本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)是一種專用于地下隧道工程開挖的技術(shù)密集型重大工程裝備,它具有開挖速度快、質(zhì)量高、人員勞動強(qiáng)度小、安全性高、對地表沉降和環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展,盾構(gòu)的結(jié)構(gòu)向復(fù)雜化巨型化、控制向自動化智能化方向發(fā)展。配備功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度管理的重要組成部分。目前，盾構(gòu)機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)方面存在以下幾個方面問題：(1)缺少對盾構(gòu)機(jī)施工作業(yè)進(jìn)度的監(jiān)控。技術(shù)和管理人員無法實(shí)時掌握施工作業(yè)的整體動態(tài)，容易延誤施工措施的及時調(diào)整和有效執(zhí)行；(2)施工數(shù)據(jù)和參數(shù)采集效率反饋率偏低。各種實(shí)測參數(shù)如盾構(gòu)排土量、掘進(jìn)速度、糾偏量等目前仍不能及時傳輸，嚴(yán)重影響施工方案的隨時調(diào)整和執(zhí)行效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。所述盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)具有施工數(shù)據(jù)和參數(shù)采集效率反饋率高、根據(jù)參數(shù)反饋?zhàn)鞒稣{(diào)整，保證施工方案的隨時調(diào)整和執(zhí)行高率的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)，包括pc機(jī)、主控芯片、sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫以及采集裝置，所述主控芯片通過ide磁盤陣列雙向通訊連接sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫，該sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫多線程連接于pc機(jī)；所述采集裝置通過zigbee通信模塊與主控芯片無線通信連接，其中采集裝置包括介質(zhì)堵塞型傳感器、激光導(dǎo)向儀、扭力傳感器、兩組電磁流量計(jì)、盾構(gòu)泥漿密度計(jì)。

優(yōu)選的，所述主控芯片采用atmega128芯片，atmega128芯片嵌入lan91c111以太網(wǎng)控制芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)，并通過uart接口、isp接口經(jīng)過網(wǎng)關(guān)雙向通訊連接于所述pc機(jī)。

優(yōu)選的，還包括視頻采集攝像頭、報警器，所述視頻采集攝像頭安裝在盾體的前、中、尾部，無線通信連接于視頻服務(wù)器，該視頻服務(wù)器rs-485總線連接于所述主控芯片的i/o接口；所述報警器安裝在盾體的前、中、尾部，電連接于主控芯片。

優(yōu)選的，所述介質(zhì)堵塞型傳感器位于主軸承潤滑油箱內(nèi)，所述激光導(dǎo)向儀位于盾構(gòu)機(jī)軸線位置，所述扭力傳感器安裝于刀盤驅(qū)動軸上，其中一組所述電磁流量計(jì)安裝在泥水循環(huán)系統(tǒng)中的排泥管，另一組電磁流量計(jì)和盾構(gòu)泥漿密度計(jì)安裝在送泥管，且其均無線通信連接于主控芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過視頻采集攝像頭可以對盾體的操作室、排土機(jī)、刀盤驅(qū)動裝置等情況進(jìn)行監(jiān)控，從而判斷施工是否正常；采集裝置的介質(zhì)堵塞型傳感器對主軸承在用潤滑油進(jìn)行監(jiān)測，防止軸承潤滑系統(tǒng)受到污染，避免機(jī)械部件局部異常磨損；依靠激光導(dǎo)向儀調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)的軸線接近隧道的設(shè)計(jì)軸線，使盾構(gòu)機(jī)軸線和隧道設(shè)計(jì)軸線之間的偏差就可以始終保持在一個很小的數(shù)值范圍內(nèi)；扭力傳感器確保檢測刀盤所受應(yīng)力，確保刀盤驅(qū)動出線異?？梢约皶r調(diào)整；電磁流量計(jì)和盾構(gòu)泥漿密度計(jì)可以對泥水循環(huán)系統(tǒng)的泥漿流量、比重進(jìn)行檢測，得出在工期內(nèi)的泥漿流量，從而計(jì)算推進(jìn)長度；sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫可以對采集裝置的實(shí)測參數(shù)及時進(jìn)行記錄，并通過pc機(jī)分析，根據(jù)參數(shù)反饋?zhàn)鞒稣{(diào)整，保證施工方案的隨時調(diào)整和執(zhí)行高率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)，包括pc機(jī)、主控芯片、sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫以及采集裝置，所述主控芯片通過ide磁盤陣列雙向通訊連接sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫，其之間遵守tcp/ip協(xié)議，該sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫多線程連接于pc機(jī)；所述采集裝置通過zigbee通信模塊與主控芯片無線通信連接，其中采集裝置包括介質(zhì)堵塞型傳感器、激光導(dǎo)向儀、扭力傳感器、兩組電磁流量計(jì)、盾構(gòu)泥漿密度計(jì)。

所述主控芯片采用atmega128芯片，atmega128芯片嵌入lan91c111以太網(wǎng)控制芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)，并通過uart接口、isp接口經(jīng)過網(wǎng)關(guān)雙向通訊連接于所述pc機(jī)。

還包括視頻采集攝像頭、報警器，所述視頻采集攝像頭安裝在盾體的前、中、尾部，無線通信連接于視頻服務(wù)器，該視頻服務(wù)器rs-485總線連接于所述主控芯片的i/o接口；所述報警器安裝在盾體的前、中、尾部，電連接于主控芯片，視頻采集攝像頭內(nèi)置程序：采用基于linux視頻驅(qū)動接口v4l2視頻采集編程，通過視頻服務(wù)器對音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理并完成網(wǎng)絡(luò)傳輸至主控芯片，并對盾體的操作室、排土機(jī)、刀盤驅(qū)動裝置等情況進(jìn)行監(jiān)控，從而判斷施工是否正常，視頻服務(wù)器采用omneon-mediadeck，報警器用以報警。

所述介質(zhì)堵塞型傳感器位于主軸承潤滑油箱內(nèi)，所述激光導(dǎo)向儀位于盾構(gòu)機(jī)軸線位置，所述扭力傳感器安裝于刀盤驅(qū)動軸上，其中一組所述電磁流量計(jì)安裝在泥水循環(huán)系統(tǒng)中的排泥管，另一組電磁流量計(jì)和盾構(gòu)泥漿密度計(jì)安裝在送泥管，且其均無線通信連接于主控芯片。

介質(zhì)堵塞型傳感器采用pall公司開發(fā)的pcm400便攜式清潔度檢測儀，根據(jù)是介質(zhì)恒流量堵塞原理，主要用于對油液固體顆粒污染度的現(xiàn)場檢測，既可用于油液固體顆粒污染度的現(xiàn)場檢測，又可用于離線現(xiàn)場檢測，對主軸承在用潤滑油進(jìn)行監(jiān)測，通過對數(shù)據(jù)的分析并與正常值對比，根據(jù)對比結(jié)果決定是否對該軸承潤滑油箱內(nèi)(系統(tǒng))進(jìn)行添加或者更換新油，防止軸承潤滑系統(tǒng)受到污染，使油品粘度滿足了軸承的正常潤滑要求，避免機(jī)械部件局部異常磨損，保證了設(shè)備正常安全運(yùn)行；依靠激光導(dǎo)向儀調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)的軸線接近隧道的設(shè)計(jì)軸線，使盾構(gòu)機(jī)軸線和隧道設(shè)計(jì)軸線之間的偏差就可以始終保持在一個很小的數(shù)值范圍內(nèi)，激光導(dǎo)向儀主要部件有激光經(jīng)緯儀、帶有棱鏡的激光靶、黃盒子、控制盒和隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)用電腦。激光經(jīng)緯儀臨時固定在安裝好的管片上，隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷向前掘進(jìn)，激光經(jīng)緯儀也要不斷地向前移動，這被稱為移站。激光靶則被固定在中盾的雙室氣閘上。激光經(jīng)緯儀發(fā)射出激光束照射在激光靶上，激光靶可以判定激光的入射角及折射角，另外激光靶內(nèi)還有測傾儀，用來測量盾構(gòu)機(jī)的滾動和傾斜角度，再根據(jù)激光經(jīng)緯儀與激光靶之間的距離及各相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，激光導(dǎo)向儀就可以計(jì)算出當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)軸線的準(zhǔn)確位置?？刂坪杏脕斫M織激光導(dǎo)向儀電腦與激光經(jīng)緯儀和激光靶之間的聯(lián)絡(luò)，并向黃盒子和激光靶供電。黃盒子用來向激光經(jīng)緯儀供電并傳輸數(shù)據(jù)；激光經(jīng)緯儀電腦則是將該系統(tǒng)獲得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、計(jì)算和評估。所得結(jié)果可以被以數(shù)據(jù)形式傳輸給主控芯片；電磁流量計(jì)選用ly-lde-b管道式電磁流量計(jì)、盾構(gòu)泥漿密度計(jì)選用mh5300，電磁流量計(jì)和盾構(gòu)泥漿密度計(jì)作為一組分別安裝在泥水循環(huán)系統(tǒng)中的排泥管和送泥管，經(jīng)刀盤切削土砂形成的混合泥漿輸送到地面進(jìn)行分離和處理，再將回收的泥漿調(diào)整利用，大致得出推進(jìn)距離，計(jì)算如下：在一個工期內(nèi)，排泥管的電磁流量檢測送出的泥漿流量q1，送泥管回收的泥漿流量q2，從而得出最終排出泥漿流量δq，根據(jù)δq＝v，v＝s·h，其中v為盾構(gòu)機(jī)施工隧道體積，s表示隧道面積，h表示推進(jìn)長度，即盾構(gòu)泥漿密度計(jì)測量檢測送泥管回收的泥漿比重，從而確保分離處理泥漿處于合適比重被回收到開挖倉密閉艙。

sqlserver/oracle數(shù)據(jù)庫，方便施工人員將數(shù)據(jù)如日報表形式的及時傳輸?shù)狡鋬?nèi)，然后傳輸至pc機(jī)分析處理并調(diào)整最優(yōu)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)關(guān)將輸出反饋到控制芯片，從而對各種施工實(shí)測參數(shù)如盾構(gòu)排土量、掘進(jìn)速度、糾偏量等進(jìn)行及時有效的調(diào)整，調(diào)高了反饋率，其中pc機(jī)中預(yù)先輸入之前實(shí)際正常施工實(shí)測參數(shù)，再如通過amesim仿真工具進(jìn)行仿真建模，然后根據(jù)所測數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化所需實(shí)際原型。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。