本文以深度學(xué)習(xí)ResNet模型為基礎(chǔ),以云計(jì)算為重要手段,運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù),在matlab軟件上通過C++語言自編了公路隧道圍巖云分級(jí)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用深度學(xué)習(xí)ResNet模型分析識(shí)別收集的掌子面圖片,通過深度學(xué)習(xí)模擬訓(xùn)練、掌子面圖片分類、巖石與土體分離技術(shù)、掌子面裂隙參數(shù)識(shí)別等一系列操作和識(shí)別技術(shù),得到圍巖分級(jí)的分級(jí)指標(biāo),再通過層次分析法建立適用于本系統(tǒng)的圍巖分級(jí)方法,并將其運(yùn)用于工程實(shí)際中驗(yàn)證本系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。通過運(yùn)用以上技術(shù)研究和開發(fā)公路隧道圍巖云分級(jí)系統(tǒng),得到了以下成果:(1)通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)將公路隧道圍巖分級(jí)上升到人工智能技術(shù)上,僅需輸入掌子面圖片和少量參數(shù)就可得到分級(jí)結(jié)果,降低了人為因素對(duì)圍巖分級(jí)的影響。(2)系統(tǒng)通過機(jī)器視覺技術(shù)識(shí)別掌子面裂隙參數(shù),來評(píng)價(jià)掌子面狀態(tài),并建立裂隙比與掌子面狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,無需用多余儀器獲取其參數(shù),再結(jié)合堅(jiān)硬程度、地下水發(fā)育和地應(yīng)力參數(shù)運(yùn)用層次分析法建立圍巖分級(jí)的方法,逐步實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中的圍巖分級(jí)。(3)系統(tǒng)對(duì)掌子面圖片的獲取方法、流程都進(jìn)行了一定的規(guī)定,并且給出了掌子面圖片中的裂隙長(zhǎng)度與實(shí)際中長(zhǎng)度的計(jì)算方法,能夠準(zhǔn)確的判定裂隙的參數(shù)。(4)筆者通過利用C++語言在matlab軟件上成功開發(fā)出隧道圍巖云分級(jí)系統(tǒng),并將其運(yùn)用于永吉高速和長(zhǎng)張高速延線隧道中,對(duì)其結(jié)果和傳統(tǒng)方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,證明了該系統(tǒng)可以用運(yùn)用于工程實(shí)際中。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U452.12
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 論文選題背景與意義
        1.1.1 論文選題背景
        1.1.2 論文選題意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)
    1.4 研究?jī)?nèi)容
    1.5 擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
    1.6 研究方案
第二章 深度學(xué)習(xí)模型的優(yōu)化與分析
    2.1 深度學(xué)習(xí)技術(shù)的基本理論
    2.2 深度學(xué)習(xí)模型對(duì)比
        2.2.1 LeNet模型
        2.2.2 AlexNet模型
        2.2.3 ResNet模型
    2.3 ResNet模型與AlexNet模型結(jié)果比較
        2.3.1 ResNet模型訓(xùn)練
        2.3.2 ResNet模型訓(xùn)練結(jié)果分析
    2.4 巖石種類
    2.5 巖石與土體分離
    2.6 本章小結(jié)
第三章 節(jié)理裂隙特征研究
    3.1 節(jié)理特征提取的深度模型建立
    3.2 節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)
        3.2.1 去噪處理
        3.2.2 圖像二值化
        3.2.3 形態(tài)學(xué)方法
    3.3 節(jié)理裂隙定量分析
    3.4 掌子面評(píng)價(jià)體系
        3.4.1 結(jié)構(gòu)面節(jié)理裂隙的研究
        3.4.2 掌子面評(píng)價(jià)體系建立
        3.4.3 掌子面評(píng)價(jià)體系驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 公路隧道圍巖云分級(jí)系統(tǒng)的開發(fā)
    4.1 掌子面圖像實(shí)際面積的確定
        4.1.1 掌子面圖像的采集
        4.1.2 掌子面圖像實(shí)際面積的確定
    4.2 軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程
    4.3 云服務(wù)器配置
        4.3.1 云服務(wù)器配置步驟
        4.3.2 安裝環(huán)境
    4.4 圍巖分級(jí)系統(tǒng)大型數(shù)據(jù)庫的建立
    4.5 系統(tǒng)操作
    4.6 本章小結(jié)
第五章 工程實(shí)例驗(yàn)證與分析
    5.1 工程實(shí)例
    5.2 圍巖定量化分級(jí)方法研究
        5.2.1 傳統(tǒng)隧道圍巖分級(jí)方法
        5.2.2 BT分級(jí)方法的建立
        5.2.3 BT分級(jí)方法各指標(biāo)的評(píng)分值計(jì)算
    5.3 圍巖分級(jí)結(jié)果對(duì)比與分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀學(xué)位期間參加的科研課題項(xiàng)目與工作

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