JP7169244B2 - 制御情報出力装置、及び制御情報出力方法 - Google Patents
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Description
図1(a)に示すように、シールド掘削機10は、円筒形のスキンプレート11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を施工しながら、地山を掘削する機構である。シールド掘削機10においては、カッタービット15を備えた環状かつ面板型のカッター16の後部にチャンバー12が設けられている。チャンバー12内の側壁には複数の土圧計Dが設置される。土圧計Dは、チャンバー12における泥土の圧力(制御土圧)を測定する。
チャンバー12には作泥土材注入管13から作泥土材14が注入される。チャンバー12内に堆積された掘削土は、練混ぜ翼(不図示)により、作泥土材14と撹拌することで練混ぜられ、泥土に変換される。
スクリューコンベア17は、チャンバー12の泥土を、排土ゲートGを介してコンベア18に排土する。そして、コンベア18は、スクリューコンベア17より排出された泥土を、コンベア19を介してトンネルの外部に搬出する。架台Mは、スクリューコンベア17と、コンベア18、及び19とを支持している。
制御情報出力装置30は、優先情報取得部31と、測定データ取得部32と、推定部33と、出力部34と、学習済みモデル記憶部35とを備える。
優先情報は、例えば、平常時、つまり優先事項なしである。優先事項なしの場合、掘削指示書において指示された数値項目のうち特定の項目を優先させることなくシールド掘削機10の位置をトンネル計画線形通りの位置に戻すことが優先される。
優先情報は、例えば、方位角度である。方位角度は、シールド掘削機10の現在の姿勢のうち水平方向の角度である。例えば、水平方向に近接した位置に既設の構造物がある場合など、その構造物に影響を与えないようにするため、方位角度を優先させる操作が求められる。方位角度を優先させる場合、掘削指示書において指示された方位角度を他の数値項目より順守することが優先される。
優先情報は、例えば、計画線形ずれの回復である。計画線形ずれは、掘削指示書において指示されたトンネル計画線とシールド掘削機10の位置との偏差(ずれ量)である。計画線形ずれの回復を優先させる場合、シールド掘削機10の位置をトンネル計画線形通りの位置に戻すことが優先される。
優先情報は、例えば、テールクリアランスである。テールクリアランスはスキンプレート11の内側とセグメントの外面との距離である。例えば、シールド掘削機10が掘削の方向を変えて進む曲線部において、シールド掘削機10が掘削した線形と、組み立てられたセグメントの線形とがずれる場合にスキンプレート11の内周面とセグメントの外周面とが衝突して、セグメントが欠けたり割れたりすることを回避するため、テールクリアランスを優先させる操作が求められる。テールクリアランスを優先させる場合、掘削指示書において指示されたテールクリアランスを他の数値項目より順守することが優先される。
学習済みモデルは、掘削の状況と、シールド掘削機10の操作との対応関係を学習したモデルである。掘削の状況は、掘削に関する情報であり、例えば、掘削の際に測定データ取得部32により取得される測定データである。学習済みモデルは、例えば、様々な掘削作業において収集された、掘削の状況(学習データにおける入力)とシールド掘削機10に対して行った操作(学習データにおける出力)とが対応づけられた学習データを機械学習することにより生成される。学習済みモデルは、未学習の掘削の状況を示すデータが入力されると、学習済みのデータから類似する学習済みの掘削の状況を抽出する。そして、学習済みモデルは、抽出した学習済みの掘削の状況に対応づけられている操作を、未学習の掘削の状況に対応する操作と推定する。
推定部33は、優先情報に対応する優先事項が、優先事項なしである場合、平常時操作モデル350を選択する。推定部33は、優先情報に対応する優先事項が、方位角度である場合、方位角度優先操作モデル351を選択する。推定部33は、優先情報に対応する優先事項が、ピッチング角度である場合、ピッチング角度優先操作モデル352を選択する。推定部33は、優先情報に対応する優先事項が、計画線形ずれ回復である場合、計画線形ずれ回復操作モデル353を選択する。推定部33は、優先情報に対応する優先事項が、クリアランスである場合、クリアランス優先操作モデル354を選択する。
推定部33は、選択した学習済みモデルに測定データを入力することにより得られる出力を、その測定データにおける操作目標と推定する。
まず、制御情報出力装置30は、優先情報取得部31により優先情報を取得する(ステップS10)。優先情報は、例えば、オペレータの入力操作により制御情報出力装置30の入力部(不図示)に入力される。入力部は、取得した優先情報を優先情報取得部31に出力する。オペレータは、例えば、掘削指示書に記載されたコメントに応じて、或いは掘削中の地山や掘進中のシールド掘削機10の状況に応じて優先事項を決定する。
次に、制御情報出力装置30は、測定データ取得部32により測定データを取得する(ステップS11)。測定データは、掘削に関して測定されたデータであって、力点目標を推定する際に学習済みモデルに入力されるデータである。
Claims (5)
- 掘削の作業における優先事項を示す優先情報を取得する優先情報取得部と、
シールド掘削機が掘削する状況を測定した測定データを取得する測定データ取得部と、
掘削の状況と、シールド掘削機における前記優先情報に示される事項を優先させた操作との対応関係を学習した学習済みモデルに前記測定データを入力させることにより、前記シールド掘削機における操作の目標である操作目標を推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記操作目標を示す情報を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする制御情報出力装置。 - 前記優先情報取得部は、複数の前記優先事項のうち何れかを示す前記優先情報を取得し、
前記推定部は、掘削の状況と、シールド掘削機における前記複数の優先事項ごとにそれぞれの優先事項を優先させた操作との対応関係を学習した学習済みモデルのうち、前記優先情報に応じて選択された前記学習済みモデルを用いて前記操作目標を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御情報出力装置。 - 前記推定部は、前記優先情報取得部により前記優先情報が取得される度に、前記学習済みモデルのそれぞれから、取得された前記優先情報に応じた前記学習済みモデルを選択する、
ことを特徴とする請求項2に記載の制御情報出力装置。 - 前記優先事項は、優先事項なし、方位角度、ピッチング角度、計画線からのずれ量、クリアランスのうち少なくとも何れかである、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の制御情報出力装置。 - 優先情報取得部が、掘削の作業における優先事項を示す優先情報を取得する優先情報取得工程と、
測定データ取得部が、シールド掘削機が掘削する状況を測定した測定データを取得する測定データ取得工程と、
推定部が、掘削の状況と、シールド掘削機における前記優先情報に示される事項を優先させた操作との対応関係を学習した学習済みモデルに前記測定データを入力させることにより、前記シールド掘削機における操作の目標である操作目標を推定する推定工程と、
出力部が、前記推定部により推定された前記操作目標を示す情報を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする制御情報出力方法。
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JP2019070622A JP7169244B2 (ja) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 制御情報出力装置、及び制御情報出力方法 |
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