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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120180563B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510552623.8，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法及装置是由王帆;詹健江;丁烈云;骆汉宾;李松;余一凡;王世杰;余效浙设计研发完成，并于2025-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法及装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法及装置，属于盾构机施工领域。基于设计轴线通过插值算法获取盾构纠偏轴线；初始化多个管片环模型，隧道模型隧道轴线；通过优化算法，拟合隧道轴线于盾构纠偏轴线；基于纠偏轴线建立盾构机盾尾三维运动包络面；逐环对比隧道模型和盾尾包络面检测盾尾间隙；若小于阈值，调用隧道纠偏路径优化算法，返回重新拟合隧道轴线；输出优化后的盾构机施工路径以及管片排布方案。在盾构纠偏路径规划中结合盾构机运动与管片环拼装质量，实现纠偏路径动态调整，以保证盾构机运行稳定，对隧道建设质量控制、项目进度跟踪，施工人员和设备安全具有重要的意义。

本发明授权一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种考虑盾尾间隙约束与管片排布的盾构施工路径优化方法，其特征在于，包括： S100、获取盾构机在预设线路上各个采样点的预设姿态数据，根据所述预设姿态数据计算所述盾构机的设计轴线；获取盾构机当前姿态数据，采用插值算法，根据当前姿态数据和预设姿态数据在逐个采样点生成盾构机的原始纠偏轴线，并将其转换至大地坐标系下，得到纠偏轴线； S200、初始化多个管片衬砌环模型，按相邻环首尾相接且相邻端面中心点重合的规则拼接得到隧道模型，同时每一环的首端面和尾端面的中心点连线共同构成盾构机的隧道轴线； S300、采用优化算法，逐步调整所述隧道轴线的每一段，使所述隧道轴线拟合所述纠偏轴线，得到优化隧道轴线；基于所述纠偏轴线，建立盾构机的盾尾三维运动包络面，基于所述优化隧道轴线更新隧道模型； S400、对更新后的隧道模型和盾尾三维运动包络面进行离散化处理，并对得到的点云数据进行对比，在环向的测量点位上逐环进行盾尾间隙检测；若盾尾间隙小于预警阈值，调用隧道纠偏路径优化算法，获取每一环管片的尾端面距离设计轴线最近时该环的旋转角度，得到初始角度序列，并将其设为优化算法的初始解，返回S300；若盾尾间隙大于等于预警阈值，则执行S500； S500、基于所述优化隧道轴线输出优化后的盾构机施工路径以及管片排布方案； 其中，所述采用优化算法，逐步调整所述隧道轴线的每一段，使所述隧道轴线拟合所述纠偏轴线，得到优化隧道轴线，包括： 设置优化目标为： 其中，表示所述隧道轴线上各点距离纠偏轴线CTA的距离； 设置约束条件包括： 1上一环的首端面中心是固定的，与当前待拼装环的尾端面中心重合； 2待拼装环尾端面的轴方向位于以上一环首端面中心为顶点，上一环首端面的轴为旋转轴的圆锥面上，并与旋转轴在同一平面内； 3满足工程作业要求； 采用数值优化算法，对目标函数进行非线性优化，使所述隧道轴线拟合所述纠偏轴线，得到优化隧道轴线，将所述优化隧道轴线通过齐次坐标变换矩阵转换到局部坐标系下求解，得到坐标系下的优化隧道轴线； 其中，所述齐次坐标变换矩阵为。

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