[发明专利]一种基于Hadoop集群架构的盾构TBM大数据平台系统及建设方法

说明书

本发明公开了一种基于Hadoop集群架构的盾构TBM大数据平台系统及建设方法，包括如下步骤：数据采集模块对数据进行远程实时采集传输；大数据应用模块进行数据处理，建立数据字典，并通过清洗、去噪等技术手段对海量数据进行预处理，而后传输至Hadoop集群服务器进行存储和分析；综合分析模块进行数据分析、数据建模，通过画像模型、运行监测模型、地理环境模型、施工过程模型等各种数据模型，为实现应用功能提供支持；数据应用，通过web服务器发布数据分析结果，实现对盾构TBM的智能监控模块、综合分析模块、协同管理模块及多种大数据深度应用。本发明有利于充分发挥数据的基础资源作用和创新引擎作用，为盾构TBM智能化施工和制造提供依据。

技术领域

本发明涉及盾构TBM（Tunnel Boring Machine，岩石隧道掘进机）大数据技术领域，尤其是涉及一种基于Hadoop集群架构的盾构TBM大数据平台系统及建设方法。

背景技术

盾构TBM作为地下工程施工的重要装备，盾构TBM在使用过程中，高产高效，不用大面积拆迁，不阻断交通，噪音较小且地面不沉降，因此应用前景广阔。据统计，截止目前国内各类型盾构TBM保有数量已近1800台。由于装备本身结构复杂、施工环境恶劣，给盾构TBM施工带来了诸多难题和挑战。之前，盾构TBM各施工要素缺乏关联，各自成为“信息孤岛”，传统施工管理经验已不能完全适应盾构TBM工法发展的需要。

信息化施工是盾构TBM发展的必然趋势，但是由于隧道建设的复杂性和分散性，盾构TBM建设领域仍未实现信息化发展，且现有的一些平台仅依托传统的单服务器或多服务器架构，并且多侧重于监控，未能对数据进行深度发掘。随着互联网+、人工智能以及大数据技术的发展，如何实现盾构TBM与大数据技术的深度融合，促进盾构TBM制造与施工智能化发展，是行业绿色发展的关键难题。

发明内容

本发明为了克服现有技术中不能对数据进行深度发掘，侧重于监控，盾构TBM各施工要素缺乏有效关联，缺乏智能化的不足，提出了一种基于Hadoop集群架构的盾构TBM大数据平台系统及建设方法，涵盖数据采集、实时监控、协同管理、数据深度挖掘应用，可以为科研、制造、施工提供数据参考。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于Hadoop集群架构的盾构TBM大数据平台系统，其特征是，包括数据采集模块、Hadoop集群服务器和盾构TBM大数据平台；盾构TBM大数据平台包括智能监控模块、综合分析模块、协同管理模块及大数据应用模块；所述Hadoop集群服务器包括Hadoop服务器、Kafka服务器和数据库服务器；所述数据采集模块包括数据专用采集装置和与专用采集装置适配的数据采集软件；所述智能监控模块主要包括地图巡航、参数实时监控及视频监控；所述综合分析模块主要包括工程断面图绘制模块、参数分析、管片姿态分析模块和地面沉降分析模块；所述协同管理模块主要包括基本信息模块、决策管理、风险管理、设备管理、施工管理及测量管理；所述大数据应用模块主要包括数据词典、地质词典、关联分析和移动平台。

作为优选，所述数据专用采集装置配置于盾构机或者上位机上。数据专用采集装置具有体积小的特点，满足现场高温、高湿、多粉尘、噪声大、电磁干扰强的使用环境，具备3个月以上现场数据存储能力；具备断电来电后自动重启的能力，具备多级组网能力。

作为优选，所述Hadoop集群服务器还包括数据采集服务器及web服务器；Hadoop集群服务器还包括Flume、HDFS、HBase、Hive、Nosql、MapReduce、Redis、Zookeeper、Spark和Sqoop插件。

所述智能监控模块包括以下内容：

地图巡航，具备行业地图、企业地图、项目地图展示功能，可以实时显示企业信息、设备信息、工程信息及施工信息，实时显示工程风险信息并可以下载方案并预警最近风险源。