[發(fā)明專利]一種復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力確定方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110239557.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN115017790A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張麗婷;張超;鄭康泰;張茜;蔡宗熙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué);中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;E21D9/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力確定方法，其特征在于，所述確定方法包括如下步驟：

確定影響掘進(jìn)總推力的特征參數(shù)；所述特征參數(shù)包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括刀盤直徑、掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速和土倉壓力；所述操作參數(shù)包括：掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速和土倉壓力，所述地質(zhì)參數(shù)包括：地質(zhì)密度、剪切模量、泊松比、粘聚力、內(nèi)摩擦系數(shù)、靜止土壓力系數(shù)、承載力特征值和埋深；

根據(jù)無量綱化計(jì)算方法，確定各特征參數(shù)的無量綱計(jì)算式和掘進(jìn)總推力參數(shù)的無量綱計(jì)算式；

分別根據(jù)各特征參數(shù)的無量綱計(jì)算式和掘進(jìn)總推力參數(shù)的無量綱計(jì)算式對(duì)各特征參數(shù)的歷史工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的歷史工程數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，獲得各特征參數(shù)的無量綱工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的無量綱工程數(shù)據(jù)；

采用小數(shù)定標(biāo)規(guī)范化法，對(duì)各特征參數(shù)的無量綱工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的無量綱工程數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，獲得各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)；

根據(jù)各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)對(duì)用于確定掘進(jìn)總推力的無量綱輸入函數(shù)的各個(gè)系數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，獲得系數(shù)確定后的無量綱輸入函數(shù)，作為無量綱預(yù)估模型；

對(duì)所述無量綱預(yù)估模型進(jìn)行規(guī)范化還原和量綱還原，獲得掘進(jìn)總推力確定模型；

獲得特征參數(shù)的當(dāng)前工程數(shù)據(jù)，將所述當(dāng)前工程參數(shù)輸入掘進(jìn)總推力確定模型，獲得掘進(jìn)總推力的預(yù)測(cè)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力確定方法，其特征在于，所述根據(jù)無量綱化計(jì)算方法，確定各特征參數(shù)的無量綱計(jì)算式和掘進(jìn)總推力參數(shù)的無量綱計(jì)算式，具體包括：

根據(jù)基本量綱對(duì)各特征參數(shù)進(jìn)行分類；

在每一類的特征參數(shù)中選取常數(shù)參數(shù)或?qū)蜻M(jìn)總推力影響較大的參數(shù)或量綱相對(duì)簡(jiǎn)潔的參數(shù)作為每一類的基本量；

根據(jù)每一類的基本量對(duì)除了基本量之外的各特征參數(shù)和掘進(jìn)總推力參數(shù)進(jìn)行無量綱計(jì)算，確定各特征參數(shù)的無量綱計(jì)算式和掘進(jìn)總推力參數(shù)的無量綱計(jì)算式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力確定方法，其特征在于，所述采用小數(shù)定標(biāo)規(guī)范化法，對(duì)各特征參數(shù)的無量綱工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的無量綱工程數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，獲得各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)，具體包括：

采用小數(shù)定標(biāo)規(guī)范化法，利用公式對(duì)各特征參數(shù)的無量綱工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的無量綱工程數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，獲得各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)；

其中，i＝1,2,3...,9,F，當(dāng)i＝1,2,3...,9時(shí)，π_i和π′_i分別為第i個(gè)特征參數(shù)的無量綱工程數(shù)據(jù)和第i個(gè)特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)，π_F和π′_F分別為掘進(jìn)總推力的無量綱工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)，j為使得max(π′_i)＜10的最小整數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力確定方法，其特征在于，所述根據(jù)各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)對(duì)用于確定掘進(jìn)總推力的無量綱輸入函數(shù)的各個(gè)系數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，獲得系數(shù)確定后的無量綱輸入函數(shù)，作為無量綱預(yù)估模型，具體包括：

根據(jù)各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)，采用LassoCV算法，確定Lasso回歸算法的超參數(shù)；

采用超參數(shù)確定后的Lasso回歸算法，根據(jù)各特征參數(shù)的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)和掘進(jìn)總推力的規(guī)范化工程數(shù)據(jù)對(duì)用于確定掘進(jìn)總推力的無量綱輸入函數(shù)的各個(gè)系數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，獲得系數(shù)確定后的無量綱輸入函數(shù)，作為無量綱預(yù)估模型。