技术领域
[0001] 本
发明涉及监控系统技术领域，具体为一种盾构机施工进度监控系统。
背景技术
[0002] 盾构是一种专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备,它具有开挖速度快、
质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小等优点。随着科技的发展,盾构的结构向复杂化巨型化、控制向自动化智能化方向发展。配备功能齐全的监控系统是盾构机施工进度管理的重要组成部分。目前，盾构机在监控系统方面存在以下几个方面问题：(1)缺少对盾构机施工作业进度的监控。技术和管理人员无法实时掌握施工作业的整体动态，容易延误施工措施的及时调整和有效执行；(2)施工数据和参数采集效率反馈率偏低。各种实测参数如盾构排土量、掘进速度、纠偏量等目前仍不能及时传输，严重影响施工方案的随时调整和执行效率。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种盾构机施工进度监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。所述盾构机施工进度监控系统具有施工数据和参数采集效率反馈率高、根据参数反馈作出调整，保证施工方案的随时调整和执行高率的特点。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 一种盾构机施工进度监控系统，包括PC机、主控芯片、SQL Server/Oracle
数据库以及采集装置，所述主控芯片通过IDE磁盘阵列双向通讯连接SQL Server/Oracle数据库，该SQL Server/Oracle数据库多线程连接于PC机；所述采集装置通过ZigBee通信模
块与主控芯片无线通信连接，其中采集装置包括介质堵塞型
传感器、激光导向仪、扭
力传感器、两组电磁流量计、盾构泥浆
密度计。
[0006] 优选的，所述主控芯片采用ATmega128芯片，ATmega128芯片嵌入LAN91C111以太网控
制芯片及其外围
电路组成的最小系统，并通过UART
接口、ISP接口经过网关双向通讯连接于所述PC机。
[0007] 优选的，还包括视频采集摄像头、报警器，所述视频采集摄像头安装在盾体的前、中、尾部，无线通信连接于视频
服务器，该视频服务器RS-485总线连接于所述主控芯片的I/O接口；所述报警器安装在盾体的前、中、尾部，电连接于主控芯片。
[0008] 优选的，所述介质堵塞型传感器位于主
轴承润滑油箱内，所述激光导向仪位于盾构机轴线
位置，所述扭力传感器安装于刀盘
驱动轴上，其中一组所述电磁流量计安装在泥
水循环系统中的排泥管，另一组电磁流量计和盾构泥浆密度计安装在送泥管，且其均无线通信连接于主控芯片。
[0009] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：通过视频采集摄像头可以对盾体的操作室、排土机、刀盘驱动装置等情况进行监控，从而判断施工是否正常；采集装置的介质堵塞型传感器对
主轴承在用润滑油进行监测，防止轴承润滑系统受到污染，避免机械部件局部异常磨损；依靠激光导向仪调整盾构机掘进的
姿态，使盾构机的轴线接近隧道的设计轴线，使盾构机轴线和隧道设计轴线之间的偏差就可以始终保持在一个很小的数值范围内；扭力传感器确保检测刀盘所受
应力，确保刀盘驱动出线异常可以及时调整；电磁流量计和盾构泥浆密度计可以对泥
水循环系统的泥浆流量、比重进行检测，得出在工期内的泥浆流量，从而计算推进长度；SQL Server/Oracle数据库可以对采集装置的实测参数及时进行记录，并通过PC机分析，根据参数反馈作出调整，保证施工方案的随时调整和执行高率。
附图说明
具体实施方式
[0011] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
[0013] 一种盾构机施工进度监控系统，包括PC机、主控芯片、SQL Server/Oracle数据库以及采集装置，所述主控芯片通过IDE磁盘阵列双向通讯连接SQL Server/Oracle数据库，其之间遵守TCP/IP协议，该SQL Server/Oracle数据库多线程连接于PC机；所述采集装置通过ZigBee通信模块与主控芯片无线通信连接，其中采集装置包括介质堵塞型传感器、激光导向仪、扭力传感器、两组电磁流量计、盾构泥浆密度计。
[0014] 所述主控芯片采用ATmega128芯片，ATmega128芯片嵌入LAN91C111以太网控制芯片及其外围电路组成的最小系统，并通过UART接口、ISP接口经过网关双向通讯连接于所述PC机。
[0015] 还包括视频采集摄像头、报警器，所述视频采集摄像头安装在盾体的前、中、尾部，无线通信连接于视频服务器，该视频服务器RS-485总线连接于所述主控芯片的I/O接口；所述报警器安装在盾体的前、中、尾部，电连接于主控芯片，视频采集摄像头内置程序：采用基于Linux视频驱动接口V4L2视频采集编程，通过视频服务器对音视频数据进行编码处理并完成网络传输至主控芯片，并对盾体的操作室、排土机、刀盘驱动装置等情况进行监控，从而判断施工是否正常，视频服务器采用OMNEON-MediaDeck，报警器用以报警。
[0016] 所述介质堵塞型传感器位于主轴承润滑油箱内，所述激光导向仪位于盾构机轴线位置，所述扭力传感器安装于刀盘驱动轴上，其中一组所述电磁流量计安装在泥水循环系统中的排泥管，另一组电磁流量计和盾构泥浆密度计安装在送泥管，且其均无线通信连接于主控芯片。
[0017] 介质堵塞型传感器采用pall公司开发的pcm400便携式清洁度检测仪，根据是介质恒流量堵塞原理，主要用于对油液固体颗粒污染度的现场检测，既可用于油液固体颗粒污染度的现场检测，又可用于离线现场检测，对主轴承在用润滑油进行监测，通过对数据的分析并与正常值对比，根据对比结果决定是否对该轴承润滑油箱内(系统)进行添加或者更换新油，防止轴承润滑系统受到污染，使油品
粘度满足了轴承的正常润滑要求，避免机械部件局部异常磨损，保证了设备正常安全运行；依靠激光导向仪调整盾构机掘进的姿态，使盾构机的轴线接近隧道的设计轴线，使盾构机轴线和隧道设计轴线之间的偏差就可以始终保持在一个很小的数值范围内，激光导向仪主要部件有激光经纬仪、带有棱镜的激光靶、黄盒子、控制盒和隧道掘进激光导向系统用电脑。激光经纬仪临时固定在安装好的管片上，随着盾构机的不断向前掘进，激光经纬仪也要不断地向前移动，这被称为移站。激光靶则被固定在中盾的双室气闸上。激光经纬仪发射出
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，另外激光靶内还有测倾仪，用来测量盾构机的滚动和倾斜角度，再根据激光经纬仪与激光靶之间的距离及各相关点的坐标等数据，激光导向仪就可以计算出当前盾构机轴线的准确位置。控制盒用来组织激光导向仪电脑与激光经纬仪和激光靶之间的联络，并向黄盒子和激光靶供电。黄盒子用来向激光经纬仪供电并传输数据；激光经纬仪电脑则是将该系统获得的所有数据进行综合、计算和评估。所得结果可以被以数据形式传输给主控芯片；电磁流量计选用LY-LDE-B管道式电磁流量计、盾构泥浆密度计选用MH5300，电磁流量计和盾构泥浆密度计作为一组分别安装在泥水循环系统中的排泥管和送泥管，经刀盘切削土砂形成的混合泥浆输送到地面进行分离和处理，再将回收的泥浆调整利用，大致得出推进距离，计算如下：在一个工期内，排泥管的电磁流量检测送出的泥浆流量Q1，送泥管回收的泥浆流量Q2，从而得出最终排出泥浆流量ΔQ，根据ΔQ＝V，V＝s·h，其中V为盾构机施工隧道体积，s表示隧道面积，h表示推进长度，即 盾构泥浆密度计测量检测送泥管回收的泥浆比重，从而确保分离处理泥浆处于合适比重被回收到开挖仓密闭舱。
[0018] SQL Server/Oracle数据库，方便施工人员将数据如日报表形式的及时传输到其内，然后传输至PC机分析处理并调整最优数据，通过网关将输出反馈到控制芯片，从而对各种施工实测参数如盾构排土量、掘进速度、纠偏量等进行及时有效的调整，调高了反馈率，其中PC机中预先输入之前实际正常施工实测参数，再如通过AMESim仿真工具进行仿真建模，然后根据所测数据不断优化所需实际
原型。
[0019] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
