1.一种智能盾构的控制方法,其是基于盾构智能控制系统实现的,所述盾构智能控制系统包括PLC控制系统,边缘计算终端设备以及云服务平台,其特征在于:所述PLC控制系统分别与刀盘系统,推进系统,出渣系统,保压系统以及盾构辅助系统的感知元件之间电连接;所述边缘计算终端设备与所述PLC控制系统之间电连接,所述边缘计算终端设备通过PLC控制系统采集数据并传输至云服务平台中,所述边缘计算终端设备对从PLC控制系统中采集到的参数进行计算并对PLC控制系统输出指令,使得刀盘系统,推进系统,出渣系统,保压系统以及盾构辅助系统执行动作;具体包括以下步骤:a、按隧道设计的线路,输入拟定的隧道线路;b、按隧道地勘资料,录入隧道线路各位置地勘资料;c、对刀盘面板磨损、刀具磨损及旋转情况进行检查,确认刀盘、刀具无异常,方可进入掘进;d、根据盾构当前线路位置地勘资料,判断盾构所处地层,利用掘进控制程序推荐刀盘的初始转速、推进速度,随后根据刀具载荷感知元件获取的载荷数据,出渣口位置视频监控装置或泥水处理站处视频监控装置经过边缘计算终端设备使用CNN图像识别算法进一步对地层进行识别,调整刀盘转速和油缸推进速度推荐值,推荐值写入PLC后刀盘系统和推进系统调整动作;e、盾构辅助系统的导向系统数据经PLC控制系统传至边缘计算终端设备,当前位置与拟定线路位置比较,经盾构轨迹控制算法计算,边缘计算终端设备给出推进系统的各油缸分区压力推荐值,推荐值写入PLC后推进系统执行相应动作;f、边缘计算终端设备根据当前位置信息结合录入的地勘资料,计算当前位置支护压力,推荐值写入PLC后,PLC控制系统修改保压系统压力目标值进行压力调整;压力目标值=P w +P s =γ w ×H w +K 0 ×[(γ-γ w )×H w +(H-H w )×γ];压力目标值为开挖面前方某一深处水土压力,单位kPa;P w 为地下水压力,单位kPa;P s 为土体静止侧压力,单位kPa;γ w 为水的重度;H w 为地下水高度;K 0 为静止土压力系数;γ为土的重度;H为计算点位高度;g、PLC控制系统中装备运行状态信息经过边缘计算终端设备的通信模块传输至云服务平台,云服务平台对装备运行状态信息进行大数据分析,输出工程的进度信息、工程报表、相关参数的统计,同时盾构工程人员针对盾构运行参数设定预警,相关参数达到触发条件可推送信息。
2.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:所述刀盘系统包括安装在刀盘面板上的刀盘磨损感知元件以及配置在滚刀或软土刀具上的刀具载荷感知元件;所述刀盘磨损感知元件包括对刀具磨损量进行监测的滚刀磨损电涡流传感器及对刀具旋转状态进行监测的滚刀旋转监测装置;所述刀具载荷感知元件安装在刀盘外侧的刀具上,用于对切削载荷进行监测。
3.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:所述推进系统包括多个分区的油缸,各油缸的分区压力独立调节,且每个分区的油缸中至少安装1组行程传感器。
4.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:当采用土压平衡盾构时,以螺旋输送机出渣,所述出渣系统包括渣土称重装置,渣土体积计量装置,以及安装在出渣口位置的视频监控装置;当采用泥水平衡盾构时,所述出渣系统包括流量计、密度计以及安装在泥水处理站的称重装置和视频监控装置。
5.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:当采用土压平衡盾构时,所述保压系统包括土压力传感器;当采用泥水平衡盾构时,所述保压系统包括压力控制器,PLC控制系统可直接向压力控制器写入压力目标值。
6.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:所述盾构辅助系统包括导向系统、注浆系统。
7.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:所述边缘计算终端设备包括GPU、CPU、储存器、显示器、通信模块及计算程序;所述边缘计算终端设备与PLC控制系统通信获取装备运行状态信息,通过通信模块发送至云服务平台,计算程序包含盾构轨迹控制模块、压力控制模块、掘进控制模块,所述边缘计算终端设备通过边缘计算推荐掘进控制参数,并写入PLC控制系统,再由具体的系统执行对应动作。
8.如权利要求1所述的一种智能盾构的控制方法,其特征在于:所述云服务平台用于对盾构装备运行数据进行存储、统计和分析,针对盾构总推力、扭矩、掘进速度、支护压力设定预警值,触发预警后可发警告至边缘计算终端设备中并显示,或通过信息、邮件推送预警消息。