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现代隧道技术 2024, Vol. 61 Issue (6) :100-110    DOI:
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基于特征降维和深度学习方法的城市隧道爆破振动参数预测研究
(中铁十八局集团第一工程有限公司,保定 072750)
Prediction of Blasting Vibration Parameters in Urban Tunnels Based on Feature Dimensionality Reduction and Deep Learning
(China Railway 18th Bureau Group First Engineering Co., Ltd., Baoding 072750)
Download: PDF (5631KB)   HTML (1KB)   Export: BibTeX or EndNote (RIS)      Supporting Info
摘要 为了对爆破施工诱发的振动进行精准预测,提出一种基于t-SNE特征降维算法和BWO算法优化的深度学习GRU模型。基于厦门海沧海底隧道陆域浅埋段的爆破振动监测数据,以岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、爆心距、炸药单耗、辅助孔排距、周边孔孔距6个参数为输入变量,以主控爆破振动参数爆破振速和爆破主频为输出变量,对该模型的预测准确性进行验证,并与传统机器学习模型SVR算法和BPNN算法进行对比。结果表明,采用t-SNE-BWO-GRU深度学习模型对爆破振动参数进行预测,其R2平均值为0.976 0,MAPE平均值为5.70%,爆破振速RMSE为0.019 3,爆破主频RMSE为2.214 0,可以实现对爆破振动参数的准确预测。
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高福忠
关键词城市隧道   爆破施工   深度学习   特征降维   优化算法   回归预测     
Abstract: To achieve precise prediction of vibrations induced by blasting construction, an optimized GRU deep learning model is proposed based on the t-SNE feature dimensionality reduction algorithm and the BWO algorithm.Using blasting vibration monitoring data from the shallow-buried land section of the Xiamen Haicang tunnel, six parameters—rock uniaxial compressive strength, rock mass integrity coefficient, distance from blasting source, explosive consumption, auxiliary hole spacing, and peripheral hole spacing—were selected as input variables. The key blasting vibration parameters, including blasting vibration velocity and blasting dominant frequency, were set as output variables to validate the predictive accuracy of the model. Comparative analysis was conducted with traditional machine learning models, including SVR and BPNN algorithms. Results show that the t-SNE-BWO-GRU deep learning model achieves an average R2 value of 0.976 0, an average MAPE value of 5.70%, a RMSE of 0.019 3 for blasting vibration velocity, and a RMSE of 2.214 0 for blasting dominant frequency, demonstrating high accuracy in predicting blasting vibration parameters.
KeywordsUrban tunnels,   Blasting construction,   Deep learning,   Feature dimensionality reduction,   Optimization al? gorithm,   Regression prediction     
基金资助:福建省交通运输科技项目(2020Y028).
作者简介: 高福忠(1976-),男,高级工程师,主要从事隧道与地下工程技术与管理工作,E-mail:GaoFuzhong_1976@126.com.
引用本文:   
高福忠 .基于特征降维和深度学习方法的城市隧道爆破振动参数预测研究[J]  现代隧道技术, 2024,V61(6): 100-110
GAO Fuzhong .Prediction of Blasting Vibration Parameters in Urban Tunnels Based on Feature Dimensionality Reduction and Deep Learning[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2024,V61(6): 100-110
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2024/V61/I6/100
 
没有本文参考文献
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