【摘要】：地鐵建設(shè)是城市立體交通的重要環(huán)節(jié),但因修建地鐵的成本高昂,地鐵的發(fā)展受到阻礙,其中盾構(gòu)機(jī)刀片占了耗材費(fèi)用的一大部分,有效的節(jié)省刀片使用量是控制建設(shè)成本的有效途徑。分析刀具失效情況,降低工程花費(fèi)主要有兩種途徑:一是預(yù)測(cè)刀片的損壞時(shí)間,提前安排調(diào)度,節(jié)約工期;二是預(yù)測(cè)損壞形式,合理操控機(jī)器,減少非磨損毀壞情況。對(duì)于這兩種預(yù)測(cè)情況,都具有復(fù)雜時(shí)序性和非線性的特點(diǎn),導(dǎo)致傳統(tǒng)擬合方法在這類預(yù)測(cè)中缺點(diǎn)明顯。在本文中,我們以青島市地鐵2號(hào)線的實(shí)際挖掘數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建一系列優(yōu)化模型從不同角度做刀具的優(yōu)化。從理論方向入手,建立基于改進(jìn)的CSM模型擬合盾構(gòu)機(jī)刀具磨損與動(dòng)態(tài)影響因素之間的關(guān)系模型,準(zhǔn)確率為85%左右。理論模型準(zhǔn)確率受靜態(tài)因素和動(dòng)態(tài)因素影響,因靜態(tài)因素采集困難,為所建模型應(yīng)用方便并提高準(zhǔn)確率。我們又從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方向出發(fā),充分發(fā)揮工程中的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù),選擇多種智能化方法嘗試,然后分別構(gòu)建基于多種方法的預(yù)測(cè)模型。當(dāng)以預(yù)測(cè)刀具損壞時(shí)間為目標(biāo)時(shí),我們把正常損壞和非正常損壞作為一個(gè)統(tǒng)一的整體。分別選擇磨損量和壽命為因變量,使用蟻群-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)1-41號(hào)刀具做預(yù)測(cè),首先應(yīng)用主成分分析和灰度關(guān)聯(lián),選擇不同目標(biāo)下的因子。為減少蟻群大規(guī)模迭代效率低的,我們先用蟻群對(duì)權(quán)值和閾值做初步篩選,再通過反饋微調(diào)選擇,選擇最終權(quán)值、閾值、隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)。然后對(duì)兩模型對(duì)比后發(fā)現(xiàn),基于壽命為目標(biāo)的蟻群-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)刀具失效的準(zhǔn)確率達(dá)到90.23%。為了加大刀具失效分析的準(zhǔn)確率,適應(yīng)小樣本和復(fù)雜線性的特點(diǎn),我們研究并使用支持向量機(jī)回歸機(jī)算法,算法具有的小維數(shù)、轉(zhuǎn)導(dǎo)推理優(yōu)勢(shì)。用灰度關(guān)聯(lián)法選定日掘進(jìn)里程,巖石等級(jí)、刀具損壞數(shù)量、刀盤推力、刀盤轉(zhuǎn)速、掘進(jìn)速度等7個(gè)驅(qū)動(dòng)因子組成信息矩陣,以網(wǎng)格搜索和k-交叉檢驗(yàn)尋找最優(yōu)參數(shù),最終選出最優(yōu)核函數(shù)為高斯核函數(shù)。最終的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)壽命的準(zhǔn)確率達(dá)到94.52%。為優(yōu)化操控策略,擬合影響因素和損壞形態(tài)的關(guān)系為操作提供理論指導(dǎo)。我們選擇了多種研究方法,使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)作對(duì)比性研究,因循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能依據(jù)輸入層的數(shù)據(jù),在極小時(shí)間區(qū)間內(nèi),基于前面地質(zhì)情況、操作情況做學(xué)習(xí)訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)識(shí)別損壞原因的判別,建立符合時(shí)序性的映射關(guān)系。最終的預(yù)測(cè)結(jié)果是基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確率90%左右,具備操作的可行性。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U455.39

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 汪洪星;吳軍;談云志;左清軍;明華軍;;盾構(gòu)-礦山法隧道并行施工的相互擾動(dòng)分析[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2017年02期

2 楊yNs，

本文編號(hào)：2708180