JP2002106283A - Arc propulsion method and excavation method analyzer - Google Patents

Arc propulsion method and excavation method analyzer

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JP2002106283A
JP2002106283A JP2001179522A JP2001179522A JP2002106283A JP 2002106283 A JP2002106283 A JP 2002106283A JP 2001179522 A JP2001179522 A JP 2001179522A JP 2001179522 A JP2001179522 A JP 2001179522A JP 2002106283 A JP2002106283 A JP 2002106283A
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和呂 津田
Toshiaki Uramoto
俊明 浦本
Masaaki Kono
正昭 河野
Naoto Kobayashi
尚登 小林
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Nippon Kokan Koji KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a propulsion direction precisely depending upon various soil properties irrespective of the skill of an operator. SOLUTION: Past execution data for each propulsion length in the same soil properties as those of an execution site are sequentially changed for corrective values including point positions and excavation correction directions of a drill head 7 in an actual excavation of the drill head 7. The changed execution data are used to provide expression using a statistical model and prepare a linear prediction expression, on the basis of which a plurality of excavation processes are analyzed for a plurality of subsequent sections from the latest point position of the drill head 7. An optimum excavation process is selected from the plurality of excavation processes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、パイプラインを
非開削で弧状に推進する小口径管の弧状推進工法及び掘
進方法解析装置、特に掘進するドリルヘッドの先端位置
の最適修正に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc propulsion method for a small-diameter pipe for propelling a pipeline in an arc without cutting and an excavation method analyzing apparatus, and more particularly to an optimum correction of a tip position of a drill head excavating.

【0002】[0002]

【従来の技術】パイプラインの敷設方法には、地上から
掘削した掘削溝にパイプを敷設する開削工法と、立坑を
設け、立坑から地中を掘進してパイプを敷設する非開削
工法が採用されている。非開削工法には推進工法とシー
ルド工法があるが、そのなかでも地上にドリルユニット
を設置して弧状にパイロット管を推進し、推進したパイ
ロット管を利用して本管を引き込む弧状推進工法は、本
格的な立坑を必要としないため工事費が安価であること
や工期が短くて済む等の利点があり、道路を横断した
り、道路を縦断したり、障害物の上越しや河川等の障害
物の下越し等に多く採用されている。
2. Description of the Related Art There are two methods of laying a pipeline: an open-cutting method in which a pipe is laid in a digging trench excavated from the ground, and a non-open-cutting method in which a pipe is provided by digging underground from a pit and digging through the ground. ing. There are propulsion method and shield method in non-cutting method.Among them, the arc propulsion method that installs a drill unit on the ground and propells the pilot pipe in an arc and draws the main pipe using the propelled pilot pipe, There are advantages such as low construction costs and a short construction period because a full-scale shaft is not required, such as crossing roads, traversing roads, moving over obstacles, and obstacles such as rivers. It is often used for things underneath.

【0003】この弧状推進工法は、河川等の障害物の下
方を滑らかな曲線で掘削し、ガス管等の各種配管を長距
離で敷設するために、発進側の地上に設置したドリルユ
ニットにより到達側にパイロット管を掘進させてパイロ
ット孔を貫通させ、到達側に達したパイロット管の先端
部に、拡孔ビットを連結し、パイロット管を発進側に引
込みながら回転し、この回転により拡孔ビットを回転し
てパイロット孔を本管より大きな径に拡孔しながら本管
を引き込む工法又は拡孔と本管の引込み工程を分離して
拡孔してから本管を引き込む工法が採用されている。
[0003] This arc-shaped propulsion method uses a drill unit installed on the ground on the starting side in order to excavate a smooth curve below an obstacle such as a river and lay various pipes such as gas pipes over a long distance. The pilot pipe is pierced to the side, the pilot hole is penetrated, the drill bit is connected to the tip of the pilot pipe that has reached the arrival side, and the pilot pipe is rotated while retracting to the starting side, and this rotation causes the drill bit to expand. Rotating the pilot hole to expand the pilot hole to a diameter larger than the main pipe, or a method of separating the hole expansion and the main pipe retraction process and expanding the hole before drawing the main pipe. .

【0004】この弧状推進工法でパイロット管を掘進す
るとき、回転するドリルユニットの先端から水やポリマ
ー溶解水又はベントナイト泥水をジェット噴射して土壌
を切り崩し、切り崩した土を回転するドリルヘッドが側
方に圧密して掘進する。このドリルヘッドの進行方向
は、ドリルヘッドを回転しながら掘進すると直進し、図
10(a)に示すように、ドリルヘッド7のジェット噴
射の方向Aを上向きに固定して回転しないで押し込む
と、ドリルヘッド7は上方向に進行し、(b)に示すよ
うに、ドリルヘッド7のジェット噴射の方向Aを下向き
に固定して回転しないで押し込むと、ドリルヘッド7は
下方向に進行する。このようにドリルヘッド7のジェッ
ト噴射の方向Aを変えることにより掘進方向を可変する
ことができる。そしてドリルヘッドを掘進しているとき
に、ドリルヘッドに組み込まれている磁気発信器から信
号を地上に送り、地上にて受信器によりドリルヘッドの
先端位置と深さを確認し、計画線からのずれを修正する
ようにしている。
When drilling a pilot pipe by this arc-shaped propulsion method, water, polymer-dissolved water or bentonite muddy water is jetted from the tip of a rotating drill unit to cut the soil, and a drill head for rotating the cut soil is laterally moved. Digging into a compact. When the drill head advances while drilling while rotating the drill head, the drill head goes straight, and as shown in FIG. 10A, when the jetting direction A of the drill head 7 is fixed upward and pushed in without rotating, The drill head 7 advances upward, and as shown in (b), when the jetting direction A of the drill head 7 is fixed downward and pushed in without rotating, the drill head 7 advances downward. By changing the jetting direction A of the drill head 7 in this manner, the excavation direction can be changed. Then, while drilling the drill head, a signal is sent from the magnetic transmitter incorporated in the drill head to the ground, the tip position and depth of the drill head are checked by the receiver on the ground, and The gap is corrected.

【0005】このドリルヘッドの掘進方向を制御するた
めに、例えば特開平11−117673号公報に示すように、推
進を開始するにあたり、パイロット管を掘進する場所の
土質条件データを入力して土質条件に応じてドリルヘッ
ドの回転条件を制御しながら掘進している。この掘進し
ているときにドリルヘッドの先端位置を逐次検出しなが
ら掘進方向を修正している。
In order to control the drilling direction of the drill head, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-11773, when starting propulsion, soil condition data of a place where a pilot pipe is to be dug is inputted and soil condition is determined. The drilling is performed while controlling the rotation conditions of the drill head according to the conditions. While excavating, the excavation direction is corrected while sequentially detecting the tip position of the drill head.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら長距離の
推進を行うためには、掘進する全ての場所の土質条件を
入力することは困難である。また、ドリルヘッドの掘進
方向の土質条件により変動し、ドリルヘッドの先端位置
の土質条件によりドリルヘッドの掘進方向の制御条件を
可変する必要がある。この掘進方向を制御するときに、
ドリルヘッドの先端位置はドリルヘッドに組み込まれて
いる磁気発信器と地上の受信器等の計測手段で検出して
計画線とのずれ量を検出できるが、掘進方向の制御条件
の判断は、地上に設置したドリルユニットの操作者が経
験と感により行っているのが現状であリ、多様な土質に
対して高精度の施工を実現することは容易でなかった。
However, in order to carry out long-distance propulsion, it is difficult to input the soil conditions of all places to be excavated. Further, the control condition in the drilling direction of the drill head varies depending on the soil condition in the drilling direction of the drill head, and it is necessary to vary the control condition in the drilling direction of the drill head in accordance with the soil condition at the tip position of the drill head. When controlling this excavation direction,
The tip position of the drill head can be detected by a magnetic transmitter incorporated in the drill head and measuring means such as a receiver on the ground to detect the amount of deviation from the planned line. At present, the operator of the drill unit installed in the country has done with experience and feeling, and it was not easy to realize high-precision construction on various soils.

【0007】この発明はかかる短所を改善し、操作者の
熟練度に関係なく多様な土質に対して高精度で推進方向
を制御することができる弧状推進工法及び掘進方法解析
装置を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide an arc-shaped propulsion method and an excavation method analyzing apparatus capable of improving such disadvantages and controlling the propulsion direction with high accuracy for various soils regardless of the skill level of the operator. It is the purpose.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る弧状推進
工法は、施工場所の土質に対応した土質に対する過去の
施工データを入手して推進長毎のドリルヘッド先端位置
と掘進修正方向を含む修正量を時系列データに整理し、
過去の時系列データを統計モデルで表現した線形予測式
により過去の状態量と過去の操作量と未知の基準パラメ
ータからなる解析用データを作成し、作成した線形予測
式の基準パラメータを決定し、決定した基準パラメータ
とドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの
複数の掘進方法を解析し、解析した複数の掘進方法のな
かから次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択
し、次区間を掘進したときに計測したドリルヘッドの先
端位置と掘進修正方向を含む修正量により時系列データ
を修正し、修正した時系列データを統計モデルで表現し
て線形予測式を作成してドリルヘッドの現在の先端位置
から複数区間先までの複数の掘進方法を解析することを
繰返すことを特徴とする。
An arc-shaped propulsion method according to the present invention obtains past construction data for soil corresponding to the soil at a construction site, and corrects the drill head tip position and the drilling correction direction for each propulsion length. Organize the amount into time series data,
By using the linear prediction formula expressing the past time series data with a statistical model, the analysis data including the past state quantity, the past operation amount, and the unknown reference parameter is created, and the reference parameter of the created linear prediction formula is determined. Analyze the plurality of digging methods from the determined reference parameters and the current tip position of the drill head to a plurality of sections ahead, select the optimum digging method for the next digging target position from among the analyzed digging methods, The time series data is corrected by the correction amount including the tip position of the drill head measured when excavating the section and the direction of excavation correction, and the corrected time series data is expressed by a statistical model to create a linear prediction formula and the drill head Analyzing a plurality of excavation methods from the current tip position to a plurality of sections ahead is repeated.

【0009】この発明に係る掘進方法解析装置は、入力
部と時系列データ作成部と基本パラメータ演算部と掘進
方向解析部及び掘進方法選択部を有し、入力部は施工場
所の土質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したとき
の推進長毎の施工データ及びドリルヘッドの先端位置を
示す施工中の計測データと掘進修正方向を含む修正量の
データを入力し、時系列データ作成部は入力した過去の
施工データを時系列データとして整理し統計モデルで表
現した線形予測式により過去の状態量と過去の操作量と
未知の基準パラメータからなる解析用データを作成し、
ドリルヘッドの先端位置を示す施工中の計測データと掘
進修正方向を含む修正量が入力したときに解析用データ
を入力されたデータにより逐次同定法を使用して修正
し、基本パラメータ演算部は線形予測式の基準パラメー
タを演算し、掘進方法解析部は演算した基準パラメータ
とドリルヘッドの現在の先端位置から複数区間先までの
複数の掘進方法を解析し、掘進方法選択部は複数区間先
までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最
適な掘進方法を選択することを特徴とする。
An excavation method analyzing apparatus according to the present invention has an input unit, a time series data creation unit, a basic parameter calculation unit, an excavation direction analysis unit, and an excavation method selection unit, and the input unit is similar to the soil at the construction site. Enter the construction data for each propulsion length when the pipe is laid in the past, the measurement data during construction indicating the tip position of the drill head, and the data of the amount of correction including the direction of excavation, and create time-series data. The part arranges the input past construction data as time series data and creates analysis data consisting of past state quantities, past operation quantities, and unknown reference parameters by linear prediction formulas expressed by statistical models,
When measurement data during construction indicating the tip position of the drill head and the amount of correction including the direction of excavation correction are input, the data for analysis is corrected using the input data using the sequential identification method, and the basic parameter calculation unit is linear. The reference parameters of the prediction formula are calculated, the excavation method analysis unit analyzes the calculated reference parameters and the plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head to a plurality of sections ahead, and the excavation method selection unit performs a It is characterized in that an optimum excavation method for the next excavation target position is selected from the excavation methods.

【0010】上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位
置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用いて
表すことが望ましい。
[0010] It is desirable that the tip position and the excavation target position of the drill head are represented using relative coordinates which sequentially move for each propulsion length.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】この発明の掘進方法解析装置は、
入力部と記憶部と時系列データ作成部と基本パラメータ
演算部と掘進方向解析部と掘進方法選択部及び表示部を
有する。入力部は、施工場所の土質と同様な土質を有
し、過去に管を敷設したときの推進長毎の施工データや
ドリルヘッドに組み込まれている磁気発信器から信号を
地上の受信器で受信して検出したドリルヘッドの先端位
置の計測データと掘進修正方向を含む修正量を入力して
記憶部に格納する。時系列データ作成部は記憶部に記憶
した過去の施工データを時系列データとして整理し統計
モデルで表現した線形予測式を利用して過去の状態量と
過去の操作量と未知の基準パラメータからなる解析用デ
ータを作成して記憶部に格納する。また、ドリルヘッド
の先端位置を示す施工中の計測データと掘進修正方向を
含む修正量が入力したときに記憶部に格納した解析用デ
ータを入力されたデータにより逐次同定法を使用して修
正して記憶部に格納する。掘進方法解析部は演算した基
準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から複数
区間先までの複数の掘進方法を解析する。掘進方法選択
部は複数区間先までの掘進方法のなかから次の掘進目標
位置に対する最適な掘進方法を選択して表示部に表示す
る。解析用データの修正と掘進方法の選択を単位推進長
毎に繰返して、施工場所の土質と同様な土質を有する過
去の推進長毎の施工データを施工場所の土質に応じた施
工データに逐次変更して施工場所の土質に対して最適な
掘進方法を選択する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
It has an input unit, a storage unit, a time-series data creation unit, a basic parameter calculation unit, a digging direction analysis unit, a digging method selection unit, and a display unit. The input unit has the same soil quality as the construction site, and receives the construction data for each propulsion length when the pipe was laid in the past and the signal from the magnetic transmitter incorporated in the drill head with the receiver on the ground Then, the measured data of the tip position of the drill head detected and the correction amount including the excavation correction direction are input and stored in the storage unit. The time series data creation unit organizes past construction data stored in the storage unit as time series data and uses the linear prediction formula expressed by the statistical model and consists of past state quantities, past operation quantities, and unknown reference parameters. The data for analysis is created and stored in the storage unit. In addition, when the measurement data during construction indicating the tip position of the drill head and the correction amount including the direction of excavation correction are input, the analysis data stored in the storage unit is corrected using the input data using the sequential identification method. And store it in the storage unit. The excavation method analyzing unit analyzes the calculated reference parameters and a plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head to a plurality of sections ahead. The excavation method selection unit selects an optimal excavation method for the next excavation target position from among the excavation methods up to a plurality of sections, and displays the selected excavation method on the display unit. The data for analysis and the selection of the excavation method are repeated for each unit propulsion length, and the construction data for each past propulsion length having the same soil quality as the construction site is sequentially changed to construction data according to the soil quality at the construction site And select the most appropriate excavation method for the soil at the construction site.

【0012】[0012]

【実施例】図1はこの発明の一実施例の施工工程を示す
工程図である。本管を地中に敷設するときのパイロット
掘進工程では、図1(a)に示すように、ドリルユニッ
ト1を発進側の地上に据え付けてからアンカー2を打ち
込み、アンカー2をドリルユニット1と一体化する。そ
して発進側にパイロット管3を推進するための貫入口4
と発進口5を設け、到達側に到達口6を設ける。そして
パイロット管3の先端にドリルヘッド7を取付け、ドリ
ルユニット1でパイロット管3を傾斜させて貫入口4か
ら発進口5まで掘進させる。ドリルヘッド7が発進口5
まで掘進したら、発進口5でパイロット管3を水平に保
持してドリルユニット1により到達口6まで掘進する。
パイロット管3の先端部が到達口6に達したら本管8の
引き込み工程に入る。
FIG. 1 is a process diagram showing a construction process according to an embodiment of the present invention. In the pilot excavation process when laying the main pipe in the ground, as shown in FIG. 1A, the drill unit 1 is installed on the ground on the starting side, and then the anchor 2 is driven in, and the anchor 2 is integrated with the drill unit 1. Become And a penetration 4 for propelling the pilot pipe 3 to the starting side
And the starting port 5 are provided, and the reaching port 6 is provided on the reaching side. Then, a drill head 7 is attached to the tip of the pilot pipe 3, and the pilot pipe 3 is tilted by the drill unit 1 so as to be dug from the penetration 4 to the starting port 5. Drill head 7 is the starting port 5
After excavation, the pilot pipe 3 is held horizontally at the starting port 5 and excavated to the destination port 6 by the drill unit 1.
When the leading end of the pilot pipe 3 reaches the arrival port 6, the process of drawing in the main pipe 8 is started.

【0013】本管8の引き込み工程に入ると、図1
(b)に示すように、周囲の土砂を掘削して拡径するた
めのリーマ等の拡孔ビット9を到達口6でパイロット管
3の先端部に取付け、拡孔ビット9の後端部に本管8の
回転を防止するためのスイベル機構10を取り付け、そ
の後部に本管8を接続する。そして発進側のドリルユニ
ット1によりパイロット管3を回転して拡孔ビット9を
回転しながらパイロット管3を発進側に引き込む。この
パイロット管3の回転により拡孔ビット9が回転して周
囲の地山を掘削しながら引き込まれ、拡孔ビット9にス
イベル機構10で連結され、先端にふたをした本管8で
掘削された土砂を周囲に押しのけて圧密する。
In the process of drawing in the main pipe 8, FIG.
As shown in (b), a drilling bit 9 such as a reamer for excavating and expanding the surrounding earth and sand is attached to the leading end of the pilot pipe 3 at the arrival port 6, and is attached to the rear end of the drilling bit 9. A swivel mechanism 10 for preventing rotation of the main pipe 8 is attached, and the main pipe 8 is connected to a rear portion thereof. Then, the pilot tube 3 is pulled into the starting side while rotating the pilot tube 3 by the drill unit 1 on the starting side and rotating the hole expanding bit 9. Due to the rotation of the pilot pipe 3, the drilling bit 9 rotates and is pulled in while excavating the surrounding ground. The drilling bit 9 is connected to the drilling bit 9 by the swivel mechanism 10 and excavated by the main pipe 8 having a closed end. We push earth and sand around and compact.

【0014】このようにドリルヘッド7を掘進するドリ
ルユニット1にはドリルヘッド7の掘進方法を解析する
掘進方法解析装置20を有する。掘進方法解析装置20
は、図2のブロック図に示すように、入力部21と記憶
部22と時系列データ作成部23と基本パラメータ演算
部24と掘進方向解析部25と掘進方法選択部26と表
示部27及び出力部28を有する。入力部1は、例えば
図3に示すように、施工場所の土質と同様な土質を有
し、過去に管を敷設したときの推進長毎の施工データ3
0やドリルヘッド7に組み込まれている磁気発信器から
信号を地上の受信器で受信して検出したドリルヘッド7
の先端位置の計測データと掘進修正方向を含む修正量を
入力する。記憶部22は入力された施工データ30と計
測データを記憶するとともに、各種処理を行うためのワ
ークメモリとして機能する。時系列データ作成部23は
記憶部22に記憶した過去の施工データを時系列データ
として整理し統計モデルで表現した解析用データを記憶
部22に格納する。例えば図3に示す施工データ30の
鉛直方向の解析を行うため、時系列データ作成部23
は、図4に示すように、推進長を基準値nとしてドリル
ユニット1先端の鉛直位置の計画線からのずれを示す値
である過去の状態量X(n)とドリルユニット修正方向
を含む外部からの操作量U(n)を時系列データ31と
して表現する。ここで操作量U(n)の符号のプラスは
上方向を示し、マイナスは下方向を示す。この時系列デ
ータ31を整理して統計モデルで表現した例えば下記
(1)式に示す線形予測式を利用して解析用データを作
成する。
The drill unit 1 for excavating the drill head 7 has the excavation method analyzer 20 for analyzing the excavation method of the drill head 7. Excavation method analyzer 20
As shown in the block diagram of FIG. 2, the input unit 21, the storage unit 22, the time-series data creation unit 23, the basic parameter calculation unit 24, the excavation direction analysis unit 25, the excavation method selection unit 26, the display unit 27, and the output It has a portion 28. For example, as shown in FIG. 3, the input unit 1 has the same soil quality as that of the construction site, and the construction data 3 for each propulsion length when a pipe was laid in the past.
0 and a drill head 7 which has been detected by receiving a signal from a magnetic transmitter incorporated in the drill head 7 with a receiver on the ground.
Input the measurement data of the tip position and the correction amount including the excavation correction direction. The storage unit 22 stores the input construction data 30 and measurement data, and functions as a work memory for performing various processes. The time-series data creation unit 23 arranges past construction data stored in the storage unit 22 as time-series data, and stores analysis data represented by a statistical model in the storage unit 22. For example, in order to analyze the construction data 30 shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the past state quantity X (n), which is a value indicating the deviation of the vertical position of the tip of the drill unit 1 from the plan line, with the propulsion length as the reference value n, and the external including the drill unit correction direction Is expressed as time-series data 31. Here, a plus sign of the operation amount U (n) indicates an upward direction, and a minus sign indicates a downward direction. The data for analysis is created by using the linear prediction formula shown in the following equation (1), which is obtained by organizing the time-series data 31 and expressing the data by a statistical model.

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】(1)式において、kは次数、a1〜ak
は状態量X(n)の過去の値X(n−1)〜X(n−
k)に対する重みを示し、b1〜bkは過去の操作量U
(n−1)〜U(n−k)に対する重みを示す。この
(1)式において例えば2つ先の過去のデータにまで遡
るようにするため次数kを「2」にすると下記(2)式
で示す連立方程式となり、(2)式をベクトル表示する
と(3)式に示すように、過去の状態量を示す行列Aと
過去の操作量を示す行列Bと未知の基準パラメータPで
表せる。
In the equation (1), k is an order, a1 to ak
Are the past values X (n−1) to X (n−) of the state quantity X (n).
k), and b1 to bk are past operation amounts U
The weights for (n-1) to U (nk) are shown. In equation (1), for example, if the order k is set to “2” in order to trace back to the past data two points ahead, a simultaneous equation represented by the following equation (2) is obtained. ), It can be represented by a matrix A indicating a past state quantity, a matrix B indicating a past manipulated variable, and an unknown reference parameter P.

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】時系列データ作成部23は(3)式の行列
Aと行列Bに時系列データ31の推進長nと鉛直位置X
(n)及び操作量U(n)の過去の値を代入して解析用
データを作成する。また、時系列データ作成部23は解
析用データを入力された計測データにより逐次同定法を
使用して修正して記憶部22に格納する。基本パラメー
タ演算部24は線形予測式の基準パラメータPを下記
(4)式によりを演算して決定する。
The time-series data generator 23 adds the propulsion length n and the vertical position X of the time-series data 31 to the matrices A and B in the equation (3).
Data for analysis is created by substituting the past values of (n) and the manipulated variable U (n). Further, the time-series data creation unit 23 corrects the analysis data using the sequential measurement method based on the input measurement data, and stores the corrected data in the storage unit 22. The basic parameter calculator 24 determines the reference parameter P of the linear prediction equation by calculating the following equation (4).

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】(4)式においてTは転置行列を示し、−
1は逆行列を示す。掘進方法解析部25は基本パラメー
タ演算部24で決定した基準パラメータPとドリルヘッ
ド1の現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進
方法を解析する。掘進方法選択部26は掘進方法解析部
25で解析した複数区間先までの掘進方法のなかから次
の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択して表示
部27に表示する。出力部28は施工データと解析用デ
ータや時系列データ及び掘進方法等を外部メモリ等に出
力する。
In equation (4), T indicates a transposed matrix,
1 indicates an inverse matrix. The excavation method analyzer 25 analyzes the reference parameter P determined by the basic parameter calculator 24 and a plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head 1 to a plurality of sections ahead. The excavation method selection unit 26 selects an optimum excavation method for the next excavation target position from among the excavation methods up to a plurality of sections analyzed by the excavation method analysis unit 25, and displays the selected excavation method on the display unit 27. The output unit 28 outputs construction data, analysis data, time-series data, a digging method, and the like to an external memory or the like.

【0021】上記のように構成された掘進方法解析装置
20で例えば鉛直方向の掘進方法を解析して決定すると
きの動作を図5のフローチャートを参照して説明する。
The operation when the excavation method analyzing apparatus 20 configured as described above analyzes and determines, for example, a vertical excavation method will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0022】ドリルユニット1で掘進するにあたり、ま
ず入力部1は、例えば図3に示すように、施工場所の土
質と同様な土質を有し、過去に管を敷設したときの推進
長毎の施工データ30を入力して記憶部22に格納する
(ステップS1)。時系列データ作成部23は記憶部2
2に記憶した過去の施工データ30を図4に示すように
時系列データ31として整理する(ステップS2)。こ
の時系列データ31を(3)式に示す行列Aと行列Bに
代入して、例えば図6に示す解析用データ32を作成し
て記憶部22に格納する(ステップS3)。基本パラメ
ータ演算部24は記憶部22に格納された解析用データ
32から基準パラメータPを演算する(ステップS
4)。掘進方法解析部25は基本パラメータ演算部24
で演算した基準パラメータPとドリルヘッド1の現在の
先端位置から複数区間例えば4区間先までの複数の掘進
方法を解析する(ステップS5)。このとき掘進方向を
上方向である「+1」と、水平方向である「0」と、下
方向である「−1」の3方向とした場合、4区間先まで
の掘進方法は81通りとなる。掘進方法選択部26は掘
進方法解析部25で解析した複数区間先までの複数例え
ば81通りの掘進方法によりそれぞれ4区間先までのド
リルヘッド1の基準線からの鉛直位置X(n+1)〜X
(n+4)を求め次ぎの鉛直位置の目標値を「0」とし
た下記評価式 評価式={X(n+1)-0}+{X(n+2)-0}+{X(n+3)-0}
+{X(n+4)-0} に代入して、求めた値が一番小さいときの操作量から掘
進方法を選択して表示部27に表示する(ステップS
6)。操作者は表示された掘進方法によりドリルユニッ
ト1の動作を制御してドリルヘッド7で掘進を開始する
(ステップS7)。そして例えば推進長nとして例えば
1m掘進したら、ドリルヘッド7の先端位置を計測し、
計画線からのずれを示す鉛直位置X(n+1)と操作量
U(n)を入力部21から入力して記憶部22に格納す
る(ステップS8,S9)。時系列データ作成部23
は、図7に示すように、入力された鉛直位置X(n+
1)とX(n)とX(n−1)と操作量U(n)とを記
憶部22に記憶した解析用データ32の行列Aと行列B
の最終行に追加し、解析用データ32の最も古い第1行
目のデータX(i−1),X(i−2),U(i−
1),U(i−2)を削除して、新しい解析用データ3
2aに修正して記憶部22に格納する(ステップS1
0)。基本パラメータ演算部24は記憶部22に格納さ
れた修正した解析用データ32aから基準パラメータP
を演算する(ステップS4)。掘進方法解析部25は基
本パラメータ演算部24で決定した基準パラメータPと
ドリルヘッド1の現在の先端位置から例えば4区間先ま
での複数の掘進方法を解析し(ステップS5)、掘進方
法選択部26は掘進方法解析部25で解析した4区間先
までの掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最
適な掘進方法を選択して表示部27に表示する(ステッ
プS6)。操作者は表示された掘進方法によりドリルユ
ニット1の動作を制御して掘進する(ステップS7)。
この処理を掘進が終了するまで繰返す(ステップS
8)。このようにして施工場所の土質と同様な土質を有
する過去の推進長毎の施工データ30を施工場所の土質
に応じた施工データに逐次変更して施工場所の土質に対
して最適な掘進方法を選択して掘進することができる。
In digging with the drill unit 1, the input unit 1 has the same soil quality as that of the construction site, for example, as shown in FIG. The data 30 is input and stored in the storage unit 22 (Step S1). The time-series data creation unit 23 is a storage unit 2
The past construction data 30 stored in No. 2 is arranged as time-series data 31 as shown in FIG. 4 (step S2). The time-series data 31 is substituted into the matrices A and B shown in the equation (3) to create, for example, the analysis data 32 shown in FIG. 6 and store it in the storage unit 22 (step S3). The basic parameter calculator 24 calculates a reference parameter P from the analysis data 32 stored in the storage 22 (step S
4). The excavation method analyzing unit 25 includes a basic parameter calculating unit 24.
Then, a plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head 1 to a plurality of sections, for example, four sections ahead, are analyzed (step S5). At this time, when the excavation direction is set to three directions of "+1" which is an upward direction, "0" which is a horizontal direction, and "-1" which is a downward direction, there are 81 ways of excavation up to four sections ahead. . The excavation method selection unit 26 uses a plurality of, for example, 81 excavation methods up to a plurality of sections ahead analyzed by the excavation method analysis unit 25, and each of the vertical positions X (n + 1) to X from the reference line of the drill head 1 up to four sections ahead.
(N + 4) the calculated next vertical position following evaluation formula evaluation equation the target value set to "0" = {X (n + 1) -0} 2 + {X (n + 2) -0} 2 + {X (n + 3) -0}
2 + {X (n + 4) -0} 2 and the excavation method is selected from the operation amount when the obtained value is the smallest and displayed on the display unit 27 (step S
6). The operator controls the operation of the drill unit 1 by the displayed excavation method and starts excavation with the drill head 7 (step S7). Then, for example, when the propulsion length n is excavated, for example, by 1 m, the tip position of the drill head 7 is measured,
The vertical position X (n + 1) indicating the deviation from the plan line and the operation amount U (n) are input from the input unit 21 and stored in the storage unit 22 (steps S8 and S9). Time series data creation unit 23
Is, as shown in FIG. 7, the input vertical position X (n +
1), X (n), X (n-1) and manipulated variable U (n) are stored in the storage unit 22.
, And the data X (i-1), X (i-2), U (i-
1), U (i-2) is deleted and new analysis data 3
2a and store it in the storage unit 22 (step S1).
0). The basic parameter calculation unit 24 calculates a reference parameter P from the corrected analysis data 32a stored in the storage unit 22.
Is calculated (step S4). The excavation method analysis unit 25 analyzes the reference parameter P determined by the basic parameter calculation unit 24 and a plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head 1 to, for example, four sections ahead (step S5), and excavation method selection unit 26 Selects the most appropriate digging method for the next digging target position from among the digging methods up to four sections analyzed by the digging method analysis unit 25, and displays it on the display unit 27 (step S6). The operator excavates by controlling the operation of the drill unit 1 by the displayed excavation method (step S7).
This process is repeated until excavation is completed (step S
8). In this manner, the past construction data 30 for each propulsion length having the same soil quality as the construction site is sequentially changed to construction data according to the construction site soil quality, and an optimum excavation method for the construction site soil quality is changed. You can select and excavate.

【0023】この掘進方法において、ドリルヘッド7の
先端位置と掘進目標位置は、図8に示すように、各推進
長毎に逐次的に移動する相対座標Xr,Yrを用いて表
す。また、(1)式において統計モデルの次数をkとし
たとき、逐次移動する相対座標Xr,Yrの原点は現在
位置から(k+1)ステップ前のドリルヘッド7の先端
位置とする。
In this excavation method, the tip position of the drill head 7 and the excavation target position are represented by relative coordinates Xr and Yr which sequentially move for each propulsion length as shown in FIG. When the order of the statistical model is k in the equation (1), the origin of the sequentially moving relative coordinates Xr, Yr is the tip position of the drill head 7 (k + 1) steps before the current position.

【0024】このようにドリルヘッド7の先端位置と掘
進目標位置を、逐次移動する相対座標Xr,Yrを用い
る理由について説明する。ここで説明を簡略化するため
に、(1)式における統計モデルの次数k=1とする
と、統計モデルは下記(5)式で表せる。 X(n)=a1・X(n−1)+b1・U(n−1) (5) また、決定すべき基本パラメータa1,b1は既知であ
るものとして、a1=0.5,b1=0.3とする。この統計
モデルに対して操作量U(n)を、U(0)=−1,U
(1)=−1,U(2)=+1と仮定すると、各時点に
おけるドリルヘッド7の先端位置は、下記表に示すよう
に推移する。
The reason why the relative coordinates Xr and Yr which sequentially move the tip position and the excavation target position of the drill head 7 will be described. Here, in order to simplify the description, if the order of the statistical model in equation (1) is k = 1, the statistical model can be expressed by the following equation (5). X (n) = a1.X (n-1) + b1.U (n-1) (5) Further, assuming that the basic parameters a1 and b1 to be determined are known, a1 = 0.5 and b1 = 0.3. . For this statistical model, the manipulated variable U (n) is represented by U (0) =-1, U
Assuming that (1) =-1, U (2) = + 1, the tip position of the drill head 7 at each time changes as shown in the following table.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】逆に、基本パラメータa1,b1が未知の
ときに、上記表で与えられたドリルヘッド7の先端位置
と操作量にしたがって基本パラメータa1,b1を求め
ると、a1=0.5,b1=0.3が算出される。
Conversely, when the basic parameters a1 and b1 are unknown, if the basic parameters a1 and b1 are obtained according to the tip position and the operation amount of the drill head 7 given in the above table, a1 = 0.5 and b1 = 0.3 Is calculated.

【0027】次に、推進長=0におけるドリルヘッド7
の先端位置、すなわち初期値を−10とし、全く同じ操作
量U(n)を与える情況を考えてみる。また、理想的な
土質を仮定し、水平方向と深さ方向の土質の変化はない
ものとする。この場合、初期位置が違うだけで全く同じ
操作量U(n)を与えるので、ドリルヘッド7の先端位
置は下記表に示すように推移する。
Next, the drill head 7 at the propulsion length = 0
Let's consider a situation in which the same operation amount U (n) is given by setting the tip position of, that is, the initial value to -10. Also, assuming ideal soil properties, it is assumed that there is no change in soil properties in the horizontal direction and the depth direction. In this case, exactly the same operation amount U (n) is given except for the initial position, so that the tip position of the drill head 7 changes as shown in the following table.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】ここで未知パラメータa1,b1を求める
ために、上記表の推進長n=0と推進長n=1における
データを使用すると、(5)式に示す統計モデルは下記
(6)式と(7)式で表せる。 −10.3 =a1・(-10.0)+b1・(-1) (6) −10.45=a1・(-10.3)+b1・(-1) (7) この(6)式と(7)式から基本パラメータa1,b1
を算出すると、a1=0.5,b1=0.3が求められる。こ
の基本パラメータa1,b1に推進長n=2の垂直変位
と操作量データを当てはめて状態量X(3)を予測する
と、 となり、状態量X(3)の予測位置は+0.075と計算され
る。この状態量X(3)の予測位置は、垂直変位の本来
の位置である-9.925とは大きく異なりモデル精度が悪く
なっている。
Here, when the data at the propulsion length n = 0 and the propulsion length n = 1 in the above table are used to obtain the unknown parameters a1 and b1, the statistical model shown in the equation (5) is expressed by the following equation (6). It can be expressed by equation (7). -10.3 = a1 · (-10.0) + b1 · (-1) (6) -10.45 = a1 · (-10.3) + b1 · (-1) (7) From the equations (6) and (7), the basic parameter a1 is obtained. , B1
Is calculated, a1 = 0.5 and b1 = 0.3 are obtained. By applying the vertical displacement of the propulsion length n = 2 and the operation amount data to the basic parameters a1 and b1, the state amount X (3) is predicted. And the predicted position of the state quantity X (3) is calculated to be +0.075. The predicted position of the state quantity X (3) is significantly different from -9.925 which is the original position of the vertical displacement, and the model accuracy is deteriorated.

【0030】このモデル精度が悪くなった原因を物理的
に解釈すると次のようになる。ドリルヘッド7の先端位
置の制御において、左右あるいは上下に方向を修正しな
がら掘削するというのは、あくまでも1点過去のポイン
トを基準にしての左右あるいは上下方向という意味であ
る。したがって掘削方向指令を入力とし、ドリルヘッド
7の先端位置(結果)を出力としたモデルを考えた場
合、先端位置を示す座標系は、1点前の時点におけるド
リルヘッド7の先端位置を原点(基準)とする相対座標
とするのが理想的である。しかしながら1点前の時点に
おけるドリルヘッド7の先端位置を原点(基準)とする
と、(3)式におけるA行列の第1列目の要素が全て
「0」になってしまい、(3)式の連立方程式の解が不定
になってしまう。これを回避するために、統計モデルの
次数をkとしたとき、逐次移動する相対座標Xr,Yr
の原点は現在位置から(k+1)ステップ前のドリルヘ
ッド7の先端位置とする。
A physical interpretation of the cause of the deterioration of the model accuracy is as follows. In controlling the position of the tip of the drill head 7, excavating while correcting the direction to the left or right or up and down means only the left and right or up and down directions with reference to one past point. Therefore, when considering a model in which the drilling direction command is input and the tip position (result) of the drill head 7 is output, the coordinate system indicating the tip position is based on the tip position of the drill head 7 at the point one point before the origin ( Ideally, the relative coordinates are used as a reference. However, if the tip position of the drill head 7 at the point immediately before is set as the origin (reference), all the elements in the first column of the matrix A in equation (3) become “0”, and the equation (3) The solution of the simultaneous equations becomes indefinite. In order to avoid this, when the order of the statistical model is k, the relative coordinates Xr, Yr that sequentially move
Is the tip position of the drill head 7 (k + 1) steps before the current position.

【0031】上記説明は1例に過ぎないが、上述したよ
うな統計モデルを使用する場合、ドリルヘッド7の先端
位置の座標を地面に固定された絶対座標とすると、予測
精度は現在のドリルヘッド7の先端位置に大きく依存す
ることが明らかである。したがって統計モデルの作成及
び将来位置の予測は、基本パラメータ演算に必要な一番
古い垂直変位データ(初期位置)を座標原点までずらし
てドリル先端位置によるモデル精度依存性をなくしてか
ら予測を行う。すなわち、統計モデルの次数をkとした
とき、逐次移動する相対座標Xr,Yrの原点は現在位
置から(k+1)ステップ前のドリルヘッド7の先端位
置として予測を行うことにより、高精度の予測を行うこ
とができる。
Although the above description is merely an example, when the statistical model as described above is used, if the coordinates of the tip position of the drill head 7 are absolute coordinates fixed to the ground, the prediction accuracy is the current drill head. It is apparent that the value largely depends on the position of the tip 7. Therefore, the creation of the statistical model and the prediction of the future position are performed after the oldest vertical displacement data (initial position) required for the basic parameter calculation is shifted to the coordinate origin to eliminate the model accuracy dependency due to the drill tip position. That is, when the order of the statistical model is k, the origin of the sequentially moving relative coordinates Xr, Yr is predicted as the tip position of the drill head 7 which is (k + 1) steps before the current position, so that highly accurate prediction is performed. It can be carried out.

【0032】上記実施例は鉛直方向の掘進方法を解析し
て決定する場合について説明したが水平方向の掘進方法
も同様にして解析して決定することができる。
In the above embodiment, the case where the vertical excavation method is analyzed and determined is described. However, the horizontal excavation method can be similarly analyzed and determined.

【0033】また、上記実施例はドリルユニット1にド
リルヘッド7の掘進方法を解析する掘進方法解析装置2
0を設けた場合について説明したが、上記掘進方法の解
析,決定プログラムをコンパクトディスクやフロッピ等
の外部メモリ41に格納しておき、図9のブロック図に
示すように、パソコン42の外部メモリインタフェース
48で掘進方法の解析,決定プログラムを読み込みRA
M46に格納してCPU44で演算処理するようにして
も良い。この場合、入力部43で入力した施工場所の土
質と同様な土質を有する過去の推進長毎の施工データ3
0をRAM46に格納し、CPU44はRAM46に格
納された過去の施工データ30を単位推進長毎に測定し
て入力部43から入力するドリルヘッド7の先端位置と
操作量により施工場所の土質に対応した施工データに逐
次書き換えて演算処理して表示部47に表示することに
より、施工場所の土質に最適な掘進方法を得ることがで
きる。
In the above-described embodiment, the drilling method analyzing device 2 for analyzing the drilling method of the drill head 7 in the drill unit 1 is used.
Although the case where 0 is provided has been described, the analysis and determination program of the above-mentioned excavation method is stored in an external memory 41 such as a compact disk or a floppy disk, and as shown in the block diagram of FIG. At 48, read the analysis and decision program of the excavation method and RA
The data may be stored in M46 and may be processed by the CPU 44. In this case, the past construction data 3 for each propulsion length having the same soil quality as the soil of the construction location input by the input unit 43
0 is stored in the RAM 46, and the CPU 44 measures the past construction data 30 stored in the RAM 46 for each unit propulsion length and responds to the soil at the construction site by the tip position and the operation amount of the drill head 7 input from the input unit 43. By sequentially rewriting the construction data and performing arithmetic processing and displaying the data on the display unit 47, it is possible to obtain an excavation method most suitable for the soil properties of the construction site.

【0034】[0034]

【発明の効果】この発明は以上説明したように、施工場
所の土質と同様な土質を有する過去の推進長毎の施工デ
ータを、実際にドリルヘッドで掘進したときのドリルヘ
ッドの先端位置と掘進修正方向を含む修正量により逐次
変更し、変更した施工データを利用して統計モデルで表
現して線形予測式を作成してドリルヘッドの現在の先端
位置から複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、複
数の掘進方法から最適な掘進方法を選択するようにした
から、施工場所の土質に対して最適な掘進方法を選択し
て掘進することができ、操作者の熟練度に関係なく多様
な土質に対して高精度で推進方向を制御することができ
る。
As described above, according to the present invention, the tip position of the drill head when the drill data is actually excavated with the drill head and the excavation data for each of the past propulsion lengths having the same soil texture as the construction site. It changes sequentially with the correction amount including the correction direction, expresses it with a statistical model using the changed construction data, creates a linear prediction formula, and uses multiple drilling methods from the current tip position of the drill head to multiple sections ahead Analyzing and selecting the most appropriate digging method from multiple digging methods, it is possible to select the most appropriate digging method for the construction site's soil quality and dig it, regardless of the skill level of the operator. It is possible to control the propulsion direction with high accuracy for natural soil.

【0035】また、ドリルヘッドの先端位置と掘進目標
位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用い
て表すことにより、高精度の予測を行うことができる。
Further, the tip position of the drill head and the target position of the excavation are represented using relative coordinates which sequentially move for each propulsion length, so that highly accurate prediction can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例の施工工程を示す工程図であ
る。
FIG. 1 is a process chart showing a construction process according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例の掘進方法解析装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digging method analyzing apparatus according to the embodiment.

【図3】過去の施工データの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of past construction data.

【図4】時系列データの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of time-series data.

【図5】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.

【図6】解析データの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of analysis data.

【図7】解析データの修正を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing correction of analysis data.

【図8】ドリルヘッドの先端位置と掘進目標位置を表す
相対座標を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing relative coordinates indicating a tip position of a drill head and a target position for excavation.

【図9】掘進方法解析装置の他の構成を示すブロック図
である。
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration of the excavation method analyzing apparatus.

【図10】ドリルヘッドの方向修正動作を示す説明図で
ある。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a direction correcting operation of the drill head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;ドリルユニット、3;パイロット管、7;ドリルヘ
ッド、20;掘進方法解析装置、21;入力部、22;
記憶部、23;時系列データ作成部、24;基本パラメ
ータ演算部、25;掘進方向解析部、26;掘進方法選
択部、27;表示部、28;出力部、30;施工デー
タ、31;時系列データ、32;解析用データ。
Reference Signs List 1; Drill unit, 3; Pilot tube, 7; Drill head, 20; Drilling method analyzer, 21; Input unit, 22;
Storage unit, 23; time-series data creation unit, 24; basic parameter calculation unit, 25; excavation direction analysis unit, 26; excavation method selection unit, 27; display unit, 28; output unit, 30; construction data, 31; Series data, 32; data for analysis.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 卯西 裕之 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 津田 和呂 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 浦本 俊明 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 河野 正昭 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 小林 尚登 東京都調布市深大寺北町5−25−11 Fターム(参考) 2D054 AA02 AC18 BA16 GA04 GA25 GA46 GA62 GA65 GA92  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Unishi 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Haru Tsuda 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Uramoto 88, Onocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Japan Steel Pipe Construction Co., Ltd. (72) Inventor Naoto Kobayashi 5-25-11 Jindaiji Kitamachi, Chofu City, Tokyo F-term (reference) 2D054 AA02 AC18 BA16 GA04 GA25 GA46 GA62 GA65 GA92

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 施工場所の土質に対応した土質に対する
過去の施工データを入手して推進長毎のドリルヘッド先
端位置と掘進修正方向を含む修正量を時系列データに整
理し、 過去の時系列データを統計モデルで表現した線形予測式
により過去の状態量と過去の操作量と未知の基準パラメ
ータからなる解析用データを作成し、 作成した線形予測式の基準パラメータを決定し、決定し
た基準パラメータとドリルヘッドの現在の先端位置から
複数区間先までの複数の掘進方法を解析し、解析した複
数の掘進方法のなかから次の掘進目標位置に対する最適
な掘進方法を選択し、 次区間を掘進したときに計測したドリルヘッドの先端位
置と掘進修正方向を含む修正量により時系列データを修
正し、修正した時系列データを統計モデルで表現して線
形予測式を作成してドリルヘッドの現在の先端位置から
複数区間先までの複数の掘進方法を解析して次の掘進目
標位置に対する最適な掘進方法を選択することを繰返す
ことを特徴とする弧状推進工法。
The present invention obtains past construction data for soil corresponding to the construction site, and arranges the correction amount including the drill head tip position and the drilling correction direction for each propulsion length into time-series data. Analytical data consisting of past state quantities, past manipulated variables, and unknown reference parameters is created using a linear prediction equation that expresses the data using a statistical model, and the reference parameters of the created linear prediction equation are determined. Analyzed multiple excavation methods from the current tip position of the drill head to multiple sections ahead, selected the optimal excavation method for the next excavation target position from among the analyzed multiple excavation methods, and excavated the next section The time series data is corrected by the correction amount including the drill head tip position and the excavation correction direction measured at times, and the corrected time series data is represented by a statistical model to perform linear prediction. An arc-shaped propulsion method characterized by formulating a formula, analyzing a plurality of digging methods from a current tip position of a drill head to a plurality of sections ahead, and selecting an optimum digging method for a next digging target position, which is repeated. .
【請求項2】 上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標
位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用い
て表した請求項1記載の弧状推進工法。
2. The arc-shaped propulsion method according to claim 1, wherein the tip position and the excavation target position of the drill head are represented using relative coordinates that sequentially move for each propulsion length.
【請求項3】 入力部と時系列データ作成部と基本パラ
メータ演算部と掘進方向解析部及び掘進方法選択部を有
し、 入力部は施工場所の土質と同様な土質を有し、過去に管
を敷設したときの推進長毎の施工データ及びドリルヘッ
ドの先端位置を示す施工中の計測データと掘進修正方向
を含む修正量のデータを入力し、 時系列データ作成部は入力した過去の施工データを時系
列データとして整理し統計モデルで表現した線形予測式
により過去の状態量と過去の操作量と未知の基準パラメ
ータからなる解析用データを作成し、ドリルヘッドの先
端位置を示す施工中の計測データと掘進修正方向を含む
修正量が入力したときに解析用データを入力されたデー
タにより逐次同定法を使用して修正し、 基本パラメータ演算部は線形予測式の基準パラメータを
演算し、 掘進方法解析部は演算した基準パラメータとドリルヘッ
ドの現在の先端位置から複数区間先までの複数の掘進方
法を解析し、 掘進方法選択部は複数区間先までの掘進方法のなかから
次の掘進目標位置に対する最適な掘進方法を選択するこ
とを特徴とする掘進方法解析装置。
3. An input unit, a time-series data creating unit, a basic parameter calculating unit, a digging direction analyzing unit, and a digging method selecting unit. Enter the construction data for each propulsion length when laying, the measurement data during construction indicating the tip position of the drill head, and the data of the correction amount including the drilling correction direction, and the time series data creation unit inputs the past construction data The analysis data consisting of past state quantities, past operation quantities, and unknown reference parameters is created using linear prediction formulas that are organized as time-series data and represented by a statistical model, and measurement during construction that indicates the tip position of the drill head When the data and the correction amount including the direction of the excavation correction are input, the analysis data is corrected using the input data using the sequential identification method. The excavation method analysis unit analyzes the calculated reference parameters and the plurality of excavation methods from the current tip position of the drill head to a plurality of sections ahead, and the excavation method selection unit analyzes the excavation method up to the plurality of sections ahead. A digging method analyzing apparatus for selecting an optimum digging method for a next digging target position from the digging method.
【請求項4】 上記ドリルヘッドの先端位置と掘進目標
位置を、各推進長毎に逐次的に移動する相対座標を用い
て表した請求項3記載の掘進方法解析装置。
4. The excavation method analyzing apparatus according to claim 3, wherein the tip position and the excavation target position of the drill head are represented using relative coordinates that sequentially move for each propulsion length.
JP2001179522A 2000-07-24 2001-06-14 Arc propulsion method and excavation method analyzer Expired - Fee Related JP3904850B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102996137A (en) * 2012-12-31 2013-03-27 上海同岩土木工程科技有限公司 S-shaped curve based method for control track of shield tunneling machine
JP2019167728A (en) * 2018-03-23 2019-10-03 五洋建設株式会社 Curved drilling method and curved drilling system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102996137A (en) * 2012-12-31 2013-03-27 上海同岩土木工程科技有限公司 S-shaped curve based method for control track of shield tunneling machine
CN102996137B (en) * 2012-12-31 2014-12-17 上海同岩土木工程科技有限公司 S-shaped curve based method for control track of shield tunneling machine
JP2019167728A (en) * 2018-03-23 2019-10-03 五洋建設株式会社 Curved drilling method and curved drilling system
JP7104534B2 (en) 2018-03-23 2022-07-21 五洋建設株式会社 Curved drilling method and curved drilling system

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