盾构机动态监测集成化软件开发及可靠性设计研究与实现

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1背景介绍

1.2课题的目的与意义

1.3本论文的主要工作和内容安排

第2章基于LabVIEW的盾构机动态监测集成化软件开发

2.1 LabVIEW平台的优点

2.2盾构机监测软件系统结构设计

2.2.1 数据源

2.2.2数据转换、处理和控制

2.2.3数据应用和表示

2.3盾构机监测软件开发研究

2.3.1数据转换、处理与控制层模块

2.3.2监测系统人机交互界面模块

2.3.3特征变量监测曲线绘制模块

2.3.4环报表生成、显示、打印模块

2.4本章小结

第3章 盾构机动态监测集成化软件可靠性分析及设计

3.1 盾构机动态监测集成化软件可靠性分析

3.1.1软件可靠性含义

3.1.2软件可靠性对本课题的重要性

3.1.3软件可靠性的度量

3.1.4影响盾构机监测软件可靠性的因素

3.2开发盾构机监测软件的软件可靠性设计

3.2.1软件在线自检

3 2 2软件容错

3.3本章小结

第4章 盾构机动态监测集成化软件可靠性建模与测试

4.1 软件可靠性模型及其评价标准

4.2盾构机监测软件可靠性建模过程

4.3盾构机监测软件可靠性测试

4.3.1 可靠性测试活动

4.3.2可靠性增长测试

4.3.3可靠性验证测试

4.3.4盾构机监测软件可靠性测试数据分析

4.4本章小结

第5章盾构机动态监测集成化软件的可靠性增长模型分析

5.1软件可靠性增长模型

5.1.1盾构机监测软件的可靠性增长预计方法

5.1.2盾构机监测软件可靠性增长模型的组成

5.1.3软件可靠性增长模型的基本假设

5.2盾构机监测软件的Jelinski-Moranda模型分析

5.2.1 Jelinski-Moranda模型的假设与构造

5.2.2 Jelinski-Moranda模型的性能指标

5.2.3 Jelinski-Moranda模型的参数估计

5.2.4盾构机监测软件的Jelinsk-Moranda模型估计分析结果

5.3盾构机监测软件的Goel-Okumoto NHPP模型分析

5.3.1Goel-OkumotoNHPP模型的假设与构造

5.3.2 Goel-Okumoto NHPP模型的性能指标

5.3.3 Goel-Okumoto NHPP模型的参数估计

5.3.4盾构机监测软件的Goel-Okumoto NHPP模型估计分析结果

5 4盾构机监测软件可靠性增长模型的确定和预测结果

5.5本章小结

第6章总结与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果