智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在隧道運(yùn)營(yíng)期變形預(yù)測(cè)評(píng)估中的應(yīng)用.pdf

1、變形監(jiān)測(cè)包括對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)、對(duì)變形體變形性態(tài)的分析和對(duì)變形體的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)及安全評(píng)估等內(nèi)容。隨著信息化測(cè)繪的發(fā)展，變形監(jiān)測(cè)觀測(cè)手段由傳統(tǒng)的人工測(cè)量向基于衛(wèi)星定位、多傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等多項(xiàng)技術(shù)融合的物聯(lián)網(wǎng)模式的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)方式轉(zhuǎn)變，如何在多源海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)下對(duì)工程的安全狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估是目前面臨的最大挑戰(zhàn)。特別是受經(jīng)濟(jì)條件及技術(shù)水平所限而修建的鹽水溝隧道，其運(yùn)營(yíng)安全關(guān)系到整個(gè)西氣東輸重點(diǎn)工程的順利進(jìn)行，由于隧址環(huán)境

2、惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜并且已存在多處安全隱患，其安全嚴(yán)峻狀況理應(yīng)得到足夠重視。然而，目前我國(guó)仍沒有一部系統(tǒng)化的隧道安全評(píng)價(jià)行業(yè)規(guī)范，在實(shí)際中只能形成簡(jiǎn)單框架型的評(píng)價(jià)思路，可操作性十分有限。因此，科學(xué)地研究隧道變形預(yù)測(cè)與安全評(píng)估顯得尤為重要。
　　文章以新疆西氣東輸管道——鹽水溝隧道變形監(jiān)測(cè)工程為依托，以變形監(jiān)測(cè)理論為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)分析為核心，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模型組合的優(yōu)勢(shì)，研究智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)營(yíng)期隧道變形預(yù)測(cè)分析與安全評(píng)估中的應(yīng)用，對(duì)

3、鹽水溝隧道變形監(jiān)測(cè)期間得到的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析評(píng)估，保證隧道的運(yùn)營(yíng)安全。在論文研究過(guò)程中，筆者深入研究了各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，主要工作如下:
　　1、針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)BP算法的缺陷，研究動(dòng)量-自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率算法、L-M算法及遺傳算法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)BP的改進(jìn)，將三種改進(jìn)方法與標(biāo)準(zhǔn)BP算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，結(jié)果表明改進(jìn)算法在收斂速度與擬合精度兩方面均顯著優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)BP算法。
　　2、將組合模型分成串聯(lián)型、并聯(lián)型與混聯(lián)型三種組合方式，設(shè)計(jì)BP神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合器，將三種改進(jìn)模型與組合器以混聯(lián)方式構(gòu)建一種最優(yōu)的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型—雙重BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)例分析表明，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型能有效提高單項(xiàng)模型的擬合精度。
　　3、結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)模式下的多傳感器融合隧道變形監(jiān)測(cè)工程特點(diǎn)與難點(diǎn)，從基于時(shí)間序列和基于隧道變形影響因素兩方面研究智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在隧道運(yùn)營(yíng)期變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，解決微空間灰色系統(tǒng)多關(guān)聯(lián)因素下高精度隧道變形預(yù)測(cè)問(wèn)題。
　　4、研究隧道安全評(píng)價(jià)多層次指標(biāo)體系構(gòu)建及指標(biāo)度量方法