盾構(gòu)施工安全仿真系統(tǒng)導(dǎo)演臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，中國已成為世界上隧道數(shù)量最多、發(fā)展速度最快的國家，盾構(gòu)施工因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)合理性而被廣泛采用。但是，盾構(gòu)施工的多主體性、環(huán)境和技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜性以及工程現(xiàn)場施工人員的不當(dāng)行為及其交互，導(dǎo)致盾構(gòu)施工現(xiàn)場安全事故頻繁發(fā)生。如何預(yù)防盾構(gòu)施工過程中人、盾構(gòu)機(jī)與環(huán)境因素交互作用下的安全事故是盾構(gòu)施工現(xiàn)場安全管理的關(guān)鍵問題。因此，從這一點(diǎn)出發(fā)，本課題利用多Agent系統(tǒng)的建模方法，構(gòu)建施工現(xiàn)場的安全仿真系統(tǒng)，模擬和分析盾構(gòu)施工仿真系統(tǒng)中不同想定的人、

2、盾構(gòu)機(jī)和環(huán)境的動態(tài)交互過程，預(yù)見存在的安全隱患和可能引發(fā)的安全事故，提高盾構(gòu)施工現(xiàn)場的安全管理水平。
　　本文從盾構(gòu)施工的多Agent仿真系統(tǒng)需求出發(fā)，分析了系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)了基于角色建模的系統(tǒng)框架，介紹了組成系統(tǒng)的各個Agent功能和內(nèi)部模型。為實(shí)現(xiàn)仿真過程控制以及解決各個Agent之間的協(xié)作和同步問題，本文引入導(dǎo)演臺Agent和時間管理服務(wù)，另將時間服務(wù)和業(yè)務(wù)模塊解耦，增強(qiáng)仿真系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。導(dǎo)演臺運(yùn)用反應(yīng)型A

3、gent模型，構(gòu)建基于業(yè)務(wù)約束的“條件-動作”規(guī)則，實(shí)現(xiàn)仿真方案管理、時間信息管理和過程控制等功能。對于系統(tǒng)的時間同步問題，本文采用主動的外同步機(jī)制，既能夠保證各個Agent的模型并行運(yùn)行，又實(shí)現(xiàn)各個仿真事件的正確邏輯關(guān)系。針對系統(tǒng)中環(huán)境模塊不兼容、時間同步消息丟失和Agent異常掉線等特殊情況，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于時間狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)約束規(guī)則的改進(jìn)同步算法。為分析盾構(gòu)施工的安全適應(yīng)性，首先根據(jù)專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)提取相關(guān)試驗(yàn)因素，構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)的參

4、數(shù)體系。其次在其他因素不變的情況下，設(shè)計(jì)了探究相同類型的因素對發(fā)生事故影響的試驗(yàn)方案。最后為解決全因素設(shè)計(jì)的維度災(zāi)難，采用了順序分支法篩選顯著因素。提出兩種工作人員試驗(yàn)因素水平選取的思路，為后續(xù)全面設(shè)計(jì)提供參考。
　　本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)演臺Agent和時間管理服務(wù)，涉及了Agent模型、時間同步等多方面的研究，解決了多Agent系統(tǒng)控制、協(xié)作和同步的問題。進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，利用順序分支法篩選顯著因素避免全因素設(shè)計(jì)的維度災(zāi)難，在保障試驗(yàn)