[发明专利]一种基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法

权利要求书

1.一种基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，包括以下步骤：

提取土压平衡盾构机的历史运行数据集data，从历史运行数据集data中提取正常掘进段的数据data1，并剔除异常值；

分别对数据data1中不同地质条件下的数据添加对应的标签，筛选设备运行参数变量，构建新的数据集data2；

对数据集data2进行归一化处理，形成数据集data3；

将数据集data3随机划分为训练集和测试集，在训练集上学习随机森林模型，并在测试集上进行验证，确定模型超参数；

提取土压平衡盾构机的实时正常掘进段数据，根据学习的随机森林模型的输入参数筛选数据，代入学习的随机森林模型，计算地质条件信息。

2.根据权利要求1所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，

步骤（1-5）包括以下步骤：

（2-1）提取土压平衡盾构机的实时运行参数；

（2-2）判断是否为正常掘进段数据，若是正常掘进段数据，则根据学习的随机森林模型的输入参数筛选数据；若不是正常掘进段数据，则丢弃该数据；

（2-3）将筛选的数据代入学习的模型，计算地质条件信息。

3.根据权利要求1所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，设备运行参数变量包括刀盘扭矩、总推进力、推进速度和贯入度。

4.根据权利要求1所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，所述正常掘进段数据包括主动参数、被动参数、施工环号和采样时刻。

5.根据权利要求2所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，作为步骤（2-2）的替换，将随机森林模型替换为k-means模型，根据k-means模型的输入参数筛选数据。

6.根据权利要求1所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，剔除异常值采用3σ原则。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，包括土压平衡盾构机、设于土压平衡盾构机上的数据采集装置、设于土压平衡盾构机上的数据服务器和盾构大数据平台，数据采集装置与数据服务器电连接，数据服务器与盾构大数据平台进行数据传输。

8.根据权利要求7所述的基于土压平衡盾构机参数数据驱动反演地质的方法，其特征是，数据采集装置包括若干个测量传感器，各个测量传感器均与数据服务器电连接。