[发明专利]一种盾构掘进工效提升方法及系统

权利要求书

1.一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、根据盾构机施工特征构建工序管理模板，所述工序管理模板包括工序状态以及工序状态对应的理论时长，所述工序状态包括掘进、拼装和停机状态；

步骤S2、根据数据采集装置采集到的盾构机信号构建工序分析模型，所述盾构机信号包括盾构机工作模式信号、掘进开启信号、刀盘转速信号和油缸千斤顶信号；

步骤S3、根据所述工序分析模型得到工序状态的转换时间及工序状态对应的时长，对所述工序状态的转换时间及工序状态对应的时长进行分析，结合所述工序管理模板，配置管理指标原因，将所述管理指标原因发送给移动终端；

步骤S31、根据所述盾构机工作模式信号，判断盾构机当前实际的工作模式，并锁定当前实际的工作模式，所述工作模式信号包括掘进模式和拼装模式；步骤S32、当所述当前实际的工作模式锁定为掘进模式时，根据所述掘进开启信号判断盾构机当前的工序状态；当有掘进开启信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；当没有掘进开启信号时，根据刀盘转速信号判断盾构机当前的工序状态；当有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；当没有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并持续记录所述停机状态的时间；步骤S33、当所述当前实际的工作模式锁定为拼装模式时，根据所述油缸千斤顶信号判断盾构机当前的工序状态，所述油缸千斤顶信号包括千斤顶油缸速率信号和千斤顶油缸行程信号；步骤S34、先根据千斤顶油缸速率信号判断盾构机当前的工序状态，当有千斤顶油缸速率信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为拼装状态，并持续记录所述拼装状态的时间；当没有千斤顶油缸速率信号时，根据所述千斤顶油缸行程信号判断盾构机当前的工序状态；

其中，判断盾构机当前的工序状态具体为：绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的拟合工作曲线；参照所述拟合工作曲线，绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的实际工作曲线；根据所述实际工作曲线，在设定时间内若千斤顶油缸行程信号未变化，则将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并持续记录所述千斤顶油缸行程信号未变化的时长作为所述停机状态的时间；在设定时间内千斤顶油缸行程信号为变化值，则根据变化的千斤顶油缸行程信号，计算所述拟合工作曲线与实际工作曲线的斜率差值，判断斜率差值是否在偏差范围内，若斜率差值在偏差范围内，则将盾构机当前的工序状态锁定为拼装状态，并记录所述拼装状态的时间；若斜率差值超过偏差范围，则将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并记录所述停机状态的时间；

步骤S4、接收移动终端反馈的实际停机原因，根据所述实际停机原因，定位盾构机在具体所述工序状态下的停机原因，得到掘进工效分析报表；

步骤S5、根据所述掘进工效分析报表，调整施工策略并对所述工序管理模板进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，所述施工特征包括地质条件、设备选型、人员配置和周边环境。

3.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，根据设定的标准时长将所述工序管理模板中停机状态的停机原因分为系统原因、工序停顿、外部原因和机械故障。

4.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，所述拟合工作曲线分为三段曲线：

收缩阶段：，其中，表示千斤顶油缸初始行程信号，表示千斤顶油缸初始行程信号收缩到0所需的时间；

掘进阶段：，其中，为千斤顶油缸行程信号到达的平稳值，为千斤顶油缸行程信号从0到达平稳值所需的时间；

平稳阶段：，表示千斤顶油缸行程信号为平稳值。

5.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，在所述拟合工作曲线上根据实际每秒钟采集一次的千斤顶油缸行程信号绘制实际工作曲线，具体过程为；

计算前后相邻两秒时间采集到的千斤顶油缸行程信号的行程差值，判断行程差值是否在配置的变化范围内，

若行程差值在变化范围内，则记录前一秒采集到的千斤顶油缸行程信号，舍弃后一秒时间采集到的千斤顶油缸行程信号；

若行程差值超过变化范围，则记录后一秒采集到的千斤顶油缸行程信号。