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随着我国经济发展和城市建设步伐的加快,对地下空间的开发利用日益迫切,研究盾构的挖掘以及监测等技术,具有重大意义。盾构挖掘在地下进行,必须保证挖掘的精确度,一旦出现施工误差,将造成巨大的损失。本文编写的盾构机监测软件,目的是使工作人员能实时跟踪盾构挖掘情况,保证盾构按计划精确地挖掘,同时,还对本软件进行可靠性研究,以可靠性设计方法减低软件出现故障的几率,保证软件达到较高的可靠性。
本课题根据盾构机地下挖掘的实际情况,在LabVIEW平台条件下,运用软件工程方法以及软件可靠性设计技术,开发了盾构测控技术集成化软件,实现监测系统人机监控界面显示、特征变量监测曲线显示以及环报表显示和打印等功能,使监测人员能多角度分析盾构机的工作状态,及时地对盾构进行相应的控制。
在开发过程中对盾构机监测软件的某些重要模块采用软件可靠性设计技术,包括软件在线自检和软件容错等,降低了这些模块失效的可能性,防止重大故障的出现,提高了软件的可靠性,使软件能较长时间内无故障地运行,最大限度地避免工程事故。
为了从软件可靠性度量指标的角度定量地分析本软件的可靠性,本课题还采用可靠性建模与测试等方法对软件的可靠性进行测试与分析。为建立盾构机监测软件的可靠性增长模型,本课题选用了较成熟的Jelinski-Moranda模型和Goel-Okumoto NHPP模型,分别进行最小二乘法和最大似然法的估计和预测,经过比较与分析,Goel-Okumoto NHPP模型的最大似然估计得到的预测值和实际结果最接近,很好地跟踪实际的软件失效情况,故选择Goel-Okumoto NHPP模型作为本软件的可靠性增长模型,以最大似然法作为模型参数估计方法。最后,根据已经建立好的模型来预测本软件今后的失效情况,预测结果表明,本软件具有了较高的可靠性,从而确保软件稳定可靠地实时监测盾构施工状况。
最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。