JP2019039264A - Operation setting presentation device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作設定提示装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an operation setting presentation device and a program.
従来、土圧式シールド工法(泥土圧シールド工法)によりトンネルなどを築造する際、シールド掘削機が掘削する現場の施工環境(土質、水圧など地山の状態)は、現場の位置により刻々と変化する。そのため、予め計画されている掘進指示と施工環境に対応して測定される各種測定装置からの測定データとを比較したり、測定データを監視したりしながら、オペレータが手動でシールド掘削機の操作を行う。例えば、土圧式シールド工法では、オペレータが掘進時のチャンバー内の土圧を監視しながらチャンバー内の土圧が所定の範囲となるように掘削で生じた土を排土する操作を行う。例えば、オペレータは、スクリューコンベアの回転速度の設定値を手動で変化させることで所定時間に排土される量を制御し、チャンバー内の土圧が所定の範囲内となるように操作を行う(例えば、特許文献1)。 Conventionally, when constructing a tunnel, etc. by earth pressure shield method (mud pressure shield method), the construction environment of the site where the shield excavator excavates (the state of the ground such as soil and water pressure) changes every moment depending on the location of the site. . Therefore, the operator manually operates the shield excavator while comparing the planned excavation instruction with the measurement data from various measuring devices measured in accordance with the construction environment and monitoring the measurement data. I do. For example, in the earth pressure type shield method, the operator performs an operation of discharging the earth generated by excavation so that the earth pressure in the chamber is within a predetermined range while monitoring the earth pressure in the chamber at the time of excavation. For example, the operator manually changes the set value of the rotational speed of the screw conveyor to control the amount of soil discharged in a predetermined time, and performs an operation so that the earth pressure in the chamber is within a predetermined range ( For example, Patent Document 1).
しかしながら、スクリューコンベアの回転速度を調整してチャンバー内の土圧が所定の範囲内となるように操作するには、掘進速度とスクリューコンベアによる排土速度をバランスさせる必要がある。掘進速度はカッタートルクや総推力など多数のデータと密接に関係する。そのため、多数のデータを監視しながらスクリューコンベアの回転速度を操作しなければならず、操作は熟練度の高いオペレータでなければ難しい。
熟練したオペレータは減少の傾向にあり、確保することが難しく、また、熟練度の高いオペレータを要請するには多大な時間を要する。また、熟練したオペレータであっても操作のタイミングや設定値を誤ることがあり、シールド掘削機に対する操作が適切に行われない場合、掘削されたトンネルの設計に対する精度や安全性が低下してしまう懸念がある。
このため、シールド掘削機における操作の設定値が適切に提示される方法が求められている。
However, in order to adjust the rotation speed of the screw conveyor so that the earth pressure in the chamber is within a predetermined range, it is necessary to balance the excavation speed and the earth discharging speed by the screw conveyor. Drilling speed is closely related to many data such as cutter torque and total thrust. Therefore, the rotational speed of the screw conveyor must be operated while monitoring a large amount of data, and the operation is difficult unless the operator is highly skilled.
Skilled operators tend to decrease, it is difficult to secure, and it takes a lot of time to request highly skilled operators. In addition, even a skilled operator may mistake the operation timing and setting values, and if the shield excavator is not properly operated, the accuracy and safety of the excavated tunnel design will be reduced. There are concerns.
For this reason, a method for appropriately presenting the set value of the operation in the shield excavator is required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールド掘削機における精度のよい操作の設定値を示すことができる操作設定提示装置、及びプログラムを提供することである。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the operation setting presentation apparatus which can show the setting value of the accurate operation in a shield excavator, and a program. .
上述した課題を解決するために本発明の一実施形態の操作設定提示装置は、シールド掘削機の掘削状況に関する掘削状況データに当該掘削状況におけるシールド掘削機における操作の設定値に関する設定データが付された学習データを用いて機械学習を実行することにより、シールド掘削機における操作の設定値を予測する設定予測モデルを作成するモデル作成部を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, in the operation setting presentation device according to an embodiment of the present invention, setting data related to a set value of an operation in the shield excavator in the excavation situation is attached to the excavation situation data related to the excavation situation of the shield excavator. And a model creation unit for creating a setting prediction model for predicting a setting value of an operation in the shield excavator by executing machine learning using the learned data.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置は、前記掘削状況データには、シールド掘削機の施工環境に関する環境データ、及び前記環境データに対応するシールド掘削機の掘削動作に関する動作データが含まれることを特徴とする。 In the operation setting presentation device according to an embodiment of the present invention, the excavation status data includes environmental data related to a construction environment of the shield excavator and operation data related to excavation operation of the shield excavator corresponding to the environmental data. It is characterized by that.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置は、前記環境データには、掘進時における指示土圧、及び制御土圧が含まれ、前記動作データには、シールド掘削機のスクリューコンベアに関する測定値が含まれ、前記設定データには、前記スクリューコンベアに関する操作の設定値が含まれることを特徴とする。 In the operation setting presentation device according to an embodiment of the present invention, the environmental data includes an instruction earth pressure at the time of excavation and a control earth pressure, and the operation data includes a measurement related to a screw conveyor of a shield excavator. A value is included, and the setting data includes a setting value of an operation related to the screw conveyor.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置では、前記モデル作成部は、前記掘削状況データに前記設定データが付されたデータの中から選択されたデータを学習データとして用いることにより機械学習を実行することを特徴とする。 In the operation setting presentation device according to an embodiment of the present invention, the model creating unit uses machine learning by using data selected from data in which the setting data is added to the excavation status data as learning data. It is characterized by performing.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置では、前記モデル作成部は、前記制御土圧と、前記指示土圧との差分が所定の閾値以下である前記掘削状況データを選択し、選択した前記掘削状況データに前記設定データが付された学習データを用いて機械学習を実行することを特徴とする。 In the operation setting presentation device according to the embodiment of the present invention, the model creation unit selects and selects the excavation status data in which a difference between the control earth pressure and the indicated earth pressure is a predetermined threshold value or less. Machine learning is performed using learning data in which the setting data is added to the excavation status data.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置は、所定の時間毎に前記掘削状況データを取得する掘削状況データ取得部と、前記モデル作成部により作成された前記設定予測モデルを用いて、前記掘削状況データに示される状況におけるシールド掘削機における操作の設定値を予測する予測部と、前記予測部により予測された予測結果を出力する出力部をさらに備えることを特徴とする。 Further, the operation setting presentation device of one embodiment of the present invention uses the excavation status data acquisition unit that acquires the excavation status data every predetermined time, and the setting prediction model created by the model creation unit, The apparatus further includes a prediction unit that predicts a set value of an operation in the shield excavator in a situation indicated by the excavation state data, and an output unit that outputs a prediction result predicted by the prediction unit.
また、本発明の一実施形態の操作設定提示装置は、前記所定の時間毎に前記設定データを取得する設定データ取得部と、前記掘削状況データ取得部により取得された前記掘削状況データに前記設定データ取得部により取得された前記設定データを対応づけたデータを記憶する記憶部をさらに備え、前記予測部は、前記記憶部に記憶されたデータを用いて前記モデル作成部に機械学習を実行させることにより前記設定予測モデルを更新することを特徴とする。 The operation setting presentation device according to an embodiment of the present invention includes a setting data acquisition unit that acquires the setting data every predetermined time, and the setting in the excavation status data acquired by the excavation status data acquisition unit A storage unit that stores data associated with the setting data acquired by the data acquisition unit; and the prediction unit causes the model creation unit to perform machine learning using the data stored in the storage unit Thus, the setting prediction model is updated.
また、本発明の一実施形態のプログラムは、コンピュータに上述した操作設定提示装置として機能させるためのプログラムである。 A program according to an embodiment of the present invention is a program for causing a computer to function as the operation setting presentation device described above.
以上説明したように、この発明によれば、シールド掘削機における精度のよい操作の設定値を示すことができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to indicate a set value for an accurate operation in a shield excavator.
以下、実施形態の、操作設定提示装置、及びプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an operation setting presentation device and a program according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の操作設定提示装置100(図2参照)が設定予測モデルを作成する対象のシールド掘削機20を説明する図である。
図1(a)は、本実施形態の操作設定提示装置100が設定予測モデルを作成する対象のシールド掘削機20の概念図を示している。図1(b)は、シールド掘削機20を推進させる推進ジャッキの概念図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a
Fig.1 (a) has shown the conceptual diagram of the
図1(a)に示すように、シールド掘削機20は、円筒形のスキンプレート2の矢印D1の方向の後部において、エレクタ(不図示)によりセグメントを組み立てることにより、一次覆工Sを施工しつつ、地山30を掘削するための機構である。シールド掘削機20においては、カッタービット23を備えた環状かつ面板型のカッター10の矢印D1の方向の後部に作泥土室7が設けられている。作泥土室7には複数の土圧計70が設置される。土圧計70は、作泥土室7における泥土圧を測定する。作泥土室7には作泥土材注入管8から作泥土材9が注入され、練混ぜ翼(不図示)により練混ぜられることにより掘削された土砂が泥土に変換される。シールド掘削機20では、作泥土室7の泥土圧を地山30の掘削面(切羽)における土圧と水圧とにバランスさせることにより地山を安定させ、掘削を行う。作泥土室7に堆積された掘削残土は、スクリューコンベア60に導入され、コンベア62、63を介して、掘削しているトンネルの外部に排土される。架台Mは、スクリューコンベア60、およびコンベア62、63の各々を支持している。
また、シールド掘削機20は、作泥土材9を注入する代わりに特殊起泡材で作られた気泡を掘削土に添加することで掘削土の流動性を向上させながら作泥土室7(チャンバー)内の土圧を調整して掘削を行う場合もある。
As shown in FIG. 1 (a), the
Further, the
ここで、スクリューコンベア60は、油圧制御によりスクリューの回転速度が制御される。スクリューコンベア60のスクリューの回転速度(以下、単にスクリューの回転速度という)が速くなると作泥土室7の泥土の排土が進むため泥土圧が低下し、スクリューの回転速度が遅くなると作泥土室7の泥土の排土が停滞するため泥土圧が上昇する。すなわち、スクリューの回転速度を設定する操作が行われることにより泥土圧が制御される。
Here, as for the
図1(b)に示すように、推進ジャッキは、スキンプレート2の内周を囲むようにして、スキンプレート2とセグメントとの間に配置される。推進ジャッキが油圧操作により推進(伸長)されることでスキンプレート2の面が押されシールド掘削機20が推進する。
As shown in FIG. 1B, the propulsion jack is disposed between the
ここで、いずれの位置の推進ジャッキを推進させるかによりスキンプレート2の面を推進させる力点が設定され、シールド掘削機20の推進方向が決定される。また、推進ジャッキを推進させる速度によりシールド掘削機20の推進速度が決定される。すなわち、いずれの推進ジャッキを選択するかを設定する操作が行われることによりシールド掘削機20の推進方向が制御される。また、推進ジャッキの推進速度を設定する操作が行われることによりシールド掘削機20の推進速度が制御される。つまり、シールド掘削機20において、シールド掘削機20の掘進速度とスクリューの回転に伴う排土速度とをバランスさせることにより土圧の制御が行われ、土圧を制御することで地山を安定させて掘削を行う。
Here, a force point for propelling the surface of the
本実施形態では、シールド掘削機20の掘進時における掘削状況に関する掘削状況データが取得される。掘削状況データには、シールド掘削機の施工環境に関する環境データ、及び環境データに対応するシールド掘削機の掘削動作に関する動作データが含まれる。
環境データは、例えば、指示土圧、及び制御土圧である。ここで、指示土圧は、矢印Aの方向に働く地山30の土圧であり、深度や地質に基づいて導出される土圧に地盤の沈下に伴う影響を考慮して決定される。また、制御土圧は、作泥土室7の内部における泥土圧の代表値である。例えば、制御土圧は、作泥土室7の中央付近に設置された土圧計70の所定の時間毎(例えば、1秒毎)により測定された泥土圧の平均値である。
動作データは、例えば、スクリューの回転速度の測定値、スクリューコンベア60の油圧、スクリューコンベア60のゲート(出口)の開度、推進ジャッキのストローク、カッター10のトルク、シールド掘削機20の推進速度、推進ジャッキの総推進力、気泡注入率等である。これらの環境データ、および動作データは、所定の時間毎(例えば、1秒毎)に測定される。
In the present embodiment, excavation status data regarding the excavation status at the time of excavation of the
The environmental data is, for example, an instruction earth pressure and a control earth pressure. Here, the indicated earth pressure is the earth pressure of the
The operation data includes, for example, a measured value of the rotational speed of the screw, the hydraulic pressure of the
また、本実施形態では、シールド掘削機20の操作に関する設定データが取得される。設定データは、例えば、スクリューの回転速度の設定値、推進ジャッキの選択の設定値、推進ジャッキの推進速度の設定値である。これらの設定データは、動作データが測定される所定の時間毎と同等の時間毎に取得される。
In the present embodiment, setting data related to the operation of the
図2は、実施形態の操作設定提示装置100の構成例を示すブロック図である。
操作設定提示装置100は、例えば、掘削状況データ入力部101と、設定データ入力部102と、予測結果出力部103と、処理部104と、モデル作成部105と、設定予測部106と、学習データ記憶部107とを備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the operation
The operation
掘削状況データ入力部101は、例えば、操作設定提示装置100のタイマー(不図示)からの所定の時間(例えば、1秒間)の経過を示す計時信号が供給されたタイミングにおいて、上述した掘削状況データを取得する。掘削状況データ入力部101には、例えば作泥土室7の中央付近に設置された土圧計70により測定された測定結果が入力される。また、掘削状況データ入力部101には、例えばスクリューコンベア60や、推進ジャッキに設置された各種センサ(不図示)により検出された検出値が入力される。掘削状況データ入力部101は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに対して、取得した掘削状況データを、取得した時間(タイムスタンプ)と対応づけて記憶させる。
The excavation status
設定データ入力部102は、例えば、掘削状況データ入力部101により掘削状況データが取得されるタイミングにおいて、上述した設定データを取得する。設定データ入力部102には、シールド掘削機20の操作盤(不図示)におけるタッチパネル等に入力される各種操作の設定値が入力される。設定データ入力部102は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに対して、取得した設定データを、取得した時間と対応づけて記憶させる。
The setting
予測結果出力部103は、設定予測部106により予測された操作の内容を出力する。予測結果出力部103は、例えば、表示装置であり、設定予測部106により予測された操作の内容を表示する。また、予測結果出力部103は、例えば、スピーカであり、設定予測部106により予測された操作の内容を音声やアラーム音などにより出力する。
The prediction
処理部104は、掘削状況データ入力部101により取得された掘削状況データ、および設定データ入力部102により取得された設定データに基づいて、学習データを生成する。処理部104は、例えば、複数の時系列の掘削状況データにおける特徴量を抽出する。特徴量は、掘削状況データに含まれる特徴的な成分であり、例えば、指示土圧と制御土圧の差分、および掘削状況データを短時間(例えば、10秒)移動平均した値や長時間(例えば、60秒)移動平均した値などを算出することにより得ることができる。処理部104は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに対して、抽出した特徴量を、対応する時間と対応づけて記憶させる。
The
また、処理部104は、それぞれのタイミングで取得された掘削状況データおよび設定データに対し、学習データとして用いるか否かの判定を行う。学習データとして用いるか否かの判定は、例えば、指示土圧と制御土圧との乖離の度合に基づいて行われる。
処理部104は、ある時刻の指示土圧と制御土圧との差分(以下、土圧差分という)が所定の閾値以上である場合、その時刻の掘削状況データおよび設定データを学習データとして用いないと判定する。また、処理部104は、ある時刻の土圧差分が所定の閾値未満である場合、その時刻の掘削状況データおよび設定データを学習データとして用いると判定する。処理部104は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに対して行った判定の結果を、対応する時間と対応づけて記憶させる。
なお、処理部104は、土圧差分だけでなく、操作の頻度やばらつきに基づいて判定を行ってもよい。また、処理部104は、掘削状況データおよび設定データをクラスタ分析した結果に基づいて判定を行ってもよい。
Further, the
When the difference between the designated earth pressure and the control earth pressure at a certain time (hereinafter referred to as earth pressure difference) is equal to or greater than a predetermined threshold, the
Note that the
モデル作成部105は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに記憶されたデータを学習データとして用いて機械学習を実行することにより、シールド掘削機20における操作の設定値を予測するための設定予測モデルを作成する。ここで、設定予測モデルを作成する機械学習の技法としては、決定木学習、ニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、サポートベクタマシンなどの一般的に用いられている技法のいずれを用いてもよい。
また、モデル作成部105は、処理部104により学習データとして用いると判定された掘削状況データ、および当該掘削状況データに対応する設定データを学習データとして機械学習を実行する。これによりモデル作成部105は、例えば、土圧がより適切に精度よく制御された場合の掘削状況データと設定データとを学習することができる。
The
Further, the
設定予測部106は、モデル作成部105により作成された設定予測モデルを用いて、掘削状況データに示される状況におけるシールド掘削機20の操作における設定値を予測する。設定予測部106は、ある時刻に取得された掘削状況データを設定予測モデルに入力させた場合に設定予測モデルから出力されるデータを、予測される操作を示すデータとする。
The
学習データ記憶部107は、モデル作成部105に設定予測モデルを作成させるための学習データテーブルを記憶する。
図3は、実施形態の学習データ記憶部107における学習データテーブルの構成例を示す図である。図3の例では、学習データテーブルはタイムスタンプ、掘削状況データ、掘削状況データ短時間移動平均、掘削状況データ長時間移動平均、土圧差分、設定データ、分類の各項目を有する。タイムスタンプには掘削状況データおよび設定データが取得された時刻が記憶される。掘削状況データにはタイムスタンプに示す時刻に取得された掘削状況データが記憶される。なお、掘削状況データには複数の掘削状況データ(掘削状況データ#1、#2、・・・、#N)のそれぞれが記憶される。ここでNは任意の自然数である。
The learning
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a learning data table in the learning
掘削状況データ短時間移動平均にはそれぞれの掘削状況データの短時間(例えば、10秒)の移動平均値が記憶される。掘削状況データ長時間移動平均にはそれぞれの掘削状況データの長時間(例えば、60秒)の移動平均値が記憶される。土圧差分には指示土圧と制御土圧の差分が記憶される。設定データにはタイムスタンプに示す時刻に取得された掘削状況データが記憶される。設定データには複数の設定データ(掘削状況データ#1、・・・、#M)のそれぞれが記憶される。ここでMは任意の自然数である。分類には処理部104により行われた分類を示す番号が記憶され、例えば、番号0は番号3よりも学習データとして用いられる度合が低い分類であることを示す。
In the excavation status data short-term moving average, a moving average value of each excavation status data for a short time (for example, 10 seconds) is stored. In the excavation status data long-term moving average, a moving average value of each excavation status data for a long time (for example, 60 seconds) is stored. The difference between the command earth pressure and the control earth pressure is stored in the earth pressure difference. The setting data stores excavation status data acquired at the time indicated by the time stamp. Each of the plurality of setting data (excavation
図4は、実施形態の操作設定提示装置100の動作例を示すフローチャートである。
まず、操作設定提示装置100は学習データを取得する(ステップS1)。ここで、操作設定提示装置100が取得する学習データは、操作設定提示装置100が操作における設定値を予測する対象のシールド掘削機20における掘削状況データおよび設定データであってもよいし、他のシールド掘削機における標準的な掘削時の掘削状況データおよび設定データであってもよい。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation example of the operation
First, the operation
次に、操作設定提示装置100は取得した学習データを用いて機械学習を実行することにより設定予測モデルを作成する(ステップS2)。
次に、操作設定提示装置100は、操作における設定値を予測する対象のシールド掘削機20における掘削状況データおよび設定データを取得する(ステップS3)。取得された掘削状況データおよび設定データは学習データ記憶部107に記憶される。また、操作設定提示装置100は、取得された掘削状況データに基づいて抽出された特徴量、および学習データとしての分類を示す情報を学習データ記憶部107に記憶させることで、学習データ記憶部107の学習データテーブルに学習データを記憶する(ステップS4)。
Next, the operation
Next, the operation
次に、操作設定提示装置100は、設定予測モデルを更新するか否かを判定する(ステップS5)。操作設定提示装置100は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに、モデルを作成するために必要な量の学習データが蓄積された場合に設定予測モデルを更新すると判定する。
操作設定提示装置100は、設定予測モデルを更新すると判定した場合、設定予測モデルを更新する(ステップS6)。操作設定提示装置100は、学習データ記憶部107における学習データテーブルに記憶された学習データを用いてモデル作成部105に機械学習を実行させることで、新たな設定予測モデルを作成させる。そして、操作設定提示装置100は、設定予測モデルを新たな設定予測モデルに置き換えることにより設定予測モデルを更新する。ここで、新たに作成された設定予測モデルは、シールド掘削機20の掘進に伴って取得された掘削状況データおよび設定データを用いて作成されたモデルである。このため、操作設定提示装置100は、掘削の環境や予測対象のシールド掘削機20の特徴に応じて精度の高い予測を行うことで、より精度の高い操作の設定値を提示することが可能となる。
Next, the operation
If it is determined that the setting prediction model is to be updated, the operation
そして、操作設定提示装置100は、取得された掘削状況データを設定予測モデルに入力させることによりシールド掘削機20の操作における設定値を予測する(ステップS7)。操作設定提示装置100は、予測した操作の設定値を示すデータを出力する(ステップS8)。
And the operation setting
以上説明したように、実施形態の操作設定提示装置100は、シールド掘削機20に対する操作に関し、掘削状況データに当該掘削状況における設定データが付された学習データを用いて機械学習を実行することにより、シールド掘削機20の操作における設定値を予測する設定予測モデルを作成するモデル作成部105を備える。
これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、シールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。モデル作成部105が、掘削状況と操作の設定値との関係性を示すモデルを作成することができるためである。モデル作成部105により作成されたモデルに掘削状況を入力することで出力される設定値を提示することでシールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
As described above, the operation
Thereby, the operation
また、実施形態の操作設定提示装置100では、掘削状況データには、シールド掘削機20の施工環境に関する環境データ、及び環境データに対応するシールド掘削機20の掘削動作に関する動作データが含まれる。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、掘削現場の環境と、シールド掘削機20の特性とに基づいた設定予測モデルを作成することができ、モデルから出力される設定データに基づいてシールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
Further, in the operation
また、実施形態の操作設定提示装置100では、環境データには、掘進時における指示土圧、および指示土圧が含まれ、動作データには、シールド掘削機20のスクリューコンベア60に関する測定値が含まれ、設定データには、スクリューコンベア60に関する操作の設定値が含まれる。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、関連性の高い指示土圧と指示土圧、及びスクリューコンベア60の設定値とのそれぞれの関係に基づいた設定予測モデルを作成することができ、モデルから出力される設定データに基づいてシールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
Further, in the operation
また、実施形態の操作設定提示装置100では、モデル作成部105は、指示土圧と制御土圧との差分に基づいて学習データに用いると判定されたデータを用いて機械学習を実行する。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、より適切なデータを用いて設定予測モデルを作成することができ、モデルから出力される設定データに基づいてシールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
また、実施形態の操作設定提示装置100では、モデル作成部105は、土圧差分が所定の閾値以下である掘削状況データを選択し、選択した掘削状況データに設定データが付された学習データを用いて機械学習を実行する。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、より土圧が目標値に近い状態に適切に制御された場合のデータを学習データとすることでより適切なデータを用いて設定予測モデルを作成することができ、モデルから出力される設定データに基づいてシールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
In the operation
Further, in the operation
また、実施形態の操作設定提示装置100は、所定の時間毎に掘削状況データを取得する掘削状況データ入力部101と、モデル作成部により作成された設定予測モデルを用いて、掘削状況データに示される状況におけるシールド掘削機20の操作における設定値を予測する設定予測部106と、設定予測部106により予測された予測結果を出力する予測結果出力部103をさらに備える。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、掘削状況データ入力部101により取得されたシールド掘削機20の掘削状況に基づいて、設定予測部106が操作における設定値を予測することができ、予測結果出力部103により予測した操作を出力させることができる。このため、実施形態の操作設定提示装置100は、オペレータが設定する操作の推奨値を提示することができ、例えば、操作ガイダンスを実施する操作支援装置として機能させることができる。また、操作の推奨値をシールド掘削機20の操作盤における設定信号に変換して操作盤に出力させることで自動運転が可能となる。
In addition, the operation
また、実施形態の操作設定提示装置100は、所定の時間毎に設定データを取得する設定データ入力部102と、掘削状況データ入力部101により取得された掘削状況データに設定データ入力部102により取得された設定データを対応づけたデータを記憶する学習データ記憶部107をさらに備え、設定予測部106は、学習データ記憶部107に記憶されたデータを用いてモデル作成部105に機械学習を実行させることにより設定予測モデルを更新する。これにより、実施形態の操作設定提示装置100は、操作における設定値を予測する対象のシールド掘削機20の、掘削の進行に伴って蓄積された掘削状況データ、およびその掘削状況データに対応する設定データに基づいて設定予測モデルを更新することができ、精度のよい予測を行うことができる。このため、シールド掘削機20における精度のよい操作の設定値を示すことができる。
In addition, the operation
上述した実施形態における操作設定提示装置100が行う処理の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
You may make it implement | achieve all or one part of the process which the operation setting
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
100…操作設定提示装置、101…掘削状況データ入力部、102…設定データ入力部、103…予測結果出力部、104…処理部、105…モデル作成部、106…設定予測部、107…学習データ記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
を備えることを特徴とする操作設定提示装置。 Setting the operation in the shield excavator by executing machine learning using the learning data to which the setting data relating to the operation setting value in the shield excavator in the excavation situation is attached to the excavation status data relating to the excavation status of the shield excavator An operation setting presentation device comprising a model creating unit that creates a setting prediction model for predicting a value.
ことを特徴とする請求項1に記載の操作設定提示装置。 2. The operation setting presentation according to claim 1, wherein the excavation status data includes environmental data related to a construction environment of a shield excavator and operation data related to excavation operation of the shield excavator corresponding to the environmental data. apparatus.
前記動作データには、シールド掘削機のスクリューコンベアに関する測定値が含まれ、
前記設定データには、前記スクリューコンベアに関する操作の設定値が含まれる
ことを特徴とする請求項2に記載の操作設定提示装置。 The environmental data includes a command earth pressure and a control earth pressure,
The operation data includes measurement values related to the screw conveyor of the shield excavator,
The operation setting presenting device according to claim 2, wherein the setting data includes a setting value of an operation related to the screw conveyor.
ことを特徴とする請求項3に記載の操作設定提示装置。 The operation according to claim 3, wherein the model creation unit executes machine learning by using, as learning data, data selected from data in which the setting data is added to the excavation status data. Setting presentation device.
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の操作設定提示装置。 The model creation unit selects the excavation status data in which a difference between the control earth pressure and the command earth pressure is a predetermined threshold value or less, and learning data in which the setting data is added to the selected excavation situation data 5. The operation setting presentation device according to claim 3 or 4, wherein machine learning is executed using.
前記モデル作成部により作成された前記設定予測モデルを用いて、前記掘削状況データに示される状況におけるシールド掘削機における操作の設定値を予測する予測部と、
前記予測部により予測された予測結果を出力する出力部
をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の操作設定提示装置。 An excavation status data acquisition unit for acquiring the excavation status data every predetermined time;
Using the setting prediction model created by the model creation unit, a prediction unit that predicts a setting value of the operation in the shield excavator in the situation shown in the excavation situation data;
The operation setting presentation device according to claim 1, further comprising: an output unit that outputs a prediction result predicted by the prediction unit.
前記掘削状況データ取得部により取得された前記掘削状況データに前記設定データ取得部により取得された前記設定データを対応づけたデータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記予測部は、前記記憶部に記憶されたデータを用いて前記モデル作成部に機械学習を実行させることにより前記設定予測モデルを更新する
ことを特徴とする請求項6に記載の操作設定提示装置。 A setting data acquisition unit that acquires the setting data every predetermined time;
A storage unit for storing data in which the setting data acquired by the setting data acquisition unit is associated with the excavation status data acquired by the excavation status data acquisition unit;
The operation setting presentation device according to claim 6, wherein the prediction unit updates the setting prediction model by causing the model creation unit to perform machine learning using data stored in the storage unit. .
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