《顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统规范》

ICS35.08

CCSL77

CASME

中国中小商业企业协会团体标准

T/CASMEXXXX—XXXX

顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统

规范

Specificationformonitoringsystemfordeflectionandpushingforcetransmission

statusofpipejackingjoints

征求意见稿

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国中小商业企业协会  发布

T/CASMEXXXX—XXXX

顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统规范

1范围

本文件规定了顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统原理、系统组成、系统功能以及安全的要求。

本文件适用于顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统设计、实施与应用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件

GB/T20269信息安全技术信息系统安全管理要求

GB/T30574机械安全安全防护的实施准则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

中央处理模块CentralProcessingModule

顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统的核心组成部分，负责接收、处理和分析来自传感器的数

据，并提供相应的监测功能和决策支持。

3.2

模块module

由一个或多个检测装置或传感器形成的一个相对独立的系统，可以完成特定的功能并具有数据采集、

传输、处理的功能。

4系统组成

4.1概述

管节偏转及顶进力传递状态监测系统，包括中央处理模块、管节偏转检测单元、管节顶进力检测单

元和用户交互终端，中央处理模块分别与管节偏转检测单元、管节顶进力检测单元和用户交互终端实现

双向电性连接。中央处理器分别与检测数据对比分析单元和异常管节排查单元实现双向电性连接，同时

检测数据对比分析单元的输出端与异常管节排查单元的输入端电性连接，管节偏转检测单元和管节顶进

力检测单元的输出端均与检测数据对比分析单元的输出端电性连接。系统的结构原理框图如图1所示。

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图1系统结构原理框图

标引序号说明：

1—中央处理模块；

2—管节偏转检测单元；

3—管节顶进力检验单元；

4—用户交互终端；

5—检验数据对比分析单元；

6—异常管节排查单元；

7—管节检测模块；

8—管节顶进力检测模块；

9—管节编号模块；

10—管节定位模块；

11—异常数据显示模块；

12—异常工作告警模块。

5工作原理

顶管管节偏转及顶进力传递状态监测系统通过中央处理模块分别与管节偏转检测单元、管节顶进力

检测单元和用户交互终端实现双向电性连接，通过对整套管节的检测、定位和排障系统，来使整个监测

系统能够进行准确灵活的监测，实现在短时间内找到异常管节进行调整处理并快速排障。

6系统构成

系统主要由中央处理模块、管节偏转检测单元、管节顶进力检验单元和用户交互终端组成。

6.1中央处理模块

由多通道数据处理模块、异常管节排查单元以及危险数据值对比模块组成，并与管节偏转检测单元、

管节顶进力检测单元和用户交互终端实现双向电性连接，负责对检验数据进行收集、分析、判断并发出

处理指令。

6.2管节偏转检测单元

由数量不等的管节偏转检测模块组成。负责对所有管节状态的检测。其数量与管节数量相一致。

6.3管节顶进力检测单元

由数量不等的管节顶进力检测模块组成。负责对所有管节状态的检测。其数量与管节数量相一致。

6.4检测数据对比分析单元

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由单组数据导入模块、多通道数据处理模块、多组级联整合分析模块和多通道数据分类整合模块，

单组数据导入模块的输出端与多通道数据处理模块的输入端电性连接。检测数据对比分析单元的结构原

理框图见图2所示。

图2检测数据对比分析单元的结构原理框图

6.5多通道数据处理模块

由模块输出端与多组级联整合分析模块的输入端电性连接，且多组级联整合分析模块的输出端与多

通道数据分类整合模块的输入端电性连接。

6.6异常管节排查单元

包括数据值导入模块、危险数据值对比模块、数据存储模块、危险数据预警模块和异常管节定位模

块，所述数据值导入模块的输出端与危险数据值对比模块的输入端电性连接。异常管节排查单元的结构

原理框图见图3。

图3异常管节排查单元的结构原理框图

6.7危险数据值对比模块

由模块的输出端分别与数据存储模块、危险数据预警模块和异常管节定位模块的输入端电性连接。

7一般要求

7.1准确性

系统应能准确地检测管节的偏转角度和顶进力等参数，并对数据进行实时监测和分析。

7.2可靠性

系统应能稳定、可靠地运行，能有效预警可能存在的风险，并提供相应的应对措施。

7.3实时性

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系统应具备实时监测和反馈功能，及时发现管节偏转和顶进力等异常情况并采取相应的措施。

7.4精度

系统应具备高精度的监测能力，能够满足施工过程中的高精度监测需求。

7.5易用性

系统应具有易于操作、使用和维护的特点，界面友好，操作简单方便，使工作人员能够轻松地掌握

其使用方法。

7.6安全性

系统应具备确保安全的特点，能够避免不必要的人员伤亡和财产损失。设备的机械电气安全应符合

GB/T5226.1的要求。机械设备安全防护应符合GB/T30574的要求。

7.7可扩展性

系统应具备良好的可扩展性，能够根据用户需求进行功能扩展和升级。

8系统功能

8.1数据处理与分析

系统接收传感器采集的数据，并对数据进行处理和分析，计算得到管节的偏转角度和顶进力的数值，

并进行趋势分析、异常检测等分析和预测。

8.2实时监测与报警

系统应持续监测管节偏转角度和顶进力的变化情况，一旦发现异常情况，如超过设定阈值或变化速

率异常，及时发出报警信号，提醒工作人员采取相应的措施。

8.3数据可视化与展示

系统须提供直观的数据可视化界面，将监测数据以图表、曲线等形式展示，使工作人员能够清晰地

了解管节偏转和顶进力的变化趋势。

8.4数据存储与管理

系统将采集到的传感器数据进行存储，建立历史记录，支持数据的查询和回放，以便后续的分析和

评估。

8.5远程监控与管理

系统支持远程监控和管理功能，工作人员可以通过网络连接远程访问系统，实时查看管节偏转和顶

进力的状态，进行远程操作和管理。

8.6故障诊断与维护

系统具备故障诊断功能，对传感器或系统故障进行自动检测和报警，并提供相应的维护和保养建议。

8.7数据分析与决策支持

系统可对历史数据进行分析，提供统计报表和趋势分析，为用户提供决策支持和发展预测。

9系统安全

9.1用户认证与授权

系统应具备用户认证机制，要求用户提供合法的身份验证信息，确保只有授权用户才能访问系统和

数据。同时，系统应该实施适当的权限管理，限制不同用户的操作权限，确保敏感数据和功能只能被授

权人员访问。

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9.2数据传输加密

为了保障数据在传输过程中的安全性，系统应采用安全的传输协议，如HTTPS，对数据进行加密传

输，防止恶意攻击者截取和篡改数据。数据的传输以及储存安全应满足GB/T20269的要求。

9.3安全漏洞修复

软件应定期进行安全漏洞扫描和评估，及时修复已知的安全漏洞。同时，软件开发过程中应遵循最

佳实践，编写安全可靠的代码，防止常见的安全漏洞和攻击手段。

9.4审计日志记录

系统应该记录用户的操作行为和系统事件，包括登录、访问、修改等活动，以便进行审计和追踪。

通过审计日志，可以识别异常行为和安全事件，及时采取措施进行应对。

9.5系统备份与恢复

为了应对可能的数据丢失和系统故障，系统应定期进行数据备份，并建立完善的数据恢复机制，确

保在发生意外情况时能够及时恢复数据和