高拱坝施工的缆机碰撞概率实时分析模型研究

【目的】缆机是高拱坝建设中的主要施工机械之一,然而复杂的交叉作业和大风等不利环境为缆机的安全运行带来了巨大挑战。针对上述问题,基于实时采集的缆机定位监测数据,预测吊罐未来的运行轨迹,以吊罐与其他施工实体之间的距离以及距离变化速率定义碰撞概率,并以此实时分析吊罐的未来运行轨迹,为缆机防撞控制以及避障方案选择提供数据基础。【方法】首先,根据缆机的实时监测数据分析缆机的运行趋势,预测小车在未来一段时间内的运行轨迹,并综合考虑缆机速度变化和大风环境对吊罐的影响,进而计算吊罐的预测运行轨迹;其次,计算吊罐在预测运行轨迹上与其他施工实体之间的最小距离以及最小距离变化速率,据此计算吊罐在预测运行轨迹上与其他施工实体发生碰撞的概率;最后,取两段白鹤滩水电站吊罐的实测运行轨迹计算其预测运行轨迹,分别计算碰撞概率并进行对比分析,以验证该碰撞概率分析模型的有效性。【结果】结果显示,预测运行轨迹碰撞概率与实际运行轨迹碰撞概率的平均绝对误差为0.36%,均方误差为0.0010%。【结论】结果表明,可以使用该模型实时分析缆机的碰撞概率,为缆机防撞控制和路径优化提供数据支持。

缆机吊重海量监测数据的吊运混凝土模式识别

海量实时监测数据为缆机实际运行效率分析和工程现场调度优化提供了直接和可靠的研究基础。如何从庞杂的海量数据中准确快速地识别缆机的工作状态和吊运任务,从而提取吊运工作循环,是分析缆机吊运混凝土工作效率的关键问题。本文提出一种基于缆机吊重时序特征的吊运混凝土模式识别方法,以吊重的时序变化特征和状态区间平均吊重值定义缆机起吊、重载运行等工作状态,以工作状态的时序变化特征定义吊运混凝土模式;提取吊重参数的统计规律,定义模式识别标准模板,提出了“状态相似判别加状态罚函数”的吊运混凝土模式识别模型。针对两种特殊情况,即受大风或加速度影响造成缆索摆动时的吊重监测数据“假波动”,和缆机提升或卸料过程中意外停顿造成吊重的“假稳定”,本文构建了一种“孤点判别+多次迭代”的方法,修正状态识别结果。模型应用及工程实测数据分析表明,该模型能够快速准确地识别缆机工作模式、判别缆机吊运混凝土各工作状态的起止点、状态值和平均吊重,为缆机实际运行效率分析和调度优化等提供重要支撑。