[发明专利]基于掘进参数的施工风险评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于掘进参数的施工风险评估方法及系统，方法包括：以预设频率采集当前时刻前预设时间段内的掘进参数数据；根据预设规则将获取的每一条掘进参数数据分类，预设规则为计算待分类掘进参数数据与各分组内的每一样本数据的差异值，将待分类掘进参数数据分到与待分类掘进参数数据差异值最小的样本数据所属的分组；计算分到各分组的掘进参数数据的数量比重，根据各分组的数量比重计算掘进设备所处施工区的施工风险值。本发明方法及系统在施工过程中实时地根据掘进设备的掘进参数判别前方施工区的地质条件，而预测前方施工区的施工风险情况，有助于提高设备施工的安全性。

技术领域

本发明涉及盾构掘进技术领域，特别是涉及一种基于掘进参数的施工风险评估方法及系统。

背景技术

当隧道掘进机(Tunnel Boring Machine，TBM)施工遇到不良地质体比如软岩、断层带或者风化岩等软弱围岩，会引发地质灾害事故，可能发生卡机、塌方或者突涌水等事故，不仅会对施工机械造成损害，还会延缓施工进度。

因此为避免在施工过程中发生地质灾害事故，工作人员会在施工前勘查施工区域的地质体情况，掌握岩层状态和特性，进而根据施工区域的地质体情况预先地估测施工时可能发生地质灾害的位置，以最大可能地降低施工过程中事故的发生。

但是，由于当前地质勘查技术和手段的限制，加之地质体的复杂多变，期望在施工前完全勘查清楚隧道围岩的状态、特性，而准确地预测出隧道施工中可能发生地质灾害的位置、性质和规模是十分困难的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于掘进参数的施工风险评估方法及系统，能够在施工过程中实时预测前方施工区的施工风险情况，有助于提高设备施工的安全性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于掘进参数的施工风险评估方法，包括：

以预设频率采集当前时刻前预设时间段内的掘进参数数据；

根据预设规则将获取的每一条掘进参数数据分类，所述预设规则为：计算待分类掘进参数数据与各分组内的每一样本数据的差异值，将所述待分类掘进参数数据分到与所述待分类掘进参数数据差异值最小的样本数据所属的分组，各所述分组对应不同的施工风险等级，所述分组包含的样本数据为掘进设备处于对应该分组的施工风险等级的地层施工时具有的掘进参数数据；

计算分到各分组的掘进参数数据的数量比重，根据各分组的数量比重计算掘进设备所处施工区的施工风险值。

优选的，根据预设规则将获取的掘进参数数据分类具体包括：

计算所述待分类掘进参数数据与各分组质心的差异值，按照计算得到的差异值从小到大的顺序将各分组排列，从差异值小的一端开始选取出若干分组；

分别计算选取出的若干分组内的每一样本数据与所述待分类掘进参数数据的差异值，选取出与所述待分类掘进参数数据差异值最小的样本数据，将所述待分类掘进参数数据分到该样本数据所属的分组。

优选的，根据以下公式计算待分类掘进参数数据与分组内的样本数据的差异值：

其中，d_i表示待分类掘进参数数据与第i分组内样本数据的距离，z_j表示待分类掘进参数数据的第j种掘进参数数据，z_ij表示属于第i分组的样本数据的第j种掘进参数数据，M表示采集的掘进参数数据包括掘进设备的M种掘进参数。

优选的，采集的掘进设备的掘进参数数据包括推进速度、贯入度、总推进力、刀盘速度、刀盘转矩、刀盘速度设置和推进速度设置。

优选的，根据以下公式计算所述掘进设备所处施工区的施工风险值：