一种适用于近接隧道爆破施工的减振孔布置系统的制作方法

本发明涉及隧道施工，具体是一种适用于近接隧道爆破施工的减振孔布置系统。

背景技术：

1、隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道，水工隧道，市政隧道，矿山隧道；在对隧道进行开挖前，需要对岩土进行爆破处理，隧道爆破开挖作业中，掏槽爆破通常是震动超标的主要原因；

2、爆破炮孔钻孔作业时工程师通常会钻一些不装炸药的空炮孔作为减振孔来降低爆破震动，因此对于减震孔与炮孔之间的位置进行合理排布能有效的提高爆破的质量，降低爆破震动；现有技术中，工程师无法结合爆破施工区域的实际情境增添或删减减震孔的布置数量，导致爆破效果不佳；同时难以根据作业人员的布设记录分配合适的作业人员进行减震孔布置工作，导致减震孔布置效率较低；为此，本发明提出一种适用于近接隧道爆破施工的减振孔布置系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于近接隧道爆破施工的减振孔布置系统。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种适用于近接隧道爆破施工的减振孔布置系统，包括数据采集模块、数据分析模块、任务分配模块、减振孔布设模块、作业评价模块以及人员评估模块；

3、所述数据采集模块用于采集隧道爆破施工区域的潜在关联数据并上传至控制中心；所述潜在关联数据包括微地形数据和人文关联数据；

4、所述数据分析模块用于获取隧道爆破施工区域的潜在关联数据进行减振优化系数zy分析，具体分析步骤为：

5、统计所述隧道爆破施工区域的隧道长度为sl；获取隧道爆破施工区域的潜在关联数据，根据微地形数据对地形敏感度ds进行评估；所述微地形数据包括地下水位高度、地层岩性、岩体rqd、岩体裂隙率和岩体结构类型；

6、以隧道爆破施工区域为中心，将半径为rt的区域标记为人文关联区域，其中rt为预设值；获取人文关联区域的人文关联数据；所述人文关联数据包括人文关联区域的居民区及人口分布情况；

7、根据所述人文关联数据对人文敏感度rs进行评估；

8、将隧道长度、地形敏感度、人文敏感度进行归一化处理并取其数值，利用公式zy=sl×b1+rs×b2+ds×b3计算得到减振优化系数zy，其中b1、b2、b3均为预设系数；

9、根据减振优化系数zy确定减振孔布置数量为ls；具体为：

10、获取减振优化系数范围与减振孔数量阈值的对照表；所述对照表由管理员预设，存储于数据库；

11、基于所述减振优化系数范围与减振孔数量阈值的对照表，确定减振优化系数zy所对应的减振优化系数区间，进而确定对应的减振孔数量阈值，并标记为减振孔布置数量ls；

12、所述控制中心用于根据确定的减振孔布置数量ls生成对应的减振孔布置任务；作业人员通过手机终端访问控制中心并领取减振孔布置任务；

13、所述任务分配模块用于对领取任务的作业人员进行配优系数py分析，选取配优系数py最大的作业人员作为选中人员；

14、选中人员接收到减振孔布置任务后，到达对应隧道爆破施工区域，通过减振孔布设模块开始实地设计减震孔的布设参数；所述布设参数包括减震孔距炮孔的距离、减震孔填充介质及减震孔的直径；

15、当作业人员作业结束后，工程师通过作业评价模块对作业人员的设计情况进行打分；所述减振孔布设模块用于将减振孔布置数量ls、作业开始时刻、作业结束时刻、作业过程中的暂停设计次数以及工程师评分进行融合得到布设记录信息并将布设记录信息打上时间戳存储至数据库；

16、所述人员评估模块与数据库相连接，用于根据数据库存储的带有时间戳的布设记录信息对作业人员进行布置优化系数by评估，并将作业人员的布置优化系数by打上时间戳并存储至云平台。

17、进一步地，根据人文关联数据对人文敏感度rs进行评估，包括：

18、统计所述人文关联区域内居民区的数量为l1；

19、将每个居民区的人口数量标记为mi，将所述居民区与隧道爆破施工区域的距离标记为di；利用公式rmi=(mi×a1)/(di×a2)计算得到所述居民区的人文分布值rmi，其中a1、a2均为预设系数；

20、将人文分布值rmi与预设分布阈值相比较；统计人文分布值rmi大于预设分布阈值的次数占比为lb；当rmi大于预设分布阈值时，统计rmi与预设分布阈值的差值并进行求和得到超分布值cl；

21、利用公式rs=ƒ×l1×(lb×a3+cl×a4)计算得到人文敏感度rs，其中a3、a4均为预设系数；ƒ为预设均衡因子。

22、进一步地，根据微地形数据对地形敏感度ds进行评估，包括：

23、将地下水位高度标记为w1，岩体rqd标记为w2，岩体裂隙率标记为w3；设定每种岩体结构类型均有一个对应的类型值；所述岩体结构类型包括整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构；

24、获取岩体结构类型，将对应的类型值标记为w4；利用公式ds=w1×m1+w2×m2+w3×m3+w4×m4计算得到地形敏感度ds，其中m1、m2、m3、m4均为预设系数因子。

25、进一步地，所述任务分配模块的具体分析步骤为：

26、将领取任务的作业人员标记为初选人员；将所述隧道爆破施工区域位置与初选人员位置的距离差标记为作业距离gl；

27、自动从云平台调取所述初选人员的布置优化系数by；将初选人员最近一次任务结束时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到缓冲时长ht；

28、利用公式py=(by×g1+ht×g2)/(gl×g3)计算得到所述初选人员的配优系数py，其中g1、g2、g3均为系数因子。

29、进一步地，所述减振孔布设模块包括监控摄像头和在线交流单元；所述监控摄像头用于对减震孔的布置过程进行监控，实时采集现场作业人员的作业影像信息并上传至控制中心，供工程师实时查看；

30、当工程师对设计中的减震孔存在疑问或修改意见时，通过电脑终端发送暂停设计指令至减振孔布设模块；对应的现场作业人员接收到暂停设计指令后，与工程师通过在线交流单元进行磋商，并解答工程师的疑问；磋商成功后，继续设计；以此类推，直至完成任务。

31、进一步地，所述人员评估模块的具体评估过程为：

32、根据时间戳，采集作业人员在系统当前时间前六十天内的布设记录信息；统计作业人员的减振孔布设次数为布设频次p1；

33、将每个布设记录信息中的作业时长、暂停设计次数以及工程师评分标记为zti、pmi以及gpi；利用公式bsi=(ls×d1+gpi×d2)/(zti×d3+pmi×d4)计算得到布设值bsi，其中d1、d2、d3、d4均为比例因子；

34、对布设值bsi进行等级评判得到评价信号；具体包括：将布设值bsi与预设布设阈值相比较；预设布设阈值包括x1、x2，且x2＜x1；

35、当bsi≥x1时，此时评价信号为优秀信号；当x2≤bsi＜x1时，此时评价信号为中等信号；当bsi＜x2时，此时评价信号为一般信号；

36、统计优秀信号、中等信号、一般信号各自相较于评价信号次数的占比，并将占比依次标记为zb1、zb2、zb3；利用公式by=µ×p1×(zb1×3+zb2×2-zb3)计算得到作业人员的布置优化系数by，其中µ为预设补偿因子。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、本发明中所述数据分析模块用于根据隧道爆破施工区域的潜在关联数据进行减振优化系数zy分析，并根据减振优化系数zy辅助确定所述隧道爆破施工区域的减振孔布置数量；其中，减振优化系数zy越大，则减振孔布置数量越多，有效的提高爆破质量，降低爆破震动；

39、所述控制中心用于根据接收到的减振孔布置数量ls生成对应的减振孔布置任务；作业人员通过手机终端访问控制中心并领取减振孔布置任务；所述任务分配模块用于对领取任务的作业人员进行配优系数py分析，并选取配优系数py最大的作业人员作为选中人员，选中人员接收到减振孔布置任务后，到达对应隧道爆破施工区域，通过减振孔布设模块开始实地设计减震孔的布设参数；有效提高减震孔布设效率，降低爆破震动；

40、本发明中当工程师对设计中的减震孔存在疑问或修改意见时，通过电脑终端发送暂停设计指令至减振孔布设模块；对应现场作业人员与工程师通过在线交流单元进行磋商；当作业人员作业结束后，工程师通过作业评价模块对作业人员的设计情况进行打分；将减振孔布置数量ls、作业时长、作业过程中的暂停设计次数以及工程师评分进行融合得到布设记录信息；所述人员评估模块用于根据布设记录信息对作业人员进行布置优化系数by评估，为工程师选取作业人员提供参考。