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申请/专利权人：中铁十四局集团大盾构工程有限公司;北京交通大学;中铁十四局集团有限公司

摘要：本发明公开了一种基于人工智能的盾构刀盘刀具运行故障预警系统，涉及盾构刀盘刀具运行故障监测预警技术领域。该基于人工智能的盾构刀盘刀具运行故障预警系统通过数据采集模块、数据处理模块、故障判定模块、故障预测模块、监测模块集成协作，通过获取盾构刀盘刀具表面数据、盾构环境数据与盾构刀盘刀具运行数据计算出盾构刀盘刀具表面磨损指数、盾构刀盘刀具运行评估指数，利用比对分析盾构刀盘刀具运行评估指数与盾构刀盘刀具运行阈值判断盾构刀盘刀具是否需要优化，同时对于无需优化的盾构刀盘刀具计算出运行故障预测指数，对盾构刀盘刀具的运行故障进一步预测，帮助盾构管理部门提前发现运行故障隐患，减少盾构刀盘刀具运行故障造成的损失。

主权项：1.一种基于人工智能的盾构刀盘刀具运行故障预警系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集盾构刀盘刀具表面数据、盾构环境数据与盾构刀盘刀具运行数据；数据处理模块，用于通过盾构刀盘刀具表面数据与盾构刀盘刀具运行数据分析计算出盾构刀盘刀具表面磨损指数，结合盾构刀盘刀具表面磨损指数与盾构环境数据、盾构刀盘刀具运行数据计算出盾构刀盘刀具运行评估指数；故障判定模块，用于将盾构刀盘刀具运行评估指数与盾构刀盘刀具运行阈值进行对比分析，判断盾构刀盘刀具是否需要优化；故障预测模块，用于对无需优化的盾构刀盘刀具进行故障预测，判断无需优化的盾构刀盘刀具在所需运行时间内是否有运行故障可能性；监测模块，用于对盾构刀盘刀具运行实时监测，对需要优化的盾构刀盘刀具与有运行故障可能性的盾构刀盘刀具进行预警处置；所述数据采集模块还用于获取目标盾构机所存在盾构刀盘数量及各盾构刀盘所存在盾构刀盘刀具数量；对盾构机所存在各盾构刀盘进行编号：i＝1,2,3,...,n；对各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具进行编号：j＝1,2,3,...,m；所述盾构刀盘刀具表面数据包括各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具刃口半径、各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具表面摩擦系数；所述盾构环境数据包括各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具周边土壤湿度、各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具所切削岩石表面摩擦系数；所述盾构刀盘刀具运行数据包括各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具切削力、各盾构刀盘转速；所述盾构刀盘刀具表面磨损指数计算步骤为：利用数据采集模块获取的各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具刃口半径、各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具表面摩擦系数与各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具切削力计算出各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具的盾构刀盘刀具表面磨损指数，所述盾构刀盘刀具表面磨损指数计算公式为： 式中αij表示各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具的盾构刀盘刀具表面磨损指数，Wij1、Wij2、Wij3分别表示各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具刃口半径、各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具表面摩擦系数与各盾构刀盘所存在各盾构刀盘刀具切削力，W1ij’、W2ij’、W3ij’分别表示盾构刀盘刀具加工生产时预设的盾构刀盘刀具刃口半径、预设的盾构刀盘刀具表面摩擦系数、预设的盾构刀盘刀具切削力，a1、a2、a3分别表示盾构刀盘刀具刃口半径权重、盾构刀盘刀具表面摩擦系数权重、盾构刀盘刀具切削力权重，e表示为自然常数。

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