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[发明专利]地质探测方法、设备、系统和存储介质-CN202310814535.1在审
发明人：任月晓;贾连辉;荆留杰;肖威;董亚鹏;王震;徐受天;徐剑安;桑梓;李艺嘉;岳朋闯;陈帅;游宇嵩;陈强;王骞 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01V3/12 文献下载
摘要：本公开提供了一种地质探测方法、设备、系统和存储介质，涉及隧道超前探测技术领域。该方法包括：控制位于掘锚一体设备上的电磁波收发设备通过一对第一锚杆向巷道掌子面发送1对或N对第一电磁波；通过N对第二锚杆接收N对第二电磁波；以及对每一组电磁波进行分析，得到待作业区域的地质信息，其中，第i组电磁波包括1对第一电磁波和第i对第二电磁波，或第i对第一电磁波和第i对第二电磁波。本公开利用电磁波信号能够对快速掘进煤矿巷道掌子面前方的地质情况进行远距离探测，由于对现场安装专业要求低，因此，提高了施工效率。
地质探测方法设备系统存储介质

[实用新型]一种基于隧道施工场景的无线异构网络融合通信系统-CN202223364428.3有效
发明人：游宇嵩;徐剑安;沈中;荆留杰;杨清海;徐受天;鞠翔宇;任月晓;岳朋闯 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司;西安电子科技大学
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： H04W84/18 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种基于隧道施工场景的无线异构网络融合通信系统，包括若干个骨干网络通信设备、AP分支覆盖设备和无线传感通信单元，若干个骨干网络通信设备分布安装在洞口到掌子面之间的隧道壁上，骨干网络通信设备之间采用点对点通信、通过中继的方式将信号从洞口传输至掌子面；所述骨干网络通信设备的中继点处设有AP分支覆盖设备，无线传感通信单元设置在掌子面处，无线传感通信单元采用分布式无线传感网络进行通信，无线传感通信单元与AP分支覆盖设备相连接。本实用新型通过异构网络融合通信的方式解决了隧道内多设备多网络多模式的无线通信问题；涵盖了若干种无线通信方式，设备接入方便灵活，具有较高的通用性、扩展性、实用性。
一种基于隧道施工场景无线网络融合通信系统

[发明专利]凿岩钻孔方法及装置-CN202211683711.4在审
发明人：牛孔肖;荆留杰;李鹏宇;徐受天;王永胜;李艺嘉;贾正文;徐剑安;陈强;骆光炬;谭娜 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种凿岩钻孔方法及装置，涉及隧道施工技术领域，其中该方法包括：在虚拟环境中构建待建隧道和凿岩台车的三维孪生模型；其中，虚拟环境中待建隧道和凿岩台车的三维孪生模型的位姿状态与真实施工环境保持一致；根据虚拟环境中待建隧道和凿岩台车的三维孪生模型的位姿状态，控制真实凿岩台车行进至掌子面前方；根据真实凿岩台车位姿状态和预先导入虚拟环境的布孔图，查询得到推荐钻臂对孔数据；在三维孪生模型中对推荐钻臂对孔数据进行修改和验证，得到远程控制指令，所述远程控制指令用于真实凿岩台车的钻臂对孔打钻；将远程控制指令发送给真实凿岩台车。本发明可以降低凿岩钻孔的人工成本，提升隧道开挖质量。
凿岩钻孔方法装置

[发明专利]一种隧道岩壁特征物识别方法-CN202110458537.2有效
发明人：郑赢豪;荆留杰;李鹏宇;陈帅;孙森震;于太彰;武颖莹;郑霄峰;徐剑安;简鹏;时洋;周宇;陈强;冯子钦 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种隧道岩壁特征物识别方法，用以解决现有人为识别拱架主观性强、隧道岩壁喷涂效果差的问题。本发明的步骤为：利用激光扫描仪对隧道岩壁进行三维扫描，获取包含隧道岩壁特征物信息的点云数据；利用法线差分算法对点云数据进行处理，得到所有点云的法线差分值组成线差分特征向量；利用欧式聚类方法将线差分特征向量划分为不同聚类类别，实现隧道岩壁特征物的识别；获取识别后隧道岩壁特征物的三维坐标。本发明实现了隧道岩壁钢拱架的分类与空间位置的精准确定，可以指导后续的自动化喷浆作业。本发明可反馈给湿喷台车上位机，便于开发人员根据识别的钢拱架三维坐标制定湿喷机臂架和喷枪的路径规划，从而实现后续的自动化喷浆作业。
一种隧道岩壁特征识别方法

[发明专利]一种基于隧道施工场景下无线通信信道建模方法-CN202211615157.6在审
发明人：游宇嵩;沈中;荆留杰;杨清海;徐剑安;徐受天;鞠翔宇;任月晓;董亚鹏 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司;西安电子科技大学
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： H04B17/391 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于隧道施工场景下无线通信信道建模方法，用以解决当前隧道施工领域内信道建模不符合施工现场实际需求、计算复杂、准确度低且不具有拓展性、通用性的问题。本发明包括理论计算方法、计算机仿真方法、实际测量方法三部分；实际测量方法从现场施工需求角度出发选择发射机和接收机并确定发射机和接收机的安装位置；理论计算方法采用基于隧道施工场景的改进的射线跟踪法计算接收点的接收功率；计算机仿真方法基于WinProp的电波传播求解仿真建模方法进行仿真；将仿真结果与理论计算法和实际测量方法得到的结果进行对比验证。本发明具有符合现场施工需求、计算简单、准确度高且具有拓展性、通用性的优点。
一种基于隧道施工场景无线通信信道建模方法

[发明专利]一种基于在线岩体等级分类的TBM掘进性能预测方法-CN201911198511.8有效
发明人：郑赢豪;荆留杰;李建斌;王杜娟;李鹏宇;杜孟超;徐剑安;杨晨 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于在线岩体等级分类的TBM掘进性能预测方法，包括如下步骤：采集TBM掘进状态参数及在掘掌子面的岩体状态参数；对获取的TBM掘进状态参数进行数据预处理；获得由TBM掘进状态参数预估岩体状态参数的岩体感知模型；采用聚类分析法对岩体状态参数进行岩体等级分类；构建与岩体等级相匹配的TBM性能预测模型；采集新的TBM掘进状态参数，执行步骤S2并根据步骤S3中的岩体感知模型计算新的TBM掘进状态参数所对应的预估岩体状态参数，执行步骤S4确定预估岩体状态参数所对应的岩体等级，进而与TBM性能预测模型相匹配。本发明可随岩体等级变化来自适应匹配TBM性能预测模型，准确预测当前TBM掘进状态。
一种基于在线等级分类 tbm 掘进性能预测方法

[发明专利]隧道掘进机关键部件异常报警方法及装置-CN202110598279.8有效
发明人：郑赢豪;荆留杰;李鹏宇;杨晨;张娜;简鹏;鞠翔宇;王祥祥;贾正文;徐剑安;牛孔肖;刘涛;周宇;冯子钦 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G07C5/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道掘进机关键部件异常报警方法及装置，该方法包括：获取隧道掘进机的驱动电机监控参数；根据驱动电机监控参数，确定每个驱动电机在每分钟的监控参数自比预警指数和监控参数他比预警指数；统计当前循环内每个驱动电机的监控参数自比预警指数高于其他剩余驱动电机的监控参数自比预警指数的累积报警频率；对每个驱动电机在当前掘进循环内每分钟的监控参数他比预警指数进行累加求和，确定循环监控参数他比预警指数；根据当前循环内所有驱动电机的监控参数自比预警指数的累积报警频率和循环监控参数他比预警指数，判断隧道掘进机的关键部件所处状态，并及时发出异常报警提示。本发明可以实现隧道掘进机关键部件状态的精准监测。
隧道掘进机关键部件异常报警方法装置

[发明专利]基于迁移学习的隧道掘进机掘进性能与控制参数预测方法-CN201911101914.6有效
发明人：武颖莹;李建斌;王杜娟;曹洪波;荆留杰;王军;李小兵;李鹏宇;简鹏;徐剑安 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2019-11-12 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于迁移学习的隧道掘进机掘进性能与控制参数预测方法，步骤包括：在线采集反映设备运行状态的隧道掘进机掘进数据；对隧道掘进机掘进数据进行数据预处理，提取每个掘进循环的上升段及稳定段数据；根据已获得的上升段及稳定段数据确认输入及输出特征参数建立已竣工项目数据集；利用深度学习方法建立已竣工项目的掘进性能参数预测模型和控制参数预测模型；建立新开工项目试掘进数据的小样本数据集；基于小样本数据集并利用迁移学习的方法，生成新项目的掘进性能预测模型与控制参数预测模型。本发明能有效解决不同项目之间模型通用性问题，具有应用迅速、准确度高的优点。
基于迁移学习隧道掘进机掘进性能控制参数预测方法

[实用新型]一种TBM隧道收敛检测系统-CN202122152242.0有效
发明人：游宇嵩;徐剑安;荆留杰;徐受天;王祥祥;鞠翔宇;陈强;岳鹏闯;李开放;赵严振;骆光炬;周宇 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-09-07 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01B11/02 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种TBM隧道收敛检测系统，属于隧道收敛检测领域，包括通信汇聚节点、上位机、若干个测距节点，所述测距节点用于均匀设置于隧道内支护拱架内周面的同一圆周上；测距节点均与通信汇聚节点通信连接，通信汇聚节点与上位机连接。分别测量相邻节点之间的距离，对每两个相邻节点的两次测量距离求平均值，得到收敛前的隧道轮廓内接八边形的各边边长，即是隧道轮廓八个测距节点的弦长。隧道收敛后，按照上述测量方式再次进行测量，得到收敛后隧道轮廓八个测距节点的弦长。将收敛前后的弦长数据传输至上位机显示，就可以比较得知收敛后的截面哪一部分收敛量相对较大，并对收敛量过大部分加强支护。
一种 tbm 隧道收敛检测系统

[发明专利]一种锚杆台车自动化控制系统及锚杆台车-CN202111478300.7在审
发明人：陈强;贾连辉;徐受天;徐剑安;荆留杰;陈帅;贾正文;游宇嵩;赵严振;时洋;岳鹏闯;李开放;骆光炬;周宇 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-12-06 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： E21D20/00 文献下载
摘要：本发明提出一种锚杆台车自动化控制系统及锚杆台车，属于隧道施工技术领域。上位机下发目标位置给臂架控制单元，臂架控制单元根据机械臂各关节处传感器采集到的数据，计算得出机械臂各关节在目标位置的长度和角度，采用位置环PID和速度环PID构成的双PID环控制液压阀门实现机械臂自动定位；在机械臂自动定位后，依据机头传感器采集到的数据，控制钻孔组件、注浆组件和锚杆组件实现自动钻孔、自动注浆和自动锚杆。本发明通过把机械臂传感器数据和机头传感器数据直接上传给臂架控制单元进行运算，得到计算结果直接下发给阀控制单元实现机械臂的自动定位，机头的自动钻孔、自动注浆和自动锚杆，提升了定位精度，提高了工作效率，降低现场工人的劳动强度。
一种台车自动化控制系统

[发明专利]一种凿岩台车大臂耦合运动串级复合PID控制方法-CN202110458520.7有效
发明人：陈强;徐受天;徐剑安;荆留杰;游宇嵩;时洋;赵严振;岳朋闯;牛孔肖;贾正文;陈帅 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： E21C35/24 文献下载
摘要：本发明提出了一种凿岩台车大臂耦合运动串级复合PID控制方法，用以解决现有常规的PID控制方法达不到大臂耦合运动控制需求的问题。本发明控制外环包括至少两个位置环，控制内环包括至少两个速度环，位置环输出至少两个油缸运动速度，相应地油缸运动速度进行叠加计算，分别得到叠加后的设定运动速度，将设定运动速度作为速度环的输入，根据速度环的输出得到控制大臂油缸运动的比例阀开度值。本发明位置环的反馈角度值为编码器数值，速度环的反馈速度利用编码器角度和油缸结构三角函数关系计算；有效解决了凿岩机大臂因耦合运动导致大臂左右摆动和上下俯仰两关节无法同时控制的问题，实现大臂双关节联动，降低大臂运动控制时间，提高工作效率。
一种凿岩台车耦合运动复合 pid 控制方法

[发明专利]一种隧道掘进设备的多机通信方法及一主多从通信方法-CN202111080284.6在审
发明人：贾连辉;游宇嵩;徐剑安;荆留杰;徐受天;徐兵峰;陈帅;陈强;岳鹏闯;李开放;赵严振;周宇 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-09-15 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： H04W16/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种隧道掘进设备的多机通信方法及一主多从通信方法，属于隧道施工技术领域。通过在隧道入口部署无线AP，在隧道内部署无线mesh节点，形成隧道内施工自组网，三臂凿岩台车、装药台车、清渣运输车和支护设备在隧道施工自组网内，通过多跳通信的方式，进行无线通信，便于施工设备的任务调度，完成钻爆法的施工工序，减少了线缆的使用数量，降低了施工成本，提高了施工效率。
一种隧道掘进设备通信方法一主多

[发明专利]一种盾构机设备利用率及工序用时确定方法和装置-CN202111086341.1在审
发明人：贾连辉;郑赢豪;荆留杰;李鹏宇;张娜;刘涛;孙森震;鞠翔宇;牛孔肖;王永胜;谭娜;杨晨;徐受天;徐剑安;冯子钦 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-09-16 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种盾构机设备利用率及工序用时确定方法和装置，属于盾构施工现场生产工序管控技术领域。本发明统计每环中各连续掘进段以及拼装段的时间戳，以此计算出各连续掘进段的时间和各拼装段的时间，最终统计出每环的总掘进时间和总拼装时间，并根据各环的总时长确定出对应环的盾构机设备总停机时间和利用率。本发明考虑了盾构机设备施工过程中每一环的掘进和拼装都不连续的情况，计算出的各工序时长和设备利用率更加贴近实际施工情况，计算出的各工序时长和设备利用率精度高，为后续的控制和研究提供了重要依据。
一种盾构设备利用率工序用时确定方法装置

[发明专利]一种隧道掘进装备喷浆量通用化计算方法及存储介质-CN202110796794.7在审
发明人：郑赢豪;荆留杰;贾正文;赵严振;游宇嵩;徐受天;牛孔肖;李鹏宇;陈帅;孙森震;时洋;鞠翔宇;王永胜;徐剑安;刘涛 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种隧道掘进装备喷浆量通用化计算方法及存储介质，方法包括如下步骤：1)对隧道临空面进行扫描，获取隧道轮廓点云数据；2)根据预先获得的隧道桩号及对应的隧道轴心点坐标，获得隧道轴线点坐标矩阵；3)对每个隧道轴线点，将其对应的隧道断面所在平面上的隧道轮廓点云数据划分为若干个曲面单元；4)提取各个隧道断面上待计算喷浆量的曲面单元，根据各个隧道断面的隧道轴线点坐标及其对应的待计算喷浆量的曲面单元的点云数据，计算每个隧道断面的待计算喷浆量的曲面单元的待喷浆量；最终实现隧道轮廓喷浆量的精准计算。
一种隧道掘进装备喷浆通用计算方法存储介质

[实用新型]一种TBM刀具检测机器人及TBM-CN202120893986.5有效
发明人：游宇嵩;徐剑安;叶蕾;荆留杰;徐受天;李鹏宇;陈强;时洋;赵严振 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种TBM刀具检测机器人及TBM。TBM刀具检测机器人，包括：基座，用于设置在人仓通道的壁面上；折叠式机械臂，包括至少两个支臂，所有支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起，首个支臂远离铰接端的一端通过铰轴铰接在基座上，其中，所有铰轴的轴线平行设置；检测装置，连接在末个支臂远离铰接端的一端，检测装置用于检测刀盘上的刀具；驱动电机，其输出轴与相应铰轴传动连接，以实现折叠式机械臂的展开和折叠。在各驱动电机的协同作用下，本实用新型的TBM刀具检测机器人在非工作状态时能够折叠起来，使得体积较小，在工作状态时能够展开，使得工作空间大，不仅能够满足刀具检测需要，而且方便在隧道掘进装备的人仓通道内部署。
一种 tbm 刀具检测机器人

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