[發(fā)明專利]一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011157693.7
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112364406A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 朱權(quán)潔;張震;張爾輝;劉金海
• 申請（專利權(quán)）人: 華北科技學院
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/13;G06F30/27
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

1.一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)采集影響待開挖巷道爆破效果的關(guān)鍵指標信息，并對定性描述的關(guān)鍵指標信息進行量化；

b)收集具有良好爆破效果的典型案例，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立標準爆破參數(shù)庫；

c)通過巷道爆破參數(shù)智能設計模型，調(diào)用標準爆破參數(shù)庫典型案例信息進行學習、訓練，挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

d)利用訓練得到的具有正確連接權(quán)值的爆破參數(shù)智能設計模型，依據(jù)輸入的關(guān)鍵指標數(shù)據(jù)，自動設計出適用于待開挖巷道施工的爆破參數(shù)；

e)利用三維可視化技術(shù)對爆破參數(shù)、巷道截面參數(shù)進行描述，生成爆破3D幾何模型；

f)在步驟e)中建立的3D幾何模型中，設計開發(fā)四格視圖、刨切、圖層、數(shù)字標記等交互操作功能；

g)借助數(shù)據(jù)庫、三維可視化技術(shù)，建立集信息存儲、爆破三維可視化模型生成于一體的井巷掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化平臺。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于，所述步驟a)中采用測量、實驗、資料查閱方式，獲取巷道截面參數(shù)、圍巖普式系數(shù)、巖石堅固性等級、巖石可爆性等級、裂隙發(fā)育程度等影響爆破效果的關(guān)鍵指標信息；利用確定巖石性質(zhì)等級的方法，對裂隙發(fā)育程度、巖石可爆性等級等定性描述的關(guān)鍵指標進行量化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于，所述步驟b)中通過歸納統(tǒng)計了爆破領域?qū)＜摇⒚旱V巷道掘進一線設計的典型爆破案例信息；利用PostgreSQL建立數(shù)據(jù)庫，對爆破案例信息進行儲存管理，實現(xiàn)標準爆破參數(shù)庫的建立。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于，所述步驟c)中基于人工智能技術(shù)建立爆破參數(shù)智能設計模型，并調(diào)用標準爆破參數(shù)庫中存儲的典型案例信息，學習、存儲大量輸入-輸出映射關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于，具體包括：1)對調(diào)用的典型案例樣本數(shù)據(jù)進行歸一化處理，避免因輸入層與輸出層參數(shù)不同、各向量的數(shù)量級差別較大，而容易造成部分神經(jīng)元達到過飽和狀態(tài)的情況出現(xiàn)；2)在訓典型案例樣本數(shù)據(jù)中選取部分數(shù)據(jù)作為batch樣例，基于該batch樣例，利用向前傳播算法獲取預測結(jié)果；3)將獲取的預測結(jié)果與實際值進行對比，計算二者之間的差距；4)利用反向傳播算法，依據(jù)差距結(jié)果，不斷優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)，使該batch上的神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測結(jié)果與真實值更加接近，從而訓練出更高準確率的神經(jīng)網(wǎng)絡模型；在所建立的模型中，利用均方誤差MSE作為損失函數(shù)，刻畫當前預測值與真實值間的差距，以下式為均方誤差的數(shù)學表達式：

其中，y為n個樣本的預測值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巷道掘進爆破參數(shù)智能設計與三維可視化方法，其特征在于：所述步驟d)中利用步驟c)訓練得到具有正確連接權(quán)值的爆破參數(shù)智能設計模型，調(diào)用、并依據(jù)獲取的待開挖巷道巖石性質(zhì)等級、巷道截面設計參數(shù)等關(guān)鍵指標參數(shù)，自動設計出適用于待開挖巷道施工的最佳爆破參數(shù)，包括：掏槽眼的間、排距，各類炮眼的裝藥量。