岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (11): 3615-3625.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1483CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1483
真嘉捷1, 2,赖丰文1,黄明1,廖清香3,李爽1,段岳强4
ZHEN Jia-jie1, 2, LAI Feng-wen1, HUANG Ming1, LIAO Qing-xiang3, LI Shuang1, DUAN Yue-qiang4
摘要: 已有盾构掘进地层识别机器学习模型高度依赖准确的地层信息作为模型标签输入,使其在复杂地层适用性较差。通过引入线性插值模型克服传统动态时间规整(dynamic time warping,简称DTW)的离散化问题,提出了基于连续动态时间规整(continuous dynamic time warping,简称CDTW)的凝聚型层次聚类模型(CDTW-Agglomerative),构建了能够动态识别地层的在线学习机制。基于厦门地铁3号线盾构掘进数据集验证了所提模型的准确性和可靠性,并通过厦门地铁6号线盾构掘进数据集对模型泛化性进行测试。结果表明,CDTW-Agglomerative在两个不同地质条件数据集下的预测准确率分别约为85%和73%,具有良好的泛化性。CDTW-Agglomerative性能优于基于DTW、软动态时间规整(soft dynamic time warping,简称SoftDTW)的凝聚型层次聚类模型和CDTW-K-means、CDTW-K-medoids、CDTW-Spectral等聚类模型。所提模型无需地层信息作为标签输入,即可有效识别盾构刀盘处地层信息,为盾构掘进参数智能决策提供参考。
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