盾構施工安全仿真系統(tǒng)導演臺的設計與實現.pdf

1、近年來，中國已成為世界上隧道數量最多、發(fā)展速度最快的國家，盾構施工因為其經濟合理性而被廣泛采用。但是，盾構施工的多主體性、環(huán)境和技術系統(tǒng)復雜性以及工程現場施工人員的不當行為及其交互，導致盾構施工現場安全事故頻繁發(fā)生。如何預防盾構施工過程中人、盾構機與環(huán)境因素交互作用下的安全事故是盾構施工現場安全管理的關鍵問題。因此，從這一點出發(fā)，本課題利用多Agent系統(tǒng)的建模方法，構建施工現場的安全仿真系統(tǒng)，模擬和分析盾構施工仿真系統(tǒng)中不同想定的人、

2、盾構機和環(huán)境的動態(tài)交互過程，預見存在的安全隱患和可能引發(fā)的安全事故，提高盾構施工現場的安全管理水平。
　　本文從盾構施工的多Agent仿真系統(tǒng)需求出發(fā)，分析了系統(tǒng)總體業(yè)務流程，設計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功能和內部模型。為實現仿真過程控制以及解決各個Agent之間的協作和同步問題，本文引入導演臺Agent和時間管理服務，另將時間服務和業(yè)務模塊解耦，增強仿真系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。導演臺運用反應型A

3、gent模型，構建基于業(yè)務約束的“條件-動作”規(guī)則，實現仿真方案管理、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制，既能夠保證各個Agent的模型并行運行，又實現各個仿真事件的正確邏輯關系。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，設計并實現了基于時間狀態(tài)和節(jié)點狀態(tài)約束規(guī)則的改進同步算法。為分析盾構施工的安全適應性，首先根據專業(yè)知識和經驗提取相關試驗因素，構建仿真實驗的參

4、數體系。其次在其他因素不變的情況下，設計了探究相同類型的因素對發(fā)生事故影響的試驗方案。最后為解決全因素設計的維度災難，采用了順序分支法篩選顯著因素。提出兩種工作人員試驗因素水平選取的思路，為后續(xù)全面設計提供參考。
　　本文設計的導演臺Agent和時間管理服務，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、協作和同步的問題。進行仿真實驗設計時，利用順序分支法篩選顯著因素避免全因素設計的維度災難，在保障試驗