[發(fā)明專利]基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011279808.X
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN112459080B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉泉;王正佳;許勇;俞嬡妍;朱煒;金晶;付軍國;李冀清;周蓉峰;程吉;蔣玲玲;陳曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E02D17/04
• 分類號(hào): E02D17/04;E02D33/00;G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法，包括：按設(shè)計(jì)值設(shè)定初始軸力；采集鋼支撐軸力的加載天數(shù)、每天鋼支撐的軸力均值及每天的基坑累積變形量的數(shù)據(jù)，將三組數(shù)據(jù)作為樣本通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)訓(xùn)練結(jié)果滿足要求后保存bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)；將樣本數(shù)據(jù)中當(dāng)天的軸力均值和后一天的加載天數(shù)輸入到bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行計(jì)算，得到后一天的基坑預(yù)測變形量；若基坑預(yù)測變形量小于閾值，保持初始軸力；若預(yù)測變形量大于閾值，則調(diào)整軸力并繼續(xù)輸入bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行計(jì)算，直到基坑預(yù)測變形量符合要求后，將最終調(diào)整得到的軸力作為設(shè)定軸力。實(shí)現(xiàn)了在基坑變形發(fā)生之前，提前主動(dòng)調(diào)整軸力以控制基坑變形的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基坑工程施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法。

背景技術(shù)

目前，在基坑工程施工中，通常采用鋼支撐支護(hù)體系以抵抗基坑變形，尤其對于基坑變形要求較高的場合多采用鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)來控制基坑變形。鋼支撐支護(hù)體系需要相應(yīng)的給各個(gè)鋼支撐施加一定的軸力，以防止基坑變形。

但是，鋼支撐所需要施加的軸力值的大小存在很多不確定因素，如土質(zhì)密度、溫度變化及交通管線等因素影響，鋼支撐所需的軸力值與設(shè)計(jì)值通常相差較大，而且隨著天氣、周圍環(huán)境和地質(zhì)蠕變等條件變化，鋼支撐的支撐軸力也隨之動(dòng)態(tài)變化。另外，在實(shí)際施工過程中，若發(fā)現(xiàn)基坑監(jiān)測變形過大，需要調(diào)整鋼支撐的軸力值，但具體軸力值調(diào)整多少?zèng)]有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，往往依靠相關(guān)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，然后觀察后一天的變形數(shù)據(jù)來判斷軸力調(diào)整是否合適，這種軸力調(diào)整方法具有不確定性并且調(diào)整時(shí)間滯后于已發(fā)生的變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法，通過建立鋼支撐的加載天數(shù)與軸力均值對于基坑累積變形量的映射關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)了在基坑變形發(fā)生之前，提前主動(dòng)調(diào)整軸力以控制基坑變形的目的。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法，包括：

在鋼支撐完成安裝后，按設(shè)計(jì)值設(shè)定鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)的初始軸力；

采集鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)軸力的加載天數(shù)，并按所述加載天數(shù)采集每天鋼支撐的軸力均值及每天的基坑累積變形量的數(shù)據(jù)，將上述三組數(shù)據(jù)作為樣本通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)訓(xùn)練結(jié)果滿足要求后保存所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)；

將樣本數(shù)據(jù)中當(dāng)天的軸力均值和后一天的加載天數(shù)輸入到所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行計(jì)算，得到后一天的基坑預(yù)測變形量；

若所述基坑預(yù)測變形量小于閾值，使所述鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)的軸力保持初始軸力；若所述基坑預(yù)測變形量大于閾值，則調(diào)整軸力并繼續(xù)輸入所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過若干次軸力調(diào)整，直到所述基坑預(yù)測變形量符合要求后，將最終調(diào)整得到的軸力作為后一天的鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)的設(shè)定軸力。

可選的，采集鋼支撐軸力的加載天數(shù)，并按天數(shù)采集每天鋼支撐的軸力均值及每天基坑累積變形量之后，將上述三組數(shù)據(jù)作為樣本通過bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練之前，所述基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼支撐軸力智能調(diào)整方法還包括：

將上述三組數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。

可選的，將樣本數(shù)據(jù)中當(dāng)天的軸力均值和后一天的加載天數(shù)輸入到所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行計(jì)算時(shí)，將所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到的輸出值進(jìn)行反歸一化處理，進(jìn)而得到后一天的基坑預(yù)測變形量。

可選的，所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中，輸入層有兩個(gè)輸入神經(jīng)單元，分別表示鋼支撐軸力的加載天數(shù)和每天鋼支撐的軸力均值，隱含層有若干個(gè)隱含神經(jīng)單元，輸出層有一個(gè)輸出神經(jīng)單元，所述輸出神經(jīng)單元表示基坑累積變形量，所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練的步驟具體包括：