀盤泥餅狀態(tài)的方法為：若渣土溫度T_m45℃，且刀盤推力F呈上升趨勢，刀盤扭矩T 呈先增加后下降趨勢，推進(jìn)速度V 呈下降趨勢，則判定刀盤處于已經(jīng)結(jié)泥餅狀態(tài)，若渣土溫度40℃＜T_m＜45℃，且刀盤推力F呈上升趨勢，刀盤扭矩T呈上升趨勢，推進(jìn)速度V 呈下降趨勢，則判定刀盤處于開始結(jié)泥餅狀態(tài)，其余狀況判定刀盤處于未結(jié)泥餅狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的刀盤結(jié)泥餅預(yù)警方法所使用的系統(tǒng)，其特征在于，包括渣土溫度測量單元、刀盤推力檢測單元、刀盤扭矩檢測單元和推進(jìn)速度檢測單元，渣土溫度測量單元、刀盤推力檢測單元、刀盤扭矩檢測單元和推進(jìn)速度檢測單元均與數(shù)據(jù)處理單元連接，且數(shù)據(jù)處理單元與控制系統(tǒng)相連接；所述控制系統(tǒng)與泥餅狀態(tài)評估模型建立單元和預(yù)警顯示單元相連接。