一种用于盾构隧道管片抗压抗渗性能测试的交互终端的制作方法

本发明涉及盾构隧道管片测试，具体为一种用于盾构隧道管片抗压抗渗性能测试的交互终端。

背景技术：

1、盾构隧道管片的重要性盾构隧道管片是盾构施工的主要装配构件，也是隧道的最内层屏障。它承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的重要作用，交互终端通常采用先进的传感器技术、数据处理技术和通信技术，能够实现高精度、高效率的测试过程，盾构隧道管片的重要性、测试技术的必要性以及交互终端在测试过程中的作用等，为隧道工程的安全和质量提供有力保障，但是现有的盾构隧道管片交互终端的监测盾构隧道管片抗渗性能和抗压性能检测数据无法及时采集，加大人工监测成本。

2、现有的盾构隧道管片交互终端存在的缺陷是：

3、1、专利文件cn111865712b公开了一种智能融合终端测试仪，“所述智能融合终端测试仪包括：电池模块、dc-dc模块、功放板、核心板、网络性能测试模块和人机交互模块。所述电池模块为所述测试仪供电；所述电池模块包含充电接口；dc-dc模块将电池提供的电源变换到多个电压源，分别供所述功放板、核心板、网络性能测试模块、人机交互模块使用；所述功放板受核心板控制，可输出特定的电压电流；所述网络性能测试模块受核心板控制，可发生特定报文，用以模拟与智能融合终端相连的感知设备；核心板中存档多种测试案例，人机交互模块获取测试命令，并发给核心板即可完成智能融合终端测试”，但是现有的盾构隧道管片交互终端的监测盾构隧道管片抗渗性能和抗压性能检测数据无法及时采集，加大人工监测成本；

4、2、专利文件cn103945443b公开了一种td-lte无线网络业务性能测试方法及系统，“其中测试系统包括至少一个测试终端、测试服务器以及被测网络，所述测试终端通过被测网络连接所述测试服务器，利用测试终端和测试服务器之间的有线和无线网络信息交互实现td-lte无线网络业务性能，所述测试终端包括测试代理模块、终端测试接口、业务代理模块和网络驱动，所述测试代理模块与终端测试接口之间信息交互，业务代理模块与网络驱动之间信息交互，测试代理模块与业务代理模块之间信息交互。本发明结合有线和无线网络的性能数据，诊断分析td-lte无线网络性能故障原因并给出测试报告，并能针对多个td-lte测试终端进行测试”，但是现有的盾构隧道管片交互终端的抗压抗渗性能测试无法自动采集，无法及时发现异常情况；

5、3、专利文件cn115290342a公开了一种农业轮式拖拉机安全性能测试系统，“包括路面测试系统以及车载测试系统；路面测试系统包括测试路面、测试控制柜、速度测试子系统、噪声测试子系统以及刹车测试子系统；车载测试系统包括测试控制终端以及两个触发机构。该安全性能测试系统利用测试控制柜能够对速度测试子系统、噪声测试子系统以及刹车测试子系统进行协调控制，同时与测试控制终端进行无线通信，能够与驾驶员进行交互，实现了农业轮式拖拉机的速度、噪声、刹车距离以及颠簸路面振动的自动化集中检测，测试效率高、准确度高”，但是现有的盾构隧道管片交互终端无法发现盾构隧道管片应力状态和渗漏状态的异常数据，不能发出警报使盾构隧道管片抗压抗渗性能检测的准确性不高；

6、4、专利文件cn216792879u公开了一种交互终端，“包括数据采集模块、数据加密存储模块、中央处理器、数据通讯模块、人机交互模块和抗干扰单元模块；所述数据采集模块用于采集设备数据；所述中央处理器用于筛选数据并根据数据进行设备故障诊断；所述数据加密存储模块用于存储设备参数及数据采集模块采集到的数据；所述数据通讯模块用于实时上传数据到云端；所述人机交互模块用于与移动终端通信并与移动终端实时交互；所述抗干扰单元模块内设有用于消除设备干扰的数种电路。本实用新型能够达到提升交互体验和提高数据准确度的效果，并且具备较高的普适性”，但是现有的盾构隧道管片交互终端无发通过应力状态和渗漏状态数据阈值规则降低构隧道管片抗压抗渗性能监测的准确性和稳定性，数据波动过大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于盾构隧道管片抗压抗渗性能测试的交互终端，以解决上述背景技术中提出的现有的盾构隧道管片交互终端的监测盾构隧道管片抗渗性能和抗压性能检测数据无法及时采集，加大人工监测成本的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于盾构隧道管片抗压抗渗性能测试的交互终端，包括交互终端、测试模块、数据采集模块、检测模块、记录模块、数据分析模块和显示模块，所述测试模块、数据采集模块、检测模块、记录模块、数据分析模块和显示模块通过无线网络与交互终端连接，所述测试模块通过嵌入式控制单元连接；

3、所述测试模块包括抗压性能测试单元和抗渗性能测试单元，测试模块、抗压性能测试单元和抗渗性能测试单元之间通过嵌入式控制单元连接，抗压性能测试单元包括加载单元和采集单元，所述加载单元和采集单元之间通过嵌入式控制单元连接，所述加载系统为通过液压或机械方式施加压力，模拟盾构隧道管片在实际工况下受到的压力，所述采集单元通过实时采集压力传感器和位移传感器的采集数据，用来监测盾构隧道管片的变形和应力状态；

4、所述抗渗性能测试单元包括加压单元和渗漏检测单元，所述加压单元通过加压泵对盾构隧道管片施加水压，以模拟地下水压力，所述渗漏检测单元使用水源传感器或目视检查方法，监测盾构隧道管片在压力下的渗漏状态，所述应力状态和渗漏状态通过数据传输技术传输至数据采集模块内。

5、优选的，所述数据采集模块包括数据清洗单元、异常值检测处理单元和数据标准化处理单元，数据清洗单元、异常值检测处理单元和数据标准化处理单元通之间过嵌入式控制单元连接。

6、优选的，所述数据清洗单元使用滤波器和平滑算法来对应力状态和渗漏状态数据进行去噪处理，以提高应力状态和渗漏状态数据的准确性，应力状态和渗漏状态数据清洗之前，明确去除重复项、纠正错误数据、填充缺失值，应力状态和渗漏状态数据利用python的pandas库、r语言、excel的power query来自动化执行去除重复项、纠正错误数据、填充缺失值。

7、优选的，所述异常值检测处理单元包括警报器，警报器与异常值检测处理单元电性连接，应力状态和渗漏状态数据进入异常值检测处理单元后，由异常值检测处理单对应力状态和渗漏状态数据进行通过数据对比技术进行对比，异常值检测处理单元内置合适数据值，应力状态和渗漏状态数据大于合适数据值时设为有异常状态数据，应力状态和渗漏状态数据处于合适数据值内时设为无异常状态数据，无异常状态数据传输至数据标准化处理单元内进行下一步流程，有异常状态数据不进入数据标准化处理单元，应力状态和渗漏状态数据重新检测进入异常值检测处理单元内，超过2次重复后异常值检测处理单元控制警报器启动使其及时提醒工作人员。

8、优选的，所述数据采集模块内置数据质量管理框架，数据质量管理框架确保数据清洗的规范性和一致性。

9、优选的，所述数据质量管理框架为dama、cmmi其中的一种。

10、优选的，所述无异常状态数据传输至检测模块内，检测模块内置标准的应力状态和渗漏状态数据，通过检测模块将检测出的应力状态和渗漏状态数据与标准的应力状态和渗漏状态数据进行对比，并生成数据记录。

11、优选的，所述数据记录通过数据储存技术存储在记录模块内，记录模块为ssd或机械硬盘，所述显示模块为高清显示屏。

12、优选的，异常值检测处理单元的处理规则如下；

13、应力状态和渗漏状态数据阈值规则：设置应力状态和渗漏状态数据的上阈值，设置应力状态和渗漏状态数据的下阈值，通过异常值检测处理单元确保在合理范围内，防止过载或异常情况；

14、异常报警规则：设置异常报警的最小次数阈值，避免数据波动引发虚假报警，确保数据波动持续一定次数的异常情况才触发报警。

15、优选的，该交互终端的使用方法包括如下步骤：

16、步骤s1、通过抗压性能测试单元和抗渗性能测试单元检测应力状态和渗漏状态数据，将应力状态和渗漏状态数据传输至数据采集模块；

17、步骤s2、数据采集模块将应力状态和渗漏状态数据进行数据清洗，数据清洗后的应力状态和渗漏状态数据传输至异常值检测处理单元；

18、步骤s3、异常值检测处理单元对应力状态和渗漏状态数据进行数据异常过滤和数据异常过滤警报，异常值检测处理单元将正常数据传输至检测模块；

19、步骤s4、检测模块将正常应力状态和渗漏状态数据与标准的应力状态和渗漏状态数据进行对比记录在记录模块内，记录完成的应力状态和渗漏状态数据传输至数据分析模块内，数据分析模块将应力状态和渗漏状态数据传输至显示模块进行观看。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1.本发明通过安装有实现了通过测试模块使监测盾构隧道管片抗渗性能和抗压性能检测数据的及时采集，节省人工监测成本；

22、2.本发明通过安装有实现了数据采集模块使盾构隧道管片的抗压抗渗性能测试自动采集，并及时发现异常情况提高盾构隧道管片的抗压抗渗性能测试的准确性；

23、3.本发明通过安装有实现了通过检测模块及时发现盾构隧道管片应力状态和渗漏状态的异常数据，并发出警报进一步提高盾构隧道管片抗压抗渗性能检测的准确性；

24、4.本发明通过安装有实现了通过应力状态和渗漏状态数据阈值规则进一步提高盾构隧道管片抗压抗渗性能监测的准确性和稳定性，防止数据波动过大。