张合沛/ZHANG He-pei

（盾构及掘进国家重点实验室，河南 郑州 450001）

受地质条件、地下环境如进站、出站、不同线路交汇、地面环境如躲避建筑物等各种因素的影响，地铁隧道弯线设计是不可避免的。弯线的设计要考虑对行车过程的影响，不致为降低离心率过度减速、增加单侧铁轨的压力等因素。弯线通常选用缓和曲线，关于缓和曲线的研究与设计种类有很多，有基于圆旋线的[1]，有基于分段三次样条插值曲线的[2]，还有国外学者基于计算机图形学中广泛应用的B 样条函数的[3]，有采用Bessel曲线做光滑拼接的[4]目的都是根据地势环境的特点，设计出光滑的过渡曲线。建设地铁的过程中，为提高效率、节约成本，使盾构在掘金的过程中保持正确的路线和姿势是非常重要的，我们称之为姿态控制。姿态控制和掘进速度大小的确定靠适时调整左右油缸压力来实现。实际问题和大数据建模过程中发现，规划路径的弯曲程度是影响姿态控制的重要因素[5]。数学建模和数值方法的应用为提高了盾构掘进问题中许多问题的解决提供了有力工具，如大规模有限元计算方法正深入这一领域的研究[6]。对于不同的设计轴线曲率，各分区油缸压力表现出不同的统计特性，我们曾尝试依据区间总平面图所提供的信息，分别标识直线掘进段环号与转弯掘进段环号，详细记录转弯方向（左或者右），最小转弯半径信息。对直线掘进段和转弯段的数据分别建模，所得模型具有更好的可靠性。……