CN119413442A 一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析方法及系统 （广东工业大学）

一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析方本发明公开了一种掘进中的盾构机刀盘磨2交互布设于盾构机刀盘的表面及刀具上的监测传感器阵按照所述预设监测窗口中监测时间点从前到后的顺序，对所述监测数调用高清摄像头对工作土层和土层破碎颗粒进行图像采集，根据所述刀盘运行特征集合和所述工作土层状态特征进行刀盘运行盘运行稳定性结果低于预设阈值时，激活冷却液喷射设备对所述盾构机刀盘进行表面清调用所述盾构机刀盘的刀具标准图像，将所述刀具将所述刀具表面采集图像映射至所述刀具标准图像，按照预设边缘基于边缘距离差值的大小和边缘距离差值的位置，对所述边缘以所述边缘距离差值中心值集合为起始点，对所述边缘距离差值集合进行中心迭代，遍历所述边缘距离差值中心邻域集合进行均值计算，获得边缘距离差从所述边缘距离差值集合中随机提取预设数量的边缘距离差值，作为初始从边缘距离差值的大小和边缘距离差值的位置两个维度，对所述初始边3分别计算所述边缘距离差值集合中每个边缘距离差值到所述边缘距离差值中心值集考虑边缘距离差值的大小和边缘距离差值的位置构建代价损失函;I为代价损失函数值，cij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i个边缘距离差值起始中心邻域中第j个边缘距离差值，pij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i个边差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值，为边缘距离差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值对应的边缘距离差值位置，入为边缘距离差值和边缘距离差值位置的权i个边缘距离差值起始中心邻域包含的边缘距离差值的总数量，M为边缘距离调用代价损失函数对所述边缘距离差值起始中心邻在所述边缘距离差值集合中对所述边缘距离差值中心值集合进行中心值重新迭代筛值对应的边缘距离差值迭代中心邻域集合作为边缘距离差值中心对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二监测数据阵列进行数据交互分对所述第一交互刀盘监测数据阵列和所述监测数据阵列序列的第三监测数据阵列进对第N_2交互刀盘监测数据阵列和所述监测数据阵列序列的第N监测数据阵列进行数47.如权利要求6所述的一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析方法，其特征在于，包对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二监测数据阵列进行内积映射识遍历所述内积映射计算结果阵列进行归一化处理，获得内积映射归一化计算结果阵将所述内积映射归一化计算结果阵列与所述第一监得第一交互刀盘监测数据阵列。8.一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析系统，其特征在监测数据阵列序列获得模块，用于交互布设于盾构机刀盘的表面及包括所述预设监测窗口的一个监测时间点下所述监测传感器阵工作土层状态特征获得模块，用于调用高清摄像头对工作土层和5[0005]鉴于上述问题，本申请提供了一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析方法及系根据所述刀盘运行特征集合和所述工作土层状态特征进行刀盘运行稳定性分析，6阵列包括所述预设监测窗口的一个监测时间点下所述监测传感器阵列[0009]附图1是本发明实施例提供的一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析方法流程示7[0010]附图2是本发明实施例提供的一种掘进中的盾构机刀盘磨损监测分析系统结构示窗口的一个监测时间点下所述监测传感器阵列的以是盾构机在特定时间内的工作周期，通常根据盾构机的运行状况和任务需求进行设定。据阵列序列进行刀盘数据交互分析，并对刀盘数据交互分析结果进行刀盘运行特征分析，8据阵列序列进行刀盘数据交互分析，并对刀盘数据交互分析结果进行刀盘运行特征分析，对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二监测数据阵列进行数据交对所述第一交互刀盘监测数据阵列和所述监测数据阵列序列的第三监测数据阵对第N_2交互刀盘监测数据阵列和所述监测数据阵列序列的第N监测数据阵列进对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二监测数据阵列进行内积映将所述内积映射归一化计算结果阵列与所述第一监测数据阵列进行交互卷积计[0019]利用余弦相似度计算公式对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二[0020]利用最小_最大归一化公式对所述内积映射计算结果阵列进行归一化处理，从而阵列反映了所述第一监测数据阵列到第二监测数据阵列的数据变化隐含关9[0024]在一个实施例中，所述高清摄像头用于采集高质量的土层和土层破碎颗粒的图高对盾构机作业过程中土层对刀盘的影响的盘进行表面清洗，并利用所述高清摄像头对清洗后的盾构机刀盘的刀具表面进行图像采在一个实施例中，通过对刀盘的运行特征和工作土层的状态特征进行综合分析，如果刀盘运行稳定性结果未低于预设阈值，则表明盾构机刀盘磨损在可以接受的范围内，基于所述边缘距离差值中心邻域均值集合进行加权计算，获得所述刀具比对结若认证不通过，则对所述边缘距离差值集合中再次进行边缘距离差值中心值筛分别计算所述边缘距离差值集合中每个边缘距离差值到所述边缘距离差值中心值集合的差值，将每个边缘距离差值归入差值最小的边缘距离差值中心值对应的邻域中，;I为代价损失函数值，cij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i个边缘距离差值起始中心邻域中第j个边缘距离差值，pij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i距离差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值，为边缘距离差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值对应的边缘距离差值位置，入为边缘距离差值和边缘距离差值位置i个边缘距离差值起始中心邻域包含的边缘距离差值的总数量，M为边缘在所述边缘距离差值集合中对所述边缘距离差值中心值集合进行中心值重新迭最小值对应的边缘距离差值迭代中心邻域集合作为边缘距离差[0034]在一个可能的实施例中，所述刀具标准图像指盾构机刀盘的刀具的标准参考图提高盾构机刀盘磨损监测分析可靠性的技术和边缘距离差值的位置两个维度，对所述初始边缘距离差值中心值集合进行中心值认证。[0038]统计所述枚举组合相似度集合中大于等于预设最大相似度的枚举组合相似度的述边缘距离差值集合中再次进行边缘距离差值值对应的边缘距离差值迭代中心邻域集合作为边缘距离差值中心据阵列包括所述预设监测窗口的一个监测时间点下所述监测传感基于所述边缘距离差值中心邻域均值集合进行加权计算，获得所述刀具比对结若认证不通过，则对所述边缘距离差值集合中再次进行边缘距离差值中心值筛分别计算所述边缘距离差值集合中每个边缘距离差值到所述边缘距离差值中心值集合的差值，将每个边缘距离差值归入差值最小的边缘距离差值中心值对应的邻域中，;I为代价损失函数值，cij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i个边缘距离差值起始中心邻域中第j个边缘距离差值，pij为边缘距离差值起始中心邻域集合中第i距离差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值，为边缘距离差值中心值集合中第i个边缘距离差值中心值对应的边缘距离差值位置，入为边缘距离差值和边缘距离差值位置i个边缘距离差值起始中心邻域包含的边缘距离差值的总数量，M为边缘在所述边缘距离差值集合中对所述边缘距离差值中心值集合进行中心值重新迭最小值对应的边缘距离差值迭代中心邻域集合作为边缘距离差对所述监测数据阵列序列的第一监测数据阵列和第二监测数据阵列进行数据交对所述第一交互刀盘监测数据阵列和所述监测数据阵列序列的第三监测数据阵对第N_2交互刀盘监测数据阵列和所述监测数