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现代隧道技术 2020, Vol. 57 Issue (5) :154-159    DOI:
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基于深度学习的TBM掘进参数预测研究
(1 同济大学土木工程学院,上海 200092;2 同济大学电子与信息工程学院,上海 200092)
Research on Prediction of TBM Driving Parameters Based on Deep Learning
(1 School of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092;2 School of Electronics and Information Engineering,Tongji University,Shanghai 200092)
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摘要  随着全断面隧道掘进机(TBM)不断投入到隧道工程建设中,TBM掘进参数的自适应调整显得越来越重要。由于在开挖之前难以准确预测地质条件,因此基于现场监测数据预测刀盘扭矩及总推力等某些重要的掘进参数对TBM掘进参数的适应性调整具有重要作用。文章以吉林引松供水工程TBM3标段为研究对象,引入可以考虑数据时间相关性的深度学习方法——长短时记忆网络(LSTM),依据TBM掘进循环上升段前30 s的掘进参数提出 了可以对稳定段总推力和刀盘扭矩准确预测的模型。结果表明,稳定段总推力和刀盘扭矩的预测精度较高,分别达到了91%和89%;相比于随机森林模型,LSTM模型可以充分利用大量的TBM掘进参数,体现出更好的预测能力。
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李 港 1 李晓军 1 杨文翔 2 韩 冬 1
关键词:   
Abstract: With continuous application of the full face tunnel boring machine (TBM) in tunnelling, the adaptive ad? justment of TBM driving parameters becomes more and more important. Because it is difficult to accurately predict the geological conditions before excavation, it is important to predict some important driving parameters such as cutter head torque and total thrust based on the field monitoring data for the adaptive adjustment of TBM driving parameters. Taking the TBM3 lot of Jilin Water Supply Project as the research object, it introduces the long short-term memory network (LSTM) which can consider the data time correlation, and puts forward a model which can accurately predict the total thrust and cutter head torque of the stable section according to the driving parameters of first 30 s of the rising section of TBM driving cycle. The prediction results show that the prediction accuracy of the total thrust and the cutter head torque in the stable section is high, up to 91% and 89%, respectively. Compared with the ran? dom forest, LSTM can make full use of a large number of TBM driving parameters, reflecting a better prediction ability. The research in this paper has a certain reference value for the real-time adjustment of TBM driving parameters.
KeywordsFull face tunnel boring machine (TBM),   Driving parameters prediction,   LSTM(Long short-term memo? ry),   Deep learning     
基金资助:基金项目:国家自然科学基金资助项目(41877246).
作者简介: 作者简介:李 港(1997-),男,硕士研究生,主要从事盾构隧道掘进参数的研究工作,E-mail:1832377@tongji.edu.cn. 通讯作者:李晓军(1975-),男,教授,博士生导师,主要从事地下工程信息化等领域的研究工作, E-mail:lixiaojun@tongji.edu.cn.
引用本文:   
李 港 1 李晓军 1 杨文翔 2 韩 冬 1 .基于深度学习的TBM掘进参数预测研究[J]  现代隧道技术, 2020,V57(5): 154-159
LI Gang1 LI Xiaojun1 YANG Wenxiang2 HAN Dong1 .Research on Prediction of TBM Driving Parameters Based on Deep Learning[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2020,V57(5): 154-159
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2020/V57/I5/154
 
没有本文参考文献
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