盾构机姿态控制点优化选取策略提升测量效率

"盾构机姿态控制点的优化选取方法 (2009年)，由张旭和朱利民发表于《中国机械工程》第20卷第8期，旨在研究如何在保证盾构机姿态测量精度的前提下，通过优化选取控制点来减少测量点的数量。 在盾构机的施工过程中，精确的姿态控制至关重要，因为它直接影响到隧道的质量和安全。传统的姿态控制方法往往需要大量的测量点，这不仅增加了测量工作量，也提高了成本。本文引入了测量误差模型，以分析测量点误差对姿态参数估计误差的影响。通过建立这种线性关系，作者能够更深入地理解测量点的选取如何影响姿态控制的精度。 文章定义了一种不依赖于参考坐标系的姿态精度度量指标，这个指标具有框架不变性和标度不变性，意味着它不受坐标系选择的影响，能更客观地评估姿态控制的准确度。同时，作者还提出了一种姿态精度控制指标，用于衡量控制点选择的优劣。 关键在于，文章利用浮动搜索思想设计了一种测量点优化选取算法。浮动搜索算法是一种在全局范围内寻找最优解的策略，它可以在复杂的问题空间中找到近似最优的解决方案。在此应用中，该算法帮助确定了哪些测量点对姿态控制最为关键，从而有效地减少了测量点的数量，降低了工作负担，而不会牺牲姿态测量的准确性。 通过实例分析，文章验证了所提出的优化选取方法的有效性。计算结果显示，在保证盾构机姿态测量精度的同时，可以显著减少所需的测量点，从而提高了施工效率并降低了成本。 这篇论文在盾构机姿态控制领域提出了创新性的优化方法，对于提高地下工程施工的效率和精度具有重要的理论和实践价值。其贡献在于提供了一种新的思考角度，即如何在保证工程需求的前提下，通过科学的算法减少资源投入，体现了工程技术领域的精确控制和优化设计思路。"