盾构智能维保管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及盾构设备的检修系统，尤其涉及一种基于无线信号的盾构智能维保管理系统。
【背景技术】
[0002]近年来，我国地铁建设蓬勃发展，多个城市开始或者继续进行地铁建设。在地铁施工中，经常采用的施工方法有明挖法、浅埋暗挖矿山法以及盾构法。盾构法因其施工速度快、安全性高以及对地层扰动小等特点而得到广泛使用。
[0003]虽然，盾构机内已经增加了计算机控制系统(RBC)，这些计算机自动化系统基本解决了盾构机的自动化问题，但是，日常的巡视和检查工作却依然处于一种手工状态，信息的记录还需要人工用纸和笔去记录，表格也是以纸质文件方式存放，这给信息的追溯和处理带来了很大的不便。同时，对于维护工人的调配也无法做到科学管理。
[0004]目前，盾构的检修作业流程主要存在如下缺点:
1、维护工人存在大量手工纸质记录的情况，登记内容因人而异，规范性不强，容易出现任务遗漏，重复检查等情况；
2、存在工作量定义不清的情况，对于一个日常巡视任务到底需要多少工作量大多靠维护工人的直观感觉，无法具体量化记录。
【发明内容】
[0005]本发明意在提供一种盾构智能维保管理系统，对巡检作业流程作系统化，条理化的实时管理。
[0006]本方案中盾构智能维保管理系统包括:系统监控中心、附着在盾构设备上的电子标签，镶嵌有电子标签识别装置的移动智能终端，所述的系统监控中心包括通讯模块、检修任务导入模块、计划模块、下发模块和数据分析统计模块，所述的移动智能终端与监控中心之间采用无线通讯;所述的电子标签识别采用射频标签识别(包括低频、高频、超高频)、非接触式标签识别、红外标签识别、蓝牙无线标签识别、一维码或二维码标签识别;所述的移动智能终端安装有GPS、GIS或北斗定位系统;所述的移动智能终端是镶嵌有电子标签识别装置的手提电脑、手机或其他无线通讯装置。
[0007]本发明盾构智能维保管理系统，其操作方法包括下列步骤:
步骤1.在系统监控中心导入工作计划，系统自动生成日工作任务；
步骤2.日工作任务，生成最终的任务清单，并保存到系统中；
步骤3.系统将最终任务清单发送到指定的移动智能终端，指导检测人员按流程执行任务；
步骤4.检测人员使用移动智能终端对需要进行日常巡视或者检修的盾构设备进行电子标签扫描，启动对此设备的巡视或检修工作；
步骤5.检修工作完成后，用移动智能终端将检修结果上传给上一级平台，或监控中心。检修结果包括检测人员使用移动智能终端记录的各项数据、判断结果及维修情况，是语音、短信或图片。
[0008]上述系统监控中心是设于盾构机内的管理平台或设于盾构机外的远程管理平台。
[0009]如果是设于盾构机内的管理平台，移动智能终端接收的是盾构机内的安排的临时任务;如果是设于盾构机外的远程管理平台，移动智能终端接收的主要是日常系统任务(不排除，特殊状况下，远程管理平台发送的特别任务)。
[0010]进一步，所述移动智能终端包括轻量手持电动推杆、推杆控制器、电源、微型RFID读写器和平板电脑，所述轻量手持电动推杆引出信号线与电源连接，推杆控制器无线控制轻量手持电动推杆，轻量手持电动推杆与微型RFID读写器通过螺栓固定，微型RFID读写器与平板电脑以蓝牙4.0无线传输数据。
[0011]此处改进这在于设计了用于调整RFID读写器的姿态的便携设备。考虑到在隧道中RFID标签的位置没有形成高度上的落差，巡检人员通过控制器调整变化轻量手持电动推杆的长度来调节与RFID标签的相对位置，找到合适的读取位置读取唯一编码。考虑到了隧道的环境因素和RFID读写模块的局限，实现信息采集的便利性。
[0012]进一步，所述移动智能终端，装载有BIM模型系统和施工检查系统;所述移动智能终端连接RFID读写器，用以控制RFID读写器向所述RFID标签写入管片编码信息，并控制所述RFID读写器调用管片相关数据，通过B頂模型系统实现三维仿真、可视化的数据整合分析、管理；
系统监控中心，包括中心数据库，并装载有BIM模型系统和施工检查系统;所述后台服务器连接所述前端操作终端，用以接收从前端操作终端将管片施工过程中的多维检查数据，并存储于所述中心数据库中；后台服务器还将设定数据通过网络传输到前端操作终端，进行基于BIM模型系统的监控和分析;所述施工检查系统包括进场检查模块、推进拼装模块、管片修补模块、质量管理模块和安全巡检模块;质量检查人员通过前端操作终端现场录入数据，以网络方式传送至中心数据库供模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；后台服务器上的施工检查系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理。
[0013]所述B頂模型系统支持盾构法隧道施工，通过B頂模型获得管片拼装位置及横竖径的施工参数，并进行可视化进度、质量监控分析;在扫描安装在隧道管片上的RFID信息后，所述BIM模型系统调用该隧道管片所对应的BIM模型，并绑定相应的管片基本信息，将管片施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对盾构法隧道施工进程进行参数化的仿真模拟;所述BM模型系统通过RFID读写器和前端操作终端配合操作，对施工完成的管片进行质量检测；前端操作终端将信息以网络方式传输到后台服务器，BIM模型系统对隧道管片修补、渗漏水情况进行可视化描述，并配合拍摄的现场照片作为辅助。
【附图说明】
[0014]图1为本发明盾构智能维保管理系统实施例一的拓扑结构示意图。
[0015]图2为本发明盾构智能维保管理系统实施例一中移动智能终端的结构示意图。
[0016]图3为本发明盾构智能维保管理系统实施例二的拓扑结构示意图。
[0017]图4为NFC分布式传感器网络系统结构图。
[0018]图5为NFC标签示意图。
[0019]图6为NFC终端示意图。
[0020]图7为MCU功能示意图。
[0021]图8为局域网络控制器功能示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
实施例一
如图1所示，如图1所示，本发明提出的盾构智能维保管理系统包括:系统监控中心、附着在盾构设备上的电子标签，和镶嵌有电子标签识别装置的移动智能终端。监控中心包括通讯模块、检修任务导入模块、计划模块、下发模块、用于插入新任务的更新模块和分析统计模块。
[0023]监控中心与移动智能终端之间采用无线通讯。
[0024]移动智能终端一般为多台，根据实际需要配置。监控中心安装有检修系统软件。盾构设备附着有电子标签，例如射频识别(RFID)智能标签。RFID智能标签和对应被监控设备相连，以粘贴或悬挂等方式附着在被监控设备上。电子标签和识别装置采用非接触式标签、红外标签、蓝牙无线标签、一维码或二维码标签识别技术。
[0025]移动智能终端在本系统中完成与系统监控中心的通讯，还完成与现场安装有RFID标签的盾构设备的信号数据采集工作。因此，移动智能终端不仅具有传统的手机终端具备的GPS，GPRS, WIFI, Blue Tooth等无线通信功能外，还具有物联网领域的RFID模块功能，还具有通过USB，串口等扩展方式与带有智能通信接口的设备直接通信的能力。
[0026]盾构智能维保管理系统使用的软件实际上并不只是通过移动智能终端完成与被监控设备的通讯，也包括设备的数据存储，告警处理，人员管理，资产管理，数据浏览和报表等基本功能。
[0027]本发明提出的盾构智能维保管理系统应具有如下条件:首先，系统应该是个完整的检修作业系统，通讯和传输方式多样，是WIF1、是蓝牙、GPRS、EVD0，或3G，也是多种传输方式的组合。
[0028]每个需要被检修的设备都必须安装有电子标签，例如RFID标签，移动智能终端通过RFID标签中存储的信息对设备进行识别和检修。
[0029]本发明提出的系统应该具备盾构设备检修任务的导入模块、计划模块、下发模块和分析统计模块。这些模块的存在改变了传统的检测人员使用纸质记录每天的工作任务的方式，还对任务自动进行跟踪和追溯。本发明系统中还包括一个更新模块，用于针对临时紧急情况，插入一条任务的方式实现工作流的更新。
[0030]如图2所示，移动智能终端，包括轻量手持电动推杆1、推杆控制器2、电源3、微型RFID读写器4和平板电脑5，所述轻量手持电动推杆1引出信号线与电源3连接，推杆控制器2无线控制轻量手持电动推杆1，轻量手持电动推杆1与微型RFID读写器4通过螺栓6固定，微型RFID读写器4与平板电脑5以蓝牙4.0无线传输数据。
[0031]通过推杆控制器2变化轻量手持电动推杆1长度来调整微型RFID读写器4的位置姿态，实现不同位置标签的编码读取。
[0032]实施例二
作为实施例一的一种变形与补充，如图3所示，所述盾构智能维保管理系统包括:若干RFID标签1、一个或多个RFID读写器2、一个或多个移动智能终端，即图中的前端操作终端3、后台服务器4(即系统监控中心，此处要求服务器设于盾构机内，区别于远程服务器)。
[0033]RFID标签1设置于隧道管片上，用以存储对应管片编码信息。RFID读写器2用以向所述RFID标签1写入管片编码信息，还从所述RFID标签1读取管片编码信息。RFID读写器2也作为前端操作终端3的一部分，但RFID读写器2与前端操作终端3的主体部分分离设置。
[0034]前端操作终端3、后台服务器4均装载有B頂模型系统5和施工检查系统6。所述前端操作终端3连接RFID读写器2用以控制RFID读写器向所述RFID标签写入管片编码信息，并控制所述RFID读写器2调用管片相关数据，通过B頂模型系统5实现三维仿真、可视化的数据整合分析、管理。
[0035]后台服务器4包括中心数据库7，并装载有B頂模型系统5和施工检查系统6;所述后台服务器4连接所述前端操作终端3，用以接收从前端操作终端3将管片施工过程中的多维检查数据，并存储于所述中心数据库7中；后台服务器4还将设定数据通过网络传输到前端操作终端，进行基于BIM模型系统5的监控和分析。
[0036]所述BIM模型系统5支持盾构法隧道施工，通过BIM模型获得管片拼装位置及横竖径的施工参数，并进行可视化进度、质量监控分析;在扫描安装在隧道管片上的RFID信息后，所述BIM模型系统调用该隧道管片所对应的BIM模型，并绑定相应的管片基本信息，将管片施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对盾构法隧道施工进程进行参数化的仿真模拟;所