[发明专利]盾构掘进纠偏的智能控制方法

权利要求书

1.一种盾构掘进纠偏的智能控制方法，通过控制器控制进行自动纠偏，其特征在于，所述控制器包括智能控制模块和历史数据库模块，所述智能控制方法包括以下步骤：

1)将油缸分成多个区域，根据当前管片埋深和历史施工统计数据，得到各分区油缸的油压分配值；

2)通过自动测量系统测量获得盾构姿态与盾尾间隙的实时数据，所述自动测量系统通过无线通讯模块与工控机连接，所述工控机通过局域网与控制器连接，所述工控机接收盾构姿态及盾尾间隙的实时数据并传输给所述控制器，所述控制器的智能控制模块根据所述实时数据进行特征量提取并结合基本参数计算获得纠偏曲线及盾构推进距离；

3)根据盾构推进距离，结合埋深和历史施工数据，通过随机森林算法，得到各分区油缸油压的调整值，根据调整值输出油压并调整推进状态下的盾构姿态；

4)推进一段距离后，保持当前输出油压，盾构机姿态延伸至下个调整距离，计算该盾构机姿态与纠偏曲线之间的差距，得到纠偏评估量；

5)在下次调整姿态时，将纠偏评估量加入到盾构姿态调整量中；

6)将上一次盾构姿态调整的输出油压、姿态变化情况作为历史数据存入历史数据库模块中，每推进10环使用历史数据库模块中的数据训练随机森林预测模型。

2.根据权利要求1所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，所述基本参数包括：表示土质因数对于纠偏的影响参数k、盾构机长度l、管片宽度m。

3.根据权利要求2所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，所述纠偏曲线的方程的获得包括以下步骤：

计算盾构姿态纠偏距离s；计算盾尾间隙纠偏距离T；

计算最终纠偏距离D，所述最终纠偏距离D为盾构机推进多少米回归到纠偏目标位置；

根据所述最终纠偏距离D获得纠偏曲线方程y。

4.根据权利要求3所述的盾构掘进纠偏的智能控制方法，其特征在于，

所述盾构姿态纠偏距离s的计算包括以下步骤：

(1)将盾构切口偏差值Δ_切口偏差、盾尾偏差值Δ_盾尾偏差及盾构机长度l输入至智能控制模块；

(2)判断切口偏差值、盾尾偏差值是否均大于50mm；

(3)若切口偏差值、盾尾偏差值均不大于50mm则进入下一步判断盾构姿态变化趋势：

定义盾构推进距离为n_i(i＝1，2，3，4)，单位为米，若盾构姿态变化趋势变小，则推算盾构机推进n₁米切口偏差回到0mm，若n₁>l，则输出盾构姿态的纠偏距离s＝l；若n₁≤l，则输出s＝n₁；

若盾构姿态变化趋势变大，则推算盾构推进n₂米切口偏差超过50mm，若n₂>5米，则输出s＝l；若n₂≤5米，则输出s＝l+5-n₂；

(4)若切口偏差值、盾尾偏差值均大于50mm则进入下一步判断盾构姿态变化趋势：

若盾构姿态变化趋势变小，则推算盾构机推进n₃米切口偏差回到50mm，若n₃>l，则输出盾构姿态造成的纠偏距离s＝2l；若n₃≤l，则输出s＝l+n₃；

若盾构姿态变化趋势变大，则推算n₄米姿态超过100mm，若n₄>5米，则输出s＝2l；若n₄≤5米，则输出s＝3l-n₄。