盾構(gòu)維修保障專家系統(tǒng)

王金龍

摘 要：城市交通建設(shè)的現(xiàn)狀對(duì)交通的要求逐漸提高，人民生活水平不斷提高，交通工具數(shù)量劇增，地下通行越來越受到重視。盾構(gòu)維修保障專家系統(tǒng)是保證隧道安全可靠程度的重要措施，也是節(jié)約工期時(shí)間和投入的有效途徑，相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)研究。本文將從當(dāng)前盾構(gòu)維修方法存在的問題出發(fā)，分析維修保障的方法和盾構(gòu)維修保障專家系統(tǒng)主要的技術(shù)手段，為隧道施工和管理提供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；維修保障；專家系統(tǒng)

城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，交通擁堵的情況下，改善交通的方式就是修建隧道，通過地鐵、輕軌等交通工具方便人們出行。隧道建成投入使用后會(huì)面臨管理維修的問題，但是當(dāng)前我國盾構(gòu)維修保障工作還存在一定的問題，相關(guān)部門一定要重點(diǎn)研究，促進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新，完善盾構(gòu)維修保障專家體系，保障實(shí)時(shí)交流和指導(dǎo)，為我國現(xiàn)代交通建設(shè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

一、當(dāng)前我國盾構(gòu)維修方法存在的問題

第一，相關(guān)設(shè)備性能落后。雖然盾構(gòu)方法已經(jīng)有近百年的使用經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)的技術(shù)也不斷完善，尤其是氣壓平衡技術(shù)、水和泥平衡技術(shù)和土地壓力平衡技術(shù)等，但是我國現(xiàn)代交通建設(shè)發(fā)展比較晚，我國選用的相關(guān)設(shè)備比較落后，主要就是不適用我國地理環(huán)境復(fù)雜的現(xiàn)狀，尤其是復(fù)雜的地下土層結(jié)構(gòu)，當(dāng)前的設(shè)備難以正確運(yùn)行。第二，運(yùn)用盾構(gòu)維修方法的時(shí)候難以兼顧自然環(huán)境。隧道的盾構(gòu)結(jié)構(gòu)容易受到地面建筑的影響，這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生破壞電路、供水渠道等，也會(huì)影響地下水壓等問題，在施工的時(shí)候難以兼顧保護(hù)自然環(huán)境的職責(zé)，往往會(huì)破壞低下結(jié)構(gòu)，或是改變低下水循環(huán)通道，不利于自然鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。另外，破壞自然環(huán)境可能會(huì)造成隧道坍塌等事故，嚴(yán)重危機(jī)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。第三，隧道施工位置的復(fù)雜性不利于盾構(gòu)維修，正如上一點(diǎn)提到的內(nèi)容，我國地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土地資源和河流資源面積比較廣，運(yùn)用盾構(gòu)維修方法有很大的困難，尤其是復(fù)雜地形和水下的隧道管理。

二、維修保障方法的主要內(nèi)容

（一）對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修保障

接卸設(shè)備出現(xiàn)問題的時(shí)間是不固定的，但是還是從小問題開始，逐漸變成嚴(yán)重的問題，直接影響工作時(shí)的效果，甚至不能保障施工人員的安全，也不能保障隧道的安全性。針對(duì)這種情況，維修工作顯得格外重要，在明確設(shè)備性能的前提下，認(rèn)真分析預(yù)定使用壽命，然后進(jìn)行日常維修工作，尤其是到機(jī)器損耗到一定數(shù)值的時(shí)候，注意更換相應(yīng)的零件[2]。當(dāng)然，維修工作也包括保養(yǎng)的工作，這里要規(guī)范操作，減少不必要的損耗，注意定期匯報(bào)維修工作總結(jié)。

（二）對(duì)電液的維修保障

不同于機(jī)械設(shè)備，電液發(fā)生故障有著不確定性，沒有固定可遵循的規(guī)律，所以這個(gè)方面的維修工作要嚴(yán)格落實(shí)。除了日常的維修工作外，還要逐一排查相關(guān)零件，一旦發(fā)現(xiàn)問題，哪怕是細(xì)小的問題都要注意認(rèn)真解決。對(duì)電壓的維修保障工作要注意時(shí)效性，與生產(chǎn)廠家配合，做好相關(guān)的工作。

三、盾構(gòu)維修保障專家體系主要的技術(shù)手段

（一）專家系統(tǒng)和盾構(gòu)維修保障專家體系

所謂專家系統(tǒng)，就是當(dāng)下最流行的專家在線咨詢系統(tǒng)，依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來完成，這個(gè)系統(tǒng)是快速比較困難、復(fù)雜性強(qiáng)問題的有效途徑，也是保證解決問題時(shí)效性的關(guān)鍵。將專家系統(tǒng)與盾構(gòu)維修保障維修結(jié)合起來，是解決工程維修任務(wù)量大、規(guī)模龐大、工作復(fù)雜的重要途徑。盾構(gòu)維修保障專家體系是指運(yùn)用智能手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程維修的實(shí)時(shí)監(jiān)控和解決，出現(xiàn)問題自動(dòng)預(yù)警，這樣可以減少人的因素的不良影響。

（二）盾構(gòu)維修保障專家體系的主要技術(shù)手段

1、三維立體和動(dòng)畫模擬。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將工程圖紙映射到計(jì)算機(jī)中，運(yùn)用動(dòng)畫軟件、三維立體系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程的模擬，這個(gè)數(shù)據(jù)模型比較具體，各部分都包括其中，同時(shí)也包括對(duì)技術(shù)的模擬，便于發(fā)現(xiàn)不足從而改進(jìn)，也便于模擬突發(fā)現(xiàn)象，研究解決對(duì)策。關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)就是機(jī)械設(shè)備和電液零件的仿真，實(shí)現(xiàn)模擬操作，通過不斷完善，建立相應(yīng)的系統(tǒng)，完善相關(guān)的數(shù)據(jù)。這里需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，要將出現(xiàn)問題的原因、解決措施、后續(xù)工作等數(shù)據(jù)都錄入其中，完善信息資料庫，保證模擬操作的真實(shí)性。另外，提高各項(xiàng)設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)，保證信息傳輸?shù)臅r(shí)效性，為盾構(gòu)維修保障工作做好首要工作環(huán)節(jié)。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理主要包括以下兩種方式：第一，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控依靠“套接字”的技術(shù)，就是網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)程序之間用一個(gè)雙向的通信連接交換數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@種編程方式數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性高，也相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)，所以與普通的電腦硬件不同。“套接字”的服務(wù)器兩端可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸，兩端的系統(tǒng)之間交叉性強(qiáng)，分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，如管理、監(jiān)控、維修、解答疑問等，但是兩端的系統(tǒng)依靠同一個(gè)對(duì)話程序，從而縮短數(shù)據(jù)傳輸之間的時(shí)間差；第二，實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，因?yàn)槎軜?gòu)這種方式專業(yè)要求高，相關(guān)的程序比較復(fù)雜，面對(duì)龐大的規(guī)模實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理，是做好維修保障工作的關(guān)鍵。所以，運(yùn)用專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理，尤其是控制這個(gè)工作內(nèi)容；第三，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各環(huán)節(jié)都統(tǒng)一起來，不同的窗口管理不同的工作，這樣在發(fā)生突發(fā)事故的時(shí)候，計(jì)算機(jī)自動(dòng)預(yù)警，便于維修人員及時(shí)前往事故地點(diǎn)維修，減少排查的時(shí)間，提高工作效率[3]。

3、網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。盾構(gòu)維修保障專家體系的最后一個(gè)重要內(nèi)容就是網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。建立網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)上面兩種技術(shù)方法有效性的保障，這個(gè)平臺(tái)的要求比較嚴(yán)格。首先，要建立一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，技術(shù)人員不斷更新，根據(jù)與其他工程各環(huán)節(jié)人員的配合，將系統(tǒng)不斷完善；其次，在整體平臺(tái)功能的基礎(chǔ)上，做好分支功能，主要就是盾構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息錄入和監(jiān)管，將這些支線與總線連接起來；最后，制定相關(guān)的法律法規(guī)，保障這個(gè)平臺(tái)的合法性。

四、結(jié)論

總之，研究盾構(gòu)維修保障專家體系有重要的現(xiàn)實(shí)意義，國家和相關(guān)部門一定要重點(diǎn)研究。除了文中提到的幾點(diǎn)內(nèi)容外，各相關(guān)人員還要不斷提高自身的計(jì)算機(jī)水平，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，促進(jìn)盾構(gòu)維修保障專家體系方法不斷創(chuàng)新，為我國其他領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔建.淺析盾構(gòu)機(jī)在不同地質(zhì)條件下的掘進(jìn)控制及維修管理[J].科技視界，2014，36：121+178.

[2]李宏波，周建軍，王助鋒，張合沛，任穎瑩.基于相空間重構(gòu)和支持向量機(jī)的盾構(gòu)滾刀巖機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸承狀態(tài)趨勢預(yù)測[J].隧道建設(shè)，2014，04：387-391.