基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法与流程

1.本发明属于电学技术领域，具体涉及一种基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法。


背景技术：

2.盾构机全称为盾构隧道掘进机，是一种机、电、液一体化的大中型工程机械设备，结构复杂，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、同步注浆、测量导向纠偏等功能，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
3.由于盾构机的施工现场环境情况复杂，增加了盾构机出现问题的概率，虽然在施工过程中有监测系统对盾构机状态进行监测，但往往也只能等出现故障时才能进行报警，若是等到施工过程中出现问题再停工检修，则会大大增加了施工成本，同时降低了施工的效率。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明目的在于提供一种基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.一种基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，包括以下步骤：
7.s1、采集盾构机的参数；
8.s2、将与盾构机各系统有关的数据从上述参数中分离出来，保存在参数数据库中；
9.s3、使用参数数据库中的模拟量数据判断盾构机的运行状况和故障情况；
10.s4、根据预设风险等级进行预警。
11.优选地，所述步骤s1中的参数包括模拟量参数、运行状态参数和历史故障参数。
12.优选地，所述步骤s2中盾构机的系统包括刀盘驱动系统、导向系统、螺旋输送机系统、泡沫系统、盾尾密封系统、泥水循环系统和拖车系统。
13.优选地，所述步骤s3中对模拟量数据进行曲线拟合。
14.优选地，所述步骤s3中从设备运行时间、开停次数、运行状态数据及设计寿命信息，判断盾构机的运行状况和故障情况。
15.优选地，所述步骤s4中分析盾构机的故障情况是否达到预设风险等级，若达到预设风险等级则生成预警信息，通过预警信息进行预警。
16.本发明的有益效果为：
17.本发明所提供的基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，可以对盾构机的状态趋势进行分析，提前评判盾构机运行的安全可靠性及部件损耗情况，从设备运行时间、开停次数及负载等情况，结合设备设计寿命相关信息，评估设备的实际寿命周期，并进行预警，为设备合理维护保养，减少施工过程中盾构机的故障率，提高建设的效率。
附图说明
18.图1是本发明基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法的流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.应当理解，还应当注意到实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上并发地执行，或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
21.如图1所示，本实施例的基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，包括以下步骤：
22.s1、采集盾构机的模拟量参数、运行状态参数和历史故障参数，运行状态参数通过盾构机上的传感器获得，运行状态参数包括电流数据、电压数据、功率数据、振动数据、温度数据、油质数据、压力数据、流量数据和位移数据。
23.s2、将与盾构机各系统有关的数据从上述参数中分离出来，保存在参数数据库中，其中每个系统的参数分别存入对应的系统的数据库，所有系统的数据库构成了参数数据库，参数数据库设置在云服务器上。
24.盾构机的各系统主要包括刀盘驱动系统、导向系统、螺旋输送机系统、泡沫系统、盾尾密封系统、泥水循环系统和拖车系统。刀盘驱动系统是进行掘进作业的主要工作装置。导向系统导向系统连续测量盾构姿态数据，在导向系统失灵的条件下，盾构机极易造成姿态偏差，影响盾构掘进施工的安全。螺旋输送机系统主要是输送和保压的作用，在稳定开挖面、控制地表沉降方面作用重大。泡沫系统通过泡沫发生器混合发泡成的细乳液泡沫，并注入开挖面和土仓中，以保证淤泥的顺利排出并保持开挖面的稳定性。盾尾密封系统主要用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封。泥水循环系统主要有两方面的作用，一个是随时补充开挖仓和作业仓的浆液以保证掌子面和气仓液位(压力)的稳定，另一个是与刀盘切削掉下来的土块碎石等混合后，携渣的泥浆经出浆管路将渣输送到地面的泥水处理设备。
25.s3、对模拟量数据进行曲线拟合，降低干扰，然后使用参数数据库中的模拟量数据判断盾构机的运行状况和故障情况；具体的，从设备运行时间、开停次数、运行状态数据及设计寿命信息，判断盾构机的运行状况和故障情况。
26.s4、分析盾构机的故障情况是否达到预设风险等级，若达到预设风险等级则生成预警信息，通过预警信息进行预警。预警信息包括多个子预警信息，子预警信息根据对应出现故障的系统的重要程度排行确定子预警信息的通知顺序，按照子预警信息的通知顺序进行预警，将最重要的预警信息优先通知，便于优先处理。
27.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、采集盾构机的参数；s2、将与盾构机各系统有关的数据从上述参数中分离出来，保存在参数数据库中；s3、使用参数数据库中的模拟量数据判断盾构机的运行状况和故障情况；s4、根据预设风险等级进行预警。2.根据权利要求1所述的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于：所述步骤s1中的参数包括模拟量参数、运行状态参数和历史故障参数。3.根据权利要求1所述的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于：所述步骤s2中盾构机的系统包括刀盘驱动系统、导向系统、螺旋输送机系统、泡沫系统、盾尾密封系统、泥水循环系统和拖车系统。4.根据权利要求1所述的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于：所述步骤s3中对模拟量数据进行曲线拟合。5.根据权利要求1所述的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于：所述步骤s3中从设备运行时间、开停次数、运行状态数据及设计寿命信息，判断盾构机的运行状况和故障情况。6.根据权利要求1所述的盾构机状态趋势分析和预警方法，其特征在于：所述步骤s4中分析盾构机的故障情况是否达到预设风险等级，若达到预设风险等级则生成预警信息，通过预警信息进行预警。

技术总结
本发明属于电学技术领域，公开了一种基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，包括以下步骤：采集盾构机的参数；将与盾构机各系统有关的数据从上述参数中分离出来，保存在参数数据库中；使用参数数据库中的模拟量数据判断盾构机的运行状况和故障情况；根据预设风险等级进行预警。本发明所提供的基于数据挖掘的盾构机状态趋势分析和预警方法，可以对盾构机的状态趋势进行分析，提前评判盾构机运行的安全可靠性及部件损耗情况，从设备运行时间、开停次数及负载等情况，结合设备设计寿命相关信息，评估设备的实际寿命周期，并进行预警，为设备合理维护保养，减少施工过程中盾构机的故障率，提高建设的效率。提高建设的效率。提高建设的效率。


技术研发人员：苗军 王寨尉 陈彦宇 舒广亮 王长安 韩明
受保护的技术使用者：四川锦绣山河交通工程有限公司
技术研发日：2022.10.21
技术公布日：2023/1/31