2024地鐵盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)

地鐵盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)目次前?言 2范圍 3規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和符號 4術(shù)語 4符號 4目標(biāo)和要求 5目標(biāo) 5定義 5來源 5分類 5基本要求 5地鐵盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)要求 6分析框架要求 6分析場景要求 6分析所需數(shù)據(jù)資源種類要求 9分析流程與方法要求 12分析結(jié)果可視化要求 12附錄A盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)集內(nèi)容 15盾構(gòu)施工設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 15盾構(gòu)施工工藝數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 15盾構(gòu)施工質(zhì)量數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 18盾構(gòu)施工安全數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 18盾構(gòu)施工人員數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 19盾構(gòu)施工物耗數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 19盾構(gòu)施工環(huán)保數(shù)據(jù)采集內(nèi)容 201PAGEPAGE10范圍結(jié)果可視化等內(nèi)容。工影響分析的大數(shù)據(jù)分析。規(guī)范性引用文件件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50715-2011地鐵工程施工安全評價標(biāo)DZ/T0283-2015地面沉降調(diào)查與監(jiān)測規(guī)范術(shù)語和符號下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1.1大數(shù)據(jù) bigdata指的是來自各種來源的大量非結(jié)構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。3.1.2安全評價 safetyassessment措施和管理決策提供科學(xué)依據(jù)。[GB50715-2011]3.1.3盾構(gòu)法 shieldmethod裝配、襯砌和注漿等作業(yè)的施工方法。[GB50715-2011]3.1.4掘進(jìn)參數(shù) tunnelingparameters盾構(gòu)機(jī)在施工運行過程中各子系統(tǒng)的運行參數(shù)，包括土倉壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、油缸推力、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速等。3.1.5軸線偏差 axisdeviation地下土層變化及其他方面的影響，盾構(gòu)掘進(jìn)軸線過量偏離原設(shè)計軸線。3.1.6地面沉降 landsubsidence因自然因素和人為活動引發(fā)松散地層壓縮所導(dǎo)致的地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象，包括在其發(fā)育過程中伴生的地裂縫現(xiàn)象。[DZ/T0283-2015]符號PLC 可編程序控制器 ProgrammableLogicControllerAI 人工智能 ArtificialIntelligenceCAD 計算機(jī)輔助設(shè)計 ComputerAidedDesignAPP 應(yīng)用程序 ApplicationPCA 主成分分析技術(shù) PrincipalComponentsAnalysis目標(biāo)和要求目標(biāo)和參考，提升盾構(gòu)施工行業(yè)數(shù)據(jù)利用價值，特制定本文件。定義本文件中的大數(shù)據(jù)指在地鐵盾構(gòu)業(yè)務(wù)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)資源。來源的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。分類從數(shù)據(jù)處理的角度看，分為原始數(shù)據(jù)和衍生數(shù)據(jù)。注：原始數(shù)據(jù)是指來自上游系統(tǒng)的，沒有做過任何加工的數(shù)據(jù)。衍生數(shù)據(jù)是指通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)?；疽笃钪悄軋缶邦A(yù)測、地表沉降預(yù)測與參數(shù)推薦、氣象對盾構(gòu)施工影響分析。薦數(shù)據(jù)資源、氣象對盾構(gòu)施工影響分析數(shù)據(jù)資源。和評估類分析。估類分析。價分析。降預(yù)測與參數(shù)推薦以及氣象對盾構(gòu)施工的影響分析。保分析結(jié)果的可靠性。值等進(jìn)行處理。響因素。地鐵盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)要求分析框架要求1。圖1分析框架圖分析場景要求勘察設(shè)計要求場景目標(biāo)選出最優(yōu)的線路方案。范圍一般包括規(guī)劃選線、投資估算分析、安全評價分析的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。基本原則1）地鐵線路規(guī)劃過程中，按要求需綜合考慮評價的因素有：線路輻射范圍、各站輻射范圍人口密度、人口日常遷徙規(guī)律。城市規(guī)劃色塊圖、文物保護(hù)控制點、環(huán)境控制點。對線路影響因素需進(jìn)行科學(xué)的全面的考慮，定量評價選線方案。散路線等安全因素。投資估算分析步驟：考土建投資估算的計算經(jīng)驗。建立影響投資的因素之間的連接方式。形成工程概算的知識圖譜。3）安全評價分析要求數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)資源，包括：工程事故的大概情況，事故的具體情況。事故原因的初步分析、事故的發(fā)生發(fā)展經(jīng)過、事故搶修搶險措施。料。防澇防煙安全備案。盾構(gòu)施工刀具磨損評估要求場景目標(biāo)實現(xiàn)實時量化評估當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)刀具的健康狀態(tài)以及未來刀具的磨損狀態(tài)的目的。范圍FMECA理分析、刀具磨損影響因素梳理、專家經(jīng)驗與施工參數(shù)匹配分析?；驹瓌tPLC判別模型，實現(xiàn)滾刀整體磨損輕重程度判斷，給出是否需要檢查建議。另外，建立滾刀磨損預(yù)測模型，預(yù)測滾刀未來一定掘進(jìn)距離的磨損退化程度。盾構(gòu)施工軸線偏差智能報警及預(yù)測要求場景目標(biāo)針對現(xiàn)有技術(shù)并不能及時遏制或處理盾構(gòu)掘進(jìn)中的軸線偏差問題。范圍差智能報警等方面。基本原則針對現(xiàn)有技術(shù)不能及時遏制或處理盾構(gòu)掘進(jìn)中的軸線偏差問題，采?。褐悄懿杉S線偏差相關(guān)數(shù)據(jù)，可視化監(jiān)測軸線偏差相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。實時觀測盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)路線是否嚴(yán)重偏離原始設(shè)計軸線。警。每一環(huán)可能的/允許的最大糾偏量、目前掘進(jìn)趨勢等進(jìn)行分析和糾偏設(shè)計。盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測與參數(shù)推薦要求場景目標(biāo)解決現(xiàn)有技術(shù)并不能及時遏制或處理盾構(gòu)掘進(jìn)中的地面沉降問題。范圍降量預(yù)測模型。基本原則預(yù)測和預(yù)估。參數(shù)推薦，有效控制地表沉降，將沉降控制在合理范圍，保證施工安全。盾構(gòu)施工的氣象影響因素分析要求場景目標(biāo)端氣象數(shù)據(jù)可視化服務(wù)。范圍包括地鐵沿線強(qiáng)降雨對地鐵施工的影響、強(qiáng)降水對地面沉降的影響?；驹瓌t雨對盾構(gòu)過程的影響，形成精細(xì)化降雨預(yù)報預(yù)警方案，包括：短時強(qiáng)降水雷達(dá)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及可視化展示。AI+氣象雷達(dá)外推實時預(yù)報產(chǎn)品推送。未來一周精細(xì)化天氣預(yù)報。地表沉降綜合分析預(yù)測。分析所需數(shù)據(jù)資源種類要求勘察設(shè)計數(shù)據(jù)資源1）為實現(xiàn)規(guī)劃選線的定量評估，數(shù)據(jù)資源應(yīng)包含：線路安全調(diào)度等數(shù)據(jù)，客流特征數(shù)據(jù)，人口密度、人口日常遷徙規(guī)律等。線路車站數(shù)據(jù)，包括站型、施工工法、總建筑面積、車站總長、車站總高、車站安全設(shè)施布設(shè)、疏散通道標(biāo)識、沿線城市（道路、建筑）轉(zhuǎn)換空間等。線路車站和區(qū)間評價指標(biāo)數(shù)據(jù)。湖地形等相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，線路經(jīng)過區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，包括降水量、降水周期等。2）投資估算分析數(shù)據(jù)資源為實現(xiàn)各單項工程投資估算分析，數(shù)據(jù)資源應(yīng)包含：總數(shù)據(jù)?？倲?shù)據(jù)。人防工程（分為車站人防工程和區(qū)間人防工程）概算數(shù)據(jù)包含區(qū)間工程數(shù)據(jù)。安全評價分析數(shù)據(jù)資源安全性評價分析主要使用車站、區(qū)間勘察設(shè)計、地質(zhì)水文、沿線道路建筑、突發(fā)事件應(yīng)急數(shù)據(jù)資源的相關(guān)信息見表1。表1安全評價分析數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)資源種類內(nèi)容工程信息數(shù)據(jù)介紹工程概況工程設(shè)計參數(shù)數(shù)據(jù)工程設(shè)計參數(shù)地質(zhì)水文參數(shù)工程所在地質(zhì)種類及相應(yīng)的特性參數(shù)、地表水與地下水以及水質(zhì)數(shù)據(jù)等客流特征數(shù)據(jù)人口密度、人口日常遷徙規(guī)律、客流疏散路線、疏散速度沿線道路、建筑現(xiàn)狀數(shù)據(jù)沿線車流量、地上建筑、周邊公共交通情況數(shù)據(jù)信息突發(fā)事件應(yīng)急數(shù)據(jù)應(yīng)急供電系統(tǒng)工程事故數(shù)據(jù)急預(yù)案數(shù)據(jù)資源應(yīng)包括：PLC行參數(shù)。特性參數(shù)，地表水、地下水、水質(zhì)數(shù)據(jù)以及河、湖地形等相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。CAD盾構(gòu)施工軸線偏差智能報警及預(yù)測數(shù)據(jù)資源PLC2。表2軸線偏差智能報警及預(yù)測分析數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)資源種類內(nèi)容盾構(gòu)機(jī)PLC數(shù)據(jù)盾構(gòu)機(jī)施工運行過程中各子系統(tǒng)的運行參數(shù)盾構(gòu)項目日志今日進(jìn)度、明日計劃、問題及分析等專家知識經(jīng)驗不同地質(zhì)環(huán)境施工參數(shù)范圍，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)受力分析，盾構(gòu)機(jī)鉸接型式，管片拼裝方式等實際工程文獻(xiàn)糾偏方案制定、糾偏曲線設(shè)計等盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測與參數(shù)推薦數(shù)據(jù)資源PLC3。表3地表沉降預(yù)測與參數(shù)推薦數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)資源種類內(nèi)容盾構(gòu)機(jī)PLC數(shù)據(jù)盾構(gòu)機(jī)施工運行過程中各子系統(tǒng)的運行參數(shù)沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)各個沉降點沉降量檢測值施工地質(zhì)特性數(shù)據(jù)施工路段的地質(zhì)種類及相應(yīng)的特性參數(shù)水文特征數(shù)據(jù)地表水、地下水、水質(zhì)數(shù)據(jù)以及河、湖地形等相關(guān)屬性數(shù)據(jù)其他數(shù)據(jù)盾構(gòu)機(jī)型號、埋深等數(shù)據(jù)資源應(yīng)包括：全球預(yù)報系統(tǒng)數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù)、包括各個地鐵站地理位置坐標(biāo)、海拔高度、地表類型。APP（溫度、濕度、降雨量等）、（回波外推結(jié)果。其他數(shù)據(jù)。包括施工沿線實況和預(yù)報的地面常規(guī)物理量（降雨量等）。分析流程與方法要求關(guān)鍵影響因素分析流程與方法關(guān)鍵影響因素分析可按照如下步驟進(jìn)行：檢測，標(biāo)準(zhǔn)化等。析等。林，關(guān)聯(lián)分析等。特征提取或重構(gòu)。所用方法主要有：PCA與專家經(jīng)驗和知識進(jìn)行綜合對比分析，給出最終關(guān)鍵影響因素。預(yù)測類分析流程與方法預(yù)測類分析可按如下步驟進(jìn)行：利用關(guān)鍵影響因素分析方法獲得預(yù)測目標(biāo)的關(guān)鍵因素。等；回歸預(yù)測方面，所用方法主要有：線性回歸、支持向量回歸等。根據(jù)預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，獲得預(yù)測結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行評價分析。評估類分析流程與方法評估類分析可按如下步驟進(jìn)行：利用關(guān)鍵影響因素分析方法獲得評估目標(biāo)的關(guān)鍵因素。給出評估的指標(biāo)。構(gòu)建評估模型。對評估結(jié)果進(jìn)行分析。分析結(jié)果可視化要求可視化實現(xiàn)方法利用開源的可視化組件進(jìn)行結(jié)果的可視化，主要組件有：neo4j、echart、networkX、matplotlib?？梢暬男问綉?yīng)主要包括：柱形圖類：水平基本柱形圖、水平膠囊柱形圖、列表柱形圖、分組柱形折線圖：區(qū)域圖、基本折線圖、雙軸折線圖；維度餅圖、帶圖餅圖、多值百分比餅圖、指標(biāo)餅圖；散點圖：散點圖、氣泡圖；板、地圖實時動態(tài)閃點效果。分析結(jié)果可視化參考24。2132圖4影響因素分析可視化356。圖5預(yù)測類分析結(jié)果可視化1圖6預(yù)測類分析結(jié)果可視化27。圖7評估類分析結(jié)果可視化附錄A盾構(gòu)大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)集內(nèi)容（規(guī)范性）盾構(gòu)施工設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容A.1A.1序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1設(shè)備編號字符型如“……”。2開機(jī)時間字符型格式為YYYY一MM一DDHH:MM:SS。3關(guān)機(jī)時間字符型格式為YYYY一MM一DDHH:MM:SS。4狀態(tài)編碼字符型對應(yīng)的類別代碼。盾構(gòu)施工工藝數(shù)據(jù)采集內(nèi)容施工工藝類數(shù)據(jù)采集內(nèi)容及數(shù)據(jù)類型符合表A.2至表A.7規(guī)定。表A.2盾構(gòu)掘進(jìn)刀盤系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1刀盤速度調(diào)節(jié)整型2刀盤轉(zhuǎn)速浮點型3刀盤功率浮點型4刀盤油溫浮點型5刀盤速度給定浮點型6刀盤扭矩浮點型7刀盤絕對位置浮點型8刀盤角度浮點型9超挖刀行程浮點型10刀具磨損檢測浮點型刀盤磨損檢測，通常包含多個檢測點。11刀盤磨損檢測油路壓力浮點型12超挖刀行程檢測浮點型13刀盤貫入度浮點型14超挖刀油溫檢測浮點型15刀盤噴水流量檢測浮點型16刀盤噴水壓力檢測浮點型刀盤噴水壓力檢測數(shù)據(jù)，通常包含多路。17刀頭刀盤位移油缸行程浮點型刀頭刀盤位移油缸行程，通常包含多組。18刀盤噴水當(dāng)前環(huán)累計量浮點型19刀盤噴水總累計量浮點型20刀盤當(dāng)前環(huán)累計工作時間整型21刀盤總累計工作時間整型22刀盤噴水自動控制布爾型23電機(jī)頻率浮點型掘進(jìn)刀盤驅(qū)動電機(jī)參數(shù)，通常包含多組電機(jī)，下同。24電機(jī)功率浮點型25電機(jī)電流浮點型26電機(jī)扭矩浮點型27主驅(qū)動電機(jī)溫度檢測浮點型28扭矩箱油缸行程刀頭偏移浮點型表A.3盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1推進(jìn)總推力浮點型2油缸推力浮點型推進(jìn)系統(tǒng)各組油缸推力，通常包含多組。3齒輪油溫浮點型4推進(jìn)泵出口壓力浮點型5推進(jìn)壓力浮點型推進(jìn)泵壓力，包含多組，數(shù)量與油缸數(shù)量一致。6輔助推進(jìn)油缸行程浮點型輔助推進(jìn)油缸行程，包含多組，數(shù)量與油缸數(shù)量一致。7推進(jìn)油缸行程浮點型推進(jìn)油缸行程，包含多組，數(shù)量與油缸數(shù)量一致。8推進(jìn)速度浮點型9掘進(jìn)環(huán)數(shù)整型10當(dāng)前環(huán)數(shù)整型11推進(jìn)位移浮點型12油箱油溫浮點型表A.4盾構(gòu)盾尾密封系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1盾尾密封壓力浮點型通常包含盾尾密封前、后部16個方位的檢測值。2盾尾密封行程距離浮點型3HBW密封油脂當(dāng)前環(huán)累計量浮點型4HBW密封油脂總累計量浮點型5EP2潤滑油脂當(dāng)前環(huán)累計量浮點型6EP2潤滑油脂總累計量浮點型7盾尾密封當(dāng)前環(huán)累計量浮點型8盾尾密封總累計量浮點型9HBW外密封計數(shù)整型10HBW內(nèi)密封計數(shù)整型表A.5盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1滾動角左極限取負(fù)值浮點型2鉸接位移浮點型通常包含多個方位的位移檢測。3盾體俯仰角浮點型4上位機(jī)順轉(zhuǎn)角度值浮點型5上位機(jī)逆轉(zhuǎn)角度值浮點型6扭矩油缸行程掘進(jìn)方向浮點型7盾體鉸接油缸行程右部掘進(jìn)方向浮點型通常包含多個方位的位移檢測。8掘進(jìn)速度浮點型9前盾俯仰角整型10前盾旋轉(zhuǎn)角11俯仰角1盾體軸線與第一節(jié)盾體水平線之間的夾角12俯仰角2盾體軸線與第二節(jié)盾體水平線之間的夾角13里程參考點投影到隧道軸線上的里程通常包含多個里程的多個參考點。14盾尾間隙值通常包含多個方位的檢測值。15參考點的隧道長度到隧道軸線上的投影通常包含多個參考點。表A.6注漿系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1注漿液壓力浮點型通常包含多個檢測點。2砂漿位置檢測浮點型3注漿液當(dāng)前環(huán)累計量浮點型4注漿液總累計量浮點型5注漿速度調(diào)節(jié)浮點型通常通過操作面板調(diào)節(jié)，包含多個方位的值。6自動注漿時間浮點型7自動注漿剩余時間浮點型8注漿自動狀態(tài)布爾型9混合液流量整型通常包含多個檢測點。10AB液比例值浮點型11噴水自動間隔時間設(shè)定值整型表A.7門式起重機(jī)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1起重量浮點型2起升高度/下降深度浮點型3運行行程浮點型4大車運行偏斜浮點型5風(fēng)速浮點型6操作指令字符型7工作時間整型8累計工作時間整型9工作循環(huán)整型10起升機(jī)構(gòu)制動器開閉狀態(tài)布爾型11抗風(fēng)防滑狀態(tài)布爾型12聯(lián)鎖保護(hù)門限位狀態(tài)布爾型13聯(lián)鎖保護(hù)機(jī)構(gòu)運行互鎖狀態(tài)布爾型14同一或不同一軌道運行機(jī)構(gòu)安全信號布爾型15供電電纜卷筒狀態(tài)布爾型16超速保護(hù)狀態(tài)布爾型盾構(gòu)施工質(zhì)量數(shù)據(jù)采集內(nèi)容施工質(zhì)量類數(shù)據(jù)采集內(nèi)容及數(shù)據(jù)類型符合表1.3-1、表1.3-2規(guī)定。表A.8管片拼裝系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1管片寬度浮點型2管片安裝機(jī)角度計算浮點型3管片安裝機(jī)當(dāng)前角度浮點型4中斷取的管片安裝機(jī)角度浮點型5管片安裝機(jī)逆轉(zhuǎn)角度計算值浮點型6管片安裝機(jī)角度計算浮點型7砂漿罐超聲波傳感器液位間距浮點型8拼裝機(jī)抓舉頭壓力浮點型9管片拼裝模式整型表A.9全站儀隧道斷面檢測數(shù)據(jù)采集內(nèi)容序號數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)類型說明1點編號浮點型2偏距（Y）浮點型3里程（X）浮點型4高程（Z）浮點型5與軌面線高差浮點型6相對坐標(biāo)X浮點型7相對坐標(biāo)Y浮點型8多段線命令字符型盾構(gòu)施工安全數(shù)據(jù)采集內(nèi)容施工安全類數(shù)據(jù)采集內(nèi)容及數(shù)據(jù)類型符合表1.4規(guī)定。表A.10