[发明专利]一种泥水盾构泥水循环系统管路堵塞智能预警方法

权利要求书

1.一种泥水盾构泥水循环系统管路堵塞智能预警方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1使用检测装置对管道内流场状态和颗粒的运动轨迹进行检测，并将检测结果显示在可视化界面上；

S2根据检测装置收集的真实工况下泥水盾构泥水循环系统运行参数信息进行多物理场仿真计算，将多物理场仿真计算结果整合构建数据集合；

S3将形成训练样本集合代入代理模型进行训练，训练完成后，进行测试并使用验证样本集对测试结果进行验证，对代理模型的预测的精度进行评价；若精度满足要求后，对颗粒的运动状态预测并输出预测结果；如果精度不满足要求，使用优化算法对权值进行优化，重新进行预测，直到满足要求后保存网络后输出预测结果；

S4将预测的结果传入控制系统，控制系统根据预测结果进行判断并调整处理，从而达到对泥水盾构泥水循环系统管路的实时监控。

2.根据权利要求1所述的一种泥水盾构泥水循环系统管路堵塞智能预警方法，其特征在于：所述的检测装置为X线束、γ射线或超声波，使用检测装置对管道内流场状态进行检测，以超声波检测为例，检测装置安装在进浆管路入口处，检测颗粒的运动状态、速度、大小、数量等参数，以及电磁流量计对管道内流速进行测量，具体检测步骤如下:

S1.1超声波换能器安装在管道一侧，超声波驱动电路激励超声波换能器产生超声波，超声波进入流体；

S1.2回波信号接受电路完成超声波回波反射信号的处理，包括信号隔离、放大、滤波、幅值调节；

S1.3采用脉冲折射法检测管道内颗粒状态，假设超声波在物体中的传播速度为v,从发射到遇到颗粒反射回来的时间为t，则颗粒的声程l为：

接收的信号在显示屏上以脉冲的方式显示，根据显示屏中的幅值和时间来判断颗粒的位置，颗粒的数量可以直接由颗粒反射的脉冲波数量来确定，分别采取t₀和t₁时刻颗粒的分布位置，计算颗粒速度，并将检测结果显示在可视化界面上；

S1.4在管道上安装电磁流量计、压力传感器、密度传感器和黏度传感器，分别用于测量管道内流速、压力、密度、粘度；

S1.5将检测结果显示在可视化界面上。

3.根据权利要求2所述的一种泥水盾构泥水循环系统管路堵塞智能预警方法，其特征在于：步骤S2的具体步骤为：

S2.1通过Creo建模软件根据管道形状建立计算模型；

S2.2把计算模型导入ICEM软件网格划分软件，对所建立的计算模型进行网格划分，检查网格质量，质量满足要求后导出.mesh网格文件；

S2.3将.mesh网格文件导入EDEM软件，根据收集的颗粒运动状态参数进行颗粒运动模型参数设置；

S2.4再将.mesh网格文件导入Fluent软件,结合实际工况对仿真的计算模型的边界条件等进行设置；通过迭代，计算流体和颗粒之间的动量和能量交换，并将所计算的数据传入EDEM中；

S2.5在EDEM软件中，根据Fluent软件所计算的流场信息，计算颗粒的速度以及位置信息，并将计算结果传入Fluent进行下一步计算；

S2.6重复上述耦合计算过程，直到颗粒运动状态趋近稳定，根据仿真结果，得到管道的携渣效率、颗粒堆积等性能参数；

S2.7将监测的样本点形成样本点集合，可以表示为{X₁，X₂，X₃，X₄，X₅，X₆}其中X₁表示颗粒的速度，X₂表示为颗粒的大小，X₃表示为颗粒的规模，X₄表示为流体的速度，X₅和X₆分别泥浆的黏度和密度。