[发明专利]一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法

说明书

本发明公开了一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法，该方法包括以下步骤：一、盾构数据采集；二、盾构数据的预处理；三、盾构机怠速状态的设定；四、盾构机怠速状态的预警提示。本发明通过对盾构机怠速状态下怠速扭矩的获取，进而根据怠速扭矩实现盾构机怠速状态的异常工况预警。

技术领域

本发明属于基于怠速扭矩的异常工况预警方法技术领域，尤其是涉及一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法。

背景技术

盾构施工方法是目前进行工程施工的重要手段之一，涉及机电、控制等多个领域。但是由于盾构机在行进过程中受到地下土层变化、刀具磨损、施工操作不当等其他方面的影响，经常会出现异常工况，若不及时识别处理将造成严重的安全事故，因此施工过程中异常工况的识别管理尤为重要，不断研究所施工风险与控制技术，不但可以提高施工质量水平和企业的技术管理水平，同时有利于避免质量、安全事故，降低施工成本。

传统的异常工况识别方法是通过相关技术人员进行数据记录，根据专家经验对相关数据的阈值设定，从而得到某些异常工况的提示，该方法具有主观性及时延性，且不能及时高效的对异常工况进行妥善的处理。

针对这些缺点，现阶段工程上主要是利用SCADA系统(Supervisory Control AndData Acquisition系统，即数据采集与监视控制系统)实时监控，并根据所设定的警戒值进行报警，但这种方法并未考虑将盾构机掘进状态分为盾构机怠速状态和盾构机掘进状态，因此不能有效地实现盾构机怠速状态的异常工况预警。

因此，需要一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法，通过对盾构机怠速状态下怠速扭矩的获取，进而根据怠速扭矩实现盾构机怠速状态的异常工况预警。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法，其方法步骤简单，设计合理，通过对盾构机怠速状态下怠速扭矩的获取，进而根据怠速扭矩实现盾构机怠速状态的异常工况预警。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于怠速扭矩的异常工况预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、盾构数据采集：

在盾构机掘进过程中，采用SCADA系统对盾构机的掘进参数进行实时采集，并将检测到的掘进参数通过通信模块实时传送至监控计算机；其中，掘进参数包括盾构机的推进速度、盾构机的刀盘扭矩和盾构机的刀盘转速；

步骤二、盾构数据的预处理：

监控计算机对各个采样时刻采集到的盾构机的推进速度、盾构机的刀盘扭矩和盾构机的刀盘转速数据进行缺失与异常判断，剔除缺失与异常数据，得到预处理后的掘进参数数据；

步骤三、盾构机怠速状态的设定：

步骤301、设定盾构机的推进速度为V，设定盾构机的刀盘扭矩为T，盾构机的刀盘转速为n；

步骤302、设定盾构机停止即V＝0,T＝0且n＝0；设定盾构机正常运行状态即V＞0，T＞0且n＞0；

步骤303、设定盾构机停机到盾构机正常运行之间的状态为盾构机怠速状态；其中，盾构机怠速状态即V＝0，T＞0且n＞0；

步骤304、根据预处理后的掘进参数数据，得到第j环掘进过程中盾构机怠速状态的怠速扭矩T′_j；

步骤四、盾构机怠速状态的预警提示：

步骤401、在盾构机掘进的过程中，依次获得第J环掘进过程中盾构机怠速状态的怠速扭矩T′_J；其中，j和J均为正整数，且1≤j≤J；

步骤402、监控计算机根据公式得到J环掘进过程中怠速扭矩平均值u；