CN113110360A - 隧道施工智能装备集群协同管控系统、方法及边缘计算站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道施工智能装备集群协同管控系统、方法及边缘计算站，该隧道施工智能装备集群协同管控系统包括至少一局域网络，所述局域网络包括隧道施工装备集群和边缘计算站；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；边缘计算站用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备，可以实现隧道施工装备集群中设备互联互通，监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道智能建造技术领域，尤其涉及一种隧道施工智能装备集群协同管控系统、方法及边缘计算站。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
随着科学技术的发展以及基础交通设施建设继续发力，进一步带动了隧道施工装备智能化的发展，例如开展工序大型机械配套条件下的施工技术、结构设计和单个工序信息化、智能化的研究，但现有技术尚未涉及隧道施工装备集群协同管控系统及其架构，设备信息无法实时共享，决策指令的下发与外部网络环境依然存在很大的耦合性，造成了施工低效和浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种隧道施工智能装备集群协同管控系统，用以实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率，该隧道施工智能装备集群协同管控系统包括至少一局域网络，所述局域网络包括隧道施工装备集群和边缘计算站；
所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；
边缘计算站用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
本发明实施例还提供一种边缘计算站，用以实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率，所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；
所述边缘计算站包括：
接收模块，用于从数据收发模块接收设备数据；
管控模块，用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
发送模块，用于将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
本发明实施例还提供一种隧道施工智能装备集群协同管控方法，用以实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率，该方法包括：
边缘计算站从数据收发模块接收设备数据；所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，向边缘计算站提供设备数据；
边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
边缘计算站将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述隧道施工智能装备集群协同管控方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述隧道施工智能装备集群协同管控方法的计算机程序。
本发明实施例中，包括至少一局域网络，所述局域网络包括隧道施工装备集群和边缘计算站；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；边缘计算站用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备，与现有技术下隧道施工装备集群中设备信息无法实时共享，决策指令的下发与外部网络环境依然存在很大的耦合性相比，本发明实施例通过搭建局域网络，在隧道施工装备集群中所有设备上安装数据收发模块，通过边缘计算站对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，从而实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统示意图；
图2为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统一具体实例示意图；
图3为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统一具体实例架构图；
图4为本发明实施例中边缘计算站的结构示意图；
图5为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控方法的处理流程图；
图6为本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统示意图，如图1所示，本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统可以包括：
至少一局域网络101，所述局域网络101包括隧道施工装备集群102和边缘计算站103；
所述隧道施工装备集群102中所有设备上均安装有数据收发模块104，数据收发模块104与所属设备上的设备控制系统105连接，用于从设备控制系统105读取设备数据；数据收发模块104与边缘计算站103连接，用于向边缘计算站103提供设备数据；
边缘计算站103用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群102中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群102中所有设备。
如图1所示的隧道施工智能装备集群协同管控系统可知，本发明实施例通过搭建局域网络，在隧道施工装备集群中所有设备上安装数据收发模块，通过边缘计算站对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，从而实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率。
在一个实施例中，隧道施工智能装备集群协同管控系统还包括：云端服务器，与边缘计算站远程连接，用于收集边缘计算站上报的历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；根据历史数据优化预警及调度策略模型；向边缘计算站提供优化后的预警及调度策略模型。
具体实施时，边缘计算站可以与云端服务器远程连接，也可以离线部署，因此在云端服务器向边缘计算站提供优化后的预警及调度策略模型时，若不具有互联网或者互联网故障时，可以选择手动模式将优化后的预警及调度策略模型更新至边缘计算站，若具有互联网可以自动更新优化后的预警及调度策略模型至边缘计算站。
在一个实施例中，局域网络可以搭建于隧道内和洞外区域；边缘计算站可以布设于洞外区域。具体实施时，通过在隧道内和洞外区域搭建局域网络，可以保障隧道内外的网络通信安全。
在一个实施例中，隧道施工装备集群中设备包括如下一种或多种：多功能钻机、凿岩台车、注浆台车、悬臂掘进机、湿喷台车、钢拱架安装台车、锚杆台车、仰拱栈桥台车、防水板台车、二衬台车、养护台车、水电沟槽一体机、综合检测台车。
具体实施时，隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据，所有设备可以通过局域网实现互联互通、信息共享。
图2为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统一具体实例示意图。如图2所示，本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统一具体实例可以包括：
局域网络201，在局域网络201中可以包括边缘计算站202、地面调度中心203与隧道施工装备集群204。如图2所示，所述隧道施工装备集群204中多功能钻机、凿岩台车、养护台车等设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；多功能钻机、凿岩台车、养护台车等设备上的数据收发模块与边缘计算站202连接，用于向边缘计算站202提供设备数据；边缘计算站202用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群204中多功能钻机、凿岩台车、养护台车等设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度，在本例中可以单独建立地面调度中心203，完成边缘计算站202的调度任务，最后边缘计算站202将管控结果广播至所述隧道施工装备集群204中多功能钻机、凿岩台车、养护台车等所有设备。
在本例中，隧道施工智能装备集群协同管控系统还包括：云端服务器205，由远程控制平台206与大数据中心207组成，云端服务器205可以与边缘计算站202远程通过广域网208连接，用于收集边缘计算站202上报的历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；根据历史数据优化预警及调度策略模型；向边缘计算站202提供优化后的预警及调度策略模型。
在一个实施例中，隧道施工装备集群中每台设备有对应的唯一数据头标识；数据收发模块从设备控制系统读取的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；数据收发模块从边缘计算站接收的管控结果广播中携带设备对应的唯一数据头标识；数据收发模块还用于根据设备数据或管控结果中唯一数据头标识确定对应的设备。
具体实施时，例如隧道施工装备集群中设备及每台设备对应的唯一数据头标识可以包括：多功能钻机(CREGS·01)、凿岩台车(CREGS02)、注浆台车(CREGS03)、悬臂掘进机(CREGS04)、湿喷台车(CREGS05)、钢拱架安装台车(CREGS06)、锚杆台车(CREGS07)、仰拱栈桥台车(CREGS08)、防水板台车(CREGS09)、二衬台车(CREGS10)、养护台车(CREGS11)、水电沟槽一体机(CREGS12)、综合检测台车(CREGS13)，从边缘计算站接收管控结果广播时，数据收发模块可以根据数据头标识确定管控结果是针对哪一台设备作出的。
在一个实施例中，数据收发模块具体用于通过不同种类的通信协议，与不同种类的设备上的设备控制系统进行数据交互。具体实施时，数据收发模块可以采用ARM或X86架构，搭载运行无线信号接入、协议解析、数据采集与发送程序。数据收发模块可以解析不同种类的通信协议，例如S7、CAN等通信协议，遵从以上通信协议的设备就可以与数据收发模块进行数据交互。
在一个实施例中，数据收发模块具体用于以API接口方式与所属设备上的设备控制系统进行数据交互；以API接口方式与边缘计算站进行数据交互。
具体实施时，数据收发模块可以与设备上的设备控制系统松耦合，以API接口方式与所属设备上的设备控制系统进行数据交互，其中，数据收发模块与设备控制系统可以通过以太网、WIFI或者5G的通信方式建立连接，数据收发模块需具备网口、WIIF以及5G通信模块；数据收发模块也可以以API接口方式与边缘计算站进行数据交互。
在一个实施例中，边缘计算站具体用于：在隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；和/或，在隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
具体实施时，可以以隧道施工装备集群中的多功能钻机与凿岩台车为例进行说明，其中可以设置第一阈值为1.5M，第二阈值为0.5M。在施工过程中，边缘计算站从数据收发模块接收设备数据，对隧道施工装备集群中所有设备的运行情况进行实时监控，当多功能钻机与凿岩台车之间的距离小于1.5M时，边缘计算站将语音和文字预警广播至隧道施工装备集群中所有设备，对多功能钻机与凿岩台车进行警告，提示两台设备注意保持安全距离；当多功能钻机与凿岩台车之间的距离小于0.5M时，边缘计算站将发送停机指令，并广播至隧道施工装备集群中所有设备，指示多功能钻机与凿岩台车强制停机，此时两台设备已经处于危险距离，须立即停机以防止出现危险。
在一个实施例中，边缘计算站具体用于：在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
具体实施时，仍可以以隧道施工装备集群中的多功能钻机与凿岩台车为例进行说明，其中可以设置多功能钻机的工序在先，凿岩台车的工序在后，工序预设范围为20％。在施工过程中，边缘计算站从数据收发模块接收设备数据，对隧道施工装备集群中所有设备的运行情况进行实时监控，当多功能钻机的工序中剩余未完成的工序小于工序的20％时，边缘计算站将发出凿岩台车准备进场的调度指令；当多功能钻机的工序全部完成而凿岩台车仍未进场时，边缘计算站将向目标用户发出提醒通知，例如可以通过短信或电话等形式通知目标用户，其中目标用户可以包括凿岩台车工序的责任人、操作者等。
图3为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统一具体实例流程图。如图3所示，本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控系统流程可以依次通过边缘层、网络层、平台层、应用层来完成，例如边缘层的隧道施工装备集群中设备可以包括：多功能钻机、凿岩台车、喷湿台车、养护台车等，隧道施工装备集群中多功能钻机、凿岩台车、喷湿台车、养护台车等所有设备上均安装有(无线)数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据，所有设备通过无线传感网络(WSN)互联互通、信息共享，数据收发模块还可以将传感数据与过程数据通过通信协议传输到网络层，实现环境数字化与装备智能化；
网络层可以包括边缘计算站，数据收发模块通过与边缘计算站连接将上述设备接入，通过多层协议转换向边缘计算站提供隧道施工装备集群中多功能钻机、凿岩台车、喷湿台车、养护台车等所有设备传感数据与过程数据，边缘计算站根据传感数据与过程数据，以及预设的预警及调度策略模型，对隧道施工装备集群中多功能钻机、凿岩台车、喷湿台车、养护台车等所有设备进行管控，下发控制、调度指令，实现信息传输网络化；
平台层可以包括云端服务器，与边缘计算站远程连接，具体可以分为基础资源层、平台核心组件与平台微服务，基础资源层可以收集边缘计算站上报的设备数据，监控、预警和调度数据进行资源虚拟化，按需分配，具体可以分为计算资源、存储资源、网络资源、内存资源等，通过平台核心组件与平台微服务可以优化预警及调度策略模型，向边缘计算站提供优化后的预警及调度策略模型，核心组件具体可以包括：大数据引擎、Hadoop系统与三维仿真引擎，平台微服务具体可以包括：机器学习、算法模型、负载均衡与快速搜索等功能，通过以上步骤可以实现生产过程信息化；应用层可以包括远程监控平台，对上述过程进行远程监控、施工调度、风险预警、人机定位，实现生产管理与决策智能化。
本发明实施例中还提供了一种边缘计算站，如下面的实施例所述。由于该边缘计算站解决问题的原理与隧道施工智能装备集群协同管控系统相似，因此该边缘计算站的实施可以参见隧道施工智能装备集群协同管控系统的实施，重复之处不再赘述。
图4为本发明实施例中边缘计算站的结构示意图。如图4所示，本发明实施例中所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；
所述边缘计算站包括：
接收模块401，用于从数据收发模块接收设备数据；
管控模块402，用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
发送模块403，用于将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
在一个实施例中，所述局域网络搭建于隧道内和洞外区域；所述边缘计算站布设于洞外区域。
在一个实施例中，接收模块401从数据收发模块接收的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；
发送模块403广播的管控结果中携带设备对应的唯一数据头标识。
在一个实施例中，边缘计算站以API接口方式与数据收发模块进行数据交互。
在一个实施例中，管控模块402具体用于：
在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；
和/或，在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
在一个实施例中，管控模块402具体用于：
在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；
在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
在一个实施例中，发送模块403还用于：
向云端服务器上报历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；
接收模块401还用于：接收云端服务器根据历史数据优化的预警及调度策略模型，并提供至管控模块402；
管控模块402具体用于：根据优化的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控。
本发明实施例中还提供了一种隧道施工智能装备集群协同管控方法，如下面的实施例所述。由于该隧道施工智能装备集群协同管控方法解决问题的原理与隧道施工智能装备集群协同管控系统相似，因此该隧道施工智能装备集群协同管控方法的实施可以参见隧道施工智能装备集群协同管控系统的实施，重复之处不再赘述。
图5为本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控方法的处理流程图。如图5所示，本发明实施例中隧道施工智能装备集群协同管控方法可以包括：
步骤501，边缘计算站从数据收发模块接收设备数据；所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，向边缘计算站提供设备数据；
步骤502，边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
步骤503，边缘计算站将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
在一个实施例中，所述局域网络搭建于隧道内和洞外区域；所述边缘计算站布设于洞外区域。
在一个实施例中，边缘计算站从数据收发模块接收的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；
边缘计算站广播的管控结果中携带设备对应的唯一数据头标识。
在一个实施例中，边缘计算站以API接口方式与数据收发模块进行数据交互。
在一个实施例中，边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：
边缘计算站在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；
和/或，边缘计算站在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
在一个实施例中，边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：
边缘计算站在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；
边缘计算站在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
在一个实施例中，该方法还包括：
边缘计算站向云端服务器上报历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；
边缘计算站接收云端服务器根据历史数据优化的预警及调度策略模型；
边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：边缘计算站根据优化的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控。
基于前述发明构思，如图6所示，本发明还提出了一种计算机设备600，包括存储器610、处理器620及存储在存储器610上并可在处理器620上运行的计算机程序630，所述处理器620执行所述计算机程序630时实现前述隧道施工智能装备集群协同管控方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述隧道施工智能装备集群协同管控方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例中包括至少一局域网络，所述局域网络包括隧道施工装备集群和边缘计算站；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；边缘计算站用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备，与现有技术下隧道施工装备集群中设备信息无法实时共享，决策指令的下发与外部网络环境依然存在很大的耦合性相比，本发明实施例通过搭建局域网络，在隧道施工装备集群中所有设备上安装数据收发模块，通过边缘计算站对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，从而实现隧道施工装备集群所有设备互联互通，实时监控设备的运行情况，及时进行预警与调度，提高施工效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (25)
1.一种隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，包括至少一局域网络，所述局域网络包括隧道施工装备集群和边缘计算站；
所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；
边缘计算站用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
2.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，所述隧道施工智能装备集群协同管控系统还包括：
云端服务器，与边缘计算站远程连接，用于收集边缘计算站上报的历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；根据历史数据优化所述预警及调度策略模型；向边缘计算站提供优化后的预警及调度策略模型。
3.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，所述局域网络搭建于隧道内和洞外区域；所述边缘计算站布设于洞外区域。
4.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，所述隧道施工装备集群中设备包括如下一种或多种：
多功能钻机、凿岩台车、注浆台车、悬臂掘进机、湿喷台车、钢拱架安装台车、锚杆台车、仰拱栈桥台车、防水板台车、二衬台车、养护台车、水电沟槽一体机、综合检测台车。
5.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，所述隧道施工装备集群中每台设备有对应的唯一数据头标识；
数据收发模块从设备控制系统读取的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；数据收发模块从边缘计算站接收的管控结果广播中携带设备对应的唯一数据头标识；
数据收发模块还用于根据设备数据或管控结果中唯一数据头标识确定对应的设备。
6.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，数据收发模块具体用于通过不同种类的通信协议，与不同种类设备上的设备控制系统进行数据交互。
7.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，数据收发模块具体用于以API接口方式与所属设备上的设备控制系统进行数据交互；以API接口方式与边缘计算站进行数据交互。
8.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，边缘计算站具体用于：
在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；
和/或，在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
9.如权利要求1所述的隧道施工智能装备集群协同管控系统，其特征在于，边缘计算站具体用于：
在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；
在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
10.一种边缘计算站，其特征在于，所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，用于从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，用于向边缘计算站提供设备数据；
所述边缘计算站包括：
接收模块，用于从数据收发模块接收设备数据；
管控模块，用于根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
发送模块，用于将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
11.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，所述局域网络搭建于隧道内和洞外区域；所述边缘计算站布设于洞外区域。
12.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，接收模块从数据收发模块接收的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；
发送模块广播的管控结果中携带设备对应的唯一数据头标识。
13.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，边缘计算站以API接口方式与数据收发模块进行数据交互。
14.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，管控模块具体用于：
在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；
和/或，在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
15.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，管控模块具体用于：
在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；
在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
16.如权利要求10所述的边缘计算站，其特征在于，发送模块还用于：
向云端服务器上报历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；
接收模块还用于：接收云端服务器根据历史数据优化的预警及调度策略模型，并提供至管控模块；
管控模块具体用于：根据优化的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控。
17.一种隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，包括：
边缘计算站从数据收发模块接收设备数据；所述边缘计算站设于一局域网络内，所述局域网络还包括隧道施工装备集群；所述隧道施工装备集群中所有设备上均安装有数据收发模块，数据收发模块与所属设备上的设备控制系统连接，从设备控制系统读取设备数据；数据收发模块与边缘计算站连接，向边缘计算站提供设备数据；
边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，所述管控包括监控、预警和调度；
边缘计算站将管控结果广播至所述隧道施工装备集群中所有设备。
18.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，所述局域网络搭建于隧道内和洞外区域；所述边缘计算站布设于洞外区域。
19.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，边缘计算站从数据收发模块接收的设备数据中包括设备对应的唯一数据头标识；
边缘计算站广播的管控结果中携带设备对应的唯一数据头标识。
20.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，边缘计算站以API接口方式与数据收发模块进行数据交互。
21.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：
边缘计算站在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第一阈值时，进行语音和文字预警；
和/或，边缘计算站在所述隧道施工装备集群中任意两台设备距离小于第二阈值时，发送停机指令，指示距离小于第二阈值的两台设备强制停机；第二阈值小于第一阈值。
22.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：
边缘计算站在当前工序中剩余未完成的工序小于预设范围时，发出所述隧道施工装备集群中下一工序设备准备进场的调度指令；
边缘计算站在当前工序全部完成而所述隧道施工装备集群中下一工序设备仍未进场时，向目标用户发出提醒通知。
23.如权利要求17所述的隧道施工智能装备集群协同管控方法，其特征在于，还包括：
边缘计算站向云端服务器上报历史数据，所述历史数据包括：设备数据，监控、预警和调度数据；
边缘计算站接收云端服务器根据历史数据优化的预警及调度策略模型；
边缘计算站根据设备数据，以及预设的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控，包括：边缘计算站根据优化的预警及调度策略模型，对所述隧道施工装备集群中设备进行管控。
24.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求17至23任一所述方法。
25.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求17至23任一所述方法的计算机程序。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114500176A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-05-13 | 阿里云计算有限公司 | 用于vpn的多流负载均衡方法、装置、系统及存储介质 |
| CN115277789A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种梯级水电站安全防护系统及方法 |
| CN115494753A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-12-20 | 港珠澳大桥管理局 | 基础设施机器人集控方法、装置、设备、介质和程序产品 |
| CN117440023A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 南京昊天路桥工程有限公司 | 路基项目施工数据处理方法及系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104329120A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-04 | 成都四为电子信息股份有限公司 | 一种隧道施工安全监控管理系统和方法 |
| CN109118753A (zh) * | 2018-07-21 | 2019-01-01 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种基于bim车辆调度安全管理系统 |
| WO2020143094A1 (zh) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 网宿科技股份有限公司 | 一种基于边缘计算的智能管理方法和系统 |
| CN111476459A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | 清洁机集群协同工作方法、装置、设备及计算机可读介质 |
| CN211505890U (zh) * | 2020-01-11 | 2020-09-15 | 重庆智邦工程机械(集团)有限公司 | 一种隧道施工运输车专用防撞报警系统 |
| CN112099401A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-18 | 埃安美(苏州)物联技术有限公司 | 一种基于物联网的建筑工地监测控制系统 |
| CN112653770A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-13 | 江苏徐工信息技术股份有限公司 | 一种基于区块链的分布式工程机械监控系统 |
| CN112799789A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-05-14 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 一种节点集群管理方法、装置、设备及存储介质 |
-
2021
- 2021-05-19 CN CN202110545348.9A patent/CN113110360A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104329120A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-04 | 成都四为电子信息股份有限公司 | 一种隧道施工安全监控管理系统和方法 |
| CN109118753A (zh) * | 2018-07-21 | 2019-01-01 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种基于bim车辆调度安全管理系统 |
| WO2020143094A1 (zh) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 网宿科技股份有限公司 | 一种基于边缘计算的智能管理方法和系统 |
| CN211505890U (zh) * | 2020-01-11 | 2020-09-15 | 重庆智邦工程机械(集团)有限公司 | 一种隧道施工运输车专用防撞报警系统 |
| CN111476459A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | 清洁机集群协同工作方法、装置、设备及计算机可读介质 |
| CN112099401A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-18 | 埃安美(苏州)物联技术有限公司 | 一种基于物联网的建筑工地监测控制系统 |
| CN112653770A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-13 | 江苏徐工信息技术股份有限公司 | 一种基于区块链的分布式工程机械监控系统 |
| CN112799789A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-05-14 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 一种节点集群管理方法、装置、设备及存储介质 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114500176A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-05-13 | 阿里云计算有限公司 | 用于vpn的多流负载均衡方法、装置、系统及存储介质 |
| CN115494753A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-12-20 | 港珠澳大桥管理局 | 基础设施机器人集控方法、装置、设备、介质和程序产品 |
| CN115277789A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种梯级水电站安全防护系统及方法 |
| CN115277789B (zh) * | 2022-08-26 | 2024-03-26 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种梯级水电站安全防护系统及方法 |
| CN117440023A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 南京昊天路桥工程有限公司 | 路基项目施工数据处理方法及系统 |
| CN117440023B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-02-23 | 南京昊天路桥工程有限公司 | 路基项目施工数据处理方法及系统 |
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