[發明專利]一種盾構結泥餅異常事件識別系統及方法

在審

• 申請號: 202111354368.4
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114118750A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 江南;李叔敖;周振建;韓偉鋒;張合沛;任穎瑩;高會中;陳瑞祥;秦銀平;王凱;劉振輝;何蒙蒙;高世琛
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F16/958;G06F16/28;G06F16/25;G06F16/215;E21D9/06;E21D9/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 呂響聲

1.一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：對歷史數據的規范化提取、清洗，獲得歷史數據的規范信息；

步驟S2：對數據性態判斷和特征數據統計特性，獲得基礎健康數據特征與整體數據趨勢；

步驟S3：判斷盾構機當前狀態和盾構機的類型、直徑等信息；

步驟S4：向前提取10分鐘的有效掘進數據作為一個時間窗口，按照與歷史數據一致的處理方式得到該時間窗口中特征數據的特性；

步驟S5：根據專家經驗與該盾構的歷史數據特征，判斷當前數據相對歷史數據與專家經驗規則的變化；

步驟S6：判斷是否發生了結泥餅的異常事件，如果發生了結泥餅異常事件，進而判斷結泥餅的嚴重程度，實現盾構施工過程中實時判斷是否發生了結泥餅的異常。

2.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括：

對歷史數據的有效數據量的提取判斷，提取的過程中清洗無關狀態數據，確保歷史數據的特征數據與有效數據量滿足數據學習條件。

3.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S2具體包括：

對歷史數據的規范信息進行數據性態的檢查，查看數據的正態性，分析正太分布偏差，統計歷史數據的分布特征，依據3σ準則對數據進行分析，進而對數據處理，得到結泥餅相關的特征數據與數據變化率、中位數、眾數、平均值、波動范圍等數據信息。

4.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括：

判斷該線路盾構的類型，盾構機的直徑，盾構機的當前狀態，對正在掘進的盾構機進行結泥餅異常事件的判斷，并根據該盾構的參數和歷史數據的健康數據特征，選擇應該使用哪一種專家經驗規則進行結泥餅異常事件的判斷。

5.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S4具體包括：

每隔一分鐘，根據當前時間，向前提取10分鐘的數據，截取在掘進的有效數據，并判斷數據量，當第一次提取數據不足時，再向前提取10秒數據，判斷狀態與數據量，直至完成10分鐘有效數據的提取；對10分鐘窗口的有效數據，進行數據的性態判斷和數據的統計進而得到去除極端的異常數據，對處理過的數據進行特征數據的提取，包括數據變化率、中位數、眾數、平均值、波動范圍等數據信息，完成與歷史數據處理近似的當前時間窗口數據的處理。

6.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S5具體包括：

根據歷史數據范圍，選擇專家經驗規則；根據當前數據按照專家經驗規則計算對應的數據變化情況。

7.根據權利要求1所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述步驟S6具體包括：

專家經驗規則根據實時數據與歷史數據對比結果進行結泥餅異常事件的實時判斷，并判斷結泥餅的嚴重程度，實現盾構施工過程中結泥餅的實時判斷。

8.根據權利要求1-7所述的一種盾構結泥餅異常事件識別方法，其特征在于：所述專家經驗規則針對不同類型、不同直徑的盾構施工線路實現自動匹配選擇，進而實現針對當前隧道施工線路的專家經驗規則的精細化判斷。