一种刀盘结泥饼的检测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及隧道技术施工领域，特别涉及一种刀盘结泥饼的检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、盾构机作为隧道、地铁建设中的专用工程机械，刀盘是其核心关键部件。在掘进过程中遇到地质复杂的情况，若盾构机的司机缺少可供参考的理论或经验，部分掘进性能参数设置不合理，将会出现刀盘结泥饼现象。刀盘结泥饼后，推进速度减小，掘进效率降低，刀盘温度升高。刀盘温度升高容易产生局部烧伤、刀盘材料属性变化，还容易导致刀盘磨损严重，使用寿命降低等。

2、相关技术中，使用温度采集模块采集刀盘切削端面的温度，根据采集的温度判断盾构机是否处于刀盘结泥饼状态。但是温度采集模块所处的环境比较恶劣，震动强烈，容易损坏，同时可能需要往土仓加水，温度传感器测量实时温度准确度可能受到影响，无法准确检测刀盘结泥饼。

3、因此，如何提高检测刀盘结泥饼的准确率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种刀盘结泥饼的检测方法、装置、电子设备及存储介质，能够提高检测刀盘结泥饼的准确率。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种刀盘结泥饼的检测方法，包括：

3、从盾构机的plc控制器和工控机中读取历史掘进数据，并从所述历史掘进数据中提取结泥饼相关参数；

4、利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型；其中，所述参数趋势检测模型包括一维卷积层、lstm层和全连接层；

5、获取所述盾构机在目标时间段内的结泥饼相关参数，将所述目标时间段内的结泥饼相关参数输入所述参数趋势检测模型，得到所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势；

6、判断所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征；若是，则判定所述盾构机处于刀盘结泥饼状态；若否，则判定所述盾构机未处于刀盘结泥饼状态。

7、可选的，从所述历史掘进数据中提取结泥饼相关参数，包括：

8、从所述历史掘进数据中提取与刀盘结泥饼状态相关度大于预设值的结泥饼相关参数；其中，所述结泥饼相关参数包括推进速度、总推进力和刀盘转矩。

9、可选的，所述结泥饼相关参数还包括刀盘转速和贯入度。

10、可选的，利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型，包括：

11、将所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数输入所述一维卷积层，得到所述结泥饼相关参数的局部趋势特征；

12、将所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数输入所述lstm层，得到所述结泥饼相关参数的长期趋势特征；

13、利用所述局部趋势特征、所述长期趋势特征和目标函数训练所述参数趋势检测模型；

14、其中，所述局部趋势特征用于描述第一时间段内的变化趋势，所述长期趋势特征用于描述第二时间段内的变化趋势，所述第一时间段短于所述第二时间段，所述变化趋势包括趋势持续时间和斜率。

15、可选的，利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型，包括：

16、按照预设比例从所述历史掘进数据中提取训练集；

17、根据结泥饼相关参数的最大量程值对所述训练集中的结泥饼相关参数进行归一化处理；

18、利用归一化处理后的训练集训练所述参数趋势检测模型。

19、可选的，在判定所述盾构机处于刀盘结泥饼状态之后，还包括：

20、控制所述盾构机停止掘进，并输出报警信息。

21、可选的，若结泥饼相关参数包括推进速度、总推进力和刀盘转矩，则判断所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征，包括：

22、判断所述目标时间段内推进速度、总推进力和刀盘转矩的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征；

23、其中，所述刀盘结泥饼特征为目标时间段内推进速度持续减小、总推进力持续增大、且刀盘转矩持续增大。

24、本申请还提供了一种刀盘结泥饼的检测装置，包括：

25、参数提取模块，用于从盾构机的plc控制器和工控机中读取历史掘进数据，并从所述历史掘进数据中提取结泥饼相关参数；

26、模型训练模块，用于利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型；其中，所述参数趋势检测模型包括一维卷积层、lstm层和全连接层；

27、趋势检测模块，用于获取所述盾构机在目标时间段内的结泥饼相关参数，将所述目标时间段内的结泥饼相关参数输入所述参数趋势检测模型，得到所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势；

28、判断模块，用于判断所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征；若是，则判定所述盾构机处于刀盘结泥饼状态；若否，则判定所述盾构机未处于刀盘结泥饼状态。

29、本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述刀盘结泥饼的检测方法执行的步骤。

30、本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述刀盘结泥饼的检测方法执行的步骤。

31、本申请提供了一种刀盘结泥饼的检测方法，包括：从盾构机的plc控制器和工控机中读取历史掘进数据，并从所述历史掘进数据中提取结泥饼相关参数；利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型；其中，所述参数趋势检测模型包括一维卷积层、lstm层和全连接层；获取所述盾构机在目标时间段内的结泥饼相关参数，将所述目标时间段内的结泥饼相关参数输入所述参数趋势检测模型，得到所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势；判断所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征；若是，则判定所述盾构机处于刀盘结泥饼状态；若否，则判定所述盾构机未处于刀盘结泥饼状态。

32、本申请通过盾构机的历史掘进数据提取结泥饼相关参数，利用历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型。该参数趋势检测模型能够输出结泥饼相关参数的变化趋势，在将目标时间段内的结泥饼相关参数输入所述参数趋势检测模型后，参数趋势检测模型可以输出目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势。由于结泥饼相关参数与盾构机的刀盘结泥饼状态相关，根据参数趋势检测模型输出的变化趋势可以评价盾构机是否处于刀盘结泥饼状态。上述过程中根据结泥饼相关参数的变化趋势检测刀盘结泥饼状态，降低工作环境的干扰，能够提高检测刀盘结泥饼的准确率。本申请同时还提供了一种刀盘结泥饼的检测装置、一种存储介质和一种电子设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，从所述历史掘进数据中提取结泥饼相关参数，包括：

3.根据权利要求2所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，所述结泥饼相关参数还包括刀盘转速和贯入度。

4.根据权利要求1所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型，包括：

5.根据权利要求1所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，利用所述历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型，包括：

6.根据权利要求1所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，在判定所述盾构机处于刀盘结泥饼状态之后，还包括：

7.根据权利要求1至6任一项所述刀盘结泥饼的检测方法，其特征在于，若结泥饼相关参数包括推进速度、总推进力和刀盘转矩，则判断所述目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征，包括：

8.一种刀盘结泥饼的检测装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述刀盘结泥饼的检测方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1至7任一项所述刀盘结泥饼的检测方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种刀盘结泥饼的检测方法、装置、电子设备及存储介质，所属技术领域为隧道施工领域。所述检测方法包括：从盾构机的PLC控制器和工控机中读取历史掘进数据；利用历史掘进数据中的结泥饼相关参数训练参数趋势检测模型；参数趋势检测模型包括一维卷积层、LSTM层和全连接层；获取盾构机在目标时间段内的结泥饼相关参数，将目标时间段内的结泥饼相关参数输入参数趋势检测模型，得到目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势；判断目标时间段内结泥饼相关参数的变化趋势是否符合刀盘结泥饼特征；若是，则判定盾构机处于刀盘结泥饼状态；若否，则判定盾构机未处于刀盘结泥饼状态。本申请能够提高检测刀盘结泥饼的准确率。

技术研发人员：蔡杰,周冰鸽,张晓,周幸,连雅茹
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11