一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法技术

本发明专利技术涉及计算机科学

【技术实现步骤摘要】
一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法


[0001]本专利技术涉及计算机科学
、
人工智能
、
月球勘探及钻探
，具体涉及一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法
。

技术介绍

[0002]月球作为地球的近邻天体，具有重要的科学和资源价值，月球勘探任务中，钻探是获取月壤深部信息的重要手段，然而，月球表面环境复杂，钻进过程中产生的温度难以准确预测，影响钻探效率和安全性，因此，研究一种可靠的月壤钻进温度实时预测方法对于提高勘探任务效率和确保设备安全至关重要，目前的钻进温度预测方法存在迄今为止，许多学者已经开展了对月壤钻进温度的研究，大致分为三类：实验方法
、
理论方法和数值模拟方法，虽然上述方法对于月壤钻进温度预测的研究提供了见解，但是这些方法不能直接应用于月壤钻进温度的实时预测，实验方法更偏向于揭示钻进过程中温度的变化规律，无法提供具体的温度预测，理论方法通过经验和猜测进行大量假设，与实际钻进过程可能存在较大差异，数值模拟方法在某些钻进场景下容易出现计算错误，精确建模的难度较高，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法，其特征在于，包括：
S1
：获取月壤钻取采样数据，所述月壤钻取采样数据包括实时钻进状态参数和钻具的多个位置的钻进温度数据；
S2
：对月壤钻取采样数据进行预处理，所述预处理包括将在先时间的钻进状态参数和在后时间的钻进温度数据进行打包；
S3
：构建模型，所述模型引入自注意力机制和
Bi
‑
LSTM
网络；
S4
：利用步骤
S2
预处理后的月壤钻取采样数据对所述模型进行训练；
S5
：对步骤
S4
训练后的模型进行优化，得到优化后的模型；
S6
：将在先获取的钻进状态参数输入所述优化后的模型，实时预测钻具钻进温度数据
。2.
根据权利要求1所述的一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述获取月壤钻取采样数据，具体为：基于模拟月壤环境系统和钻进试验台，使用多种传感器对7种钻进状态参数和8种钻进温度数据进行采集，7种钻进状态参数包括钻推力
、
回转扭矩
、
钻进深度
、
进给速度
、
回转速度
、
进给电机电流和回转电机电流；8种钻进温度数据包括4处钻杆温度
、
钻头前刀温度
、
钻头内表面温度
、
钻头末端温度及芯管温度
。3.
根据权利要求1所述的一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法，其特征在于，步骤
S2
中，所述对月壤钻取采样数据进行预处理，其中：
S2.1
：从采样数据筛选出超出预设范围的数值，并将其视为异常数据；
S2.2
：对异常数据进行处理；
S2.3
：对异常数据处理后的钻进温度数据进行插值处理；
S2.4
：对钻进状态参数与钻进温度数据进行对齐处理；
S2.5
：将对齐后的钻进状态参数与钻进温度数据进行归一化处理；
S2.6
：最终将经步骤
S2.1
至步骤
S2.5
处理后的前
20
秒的7个钻进状态参数数据与未来1秒钻具上8个位置的温度数据进行打包，再按6：2：2划分成训练集
、
验证集和测试集
。4.
根据权利要求1所述的一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法，其特征在于，步骤
S2.2
中，对异常数据进行处理，具体为：其中，
Q
t
代表异常值的替换值，
Q
t
‑1代表异常值前一时刻的值，
Q
t+1
代表异常值后一时刻的值
。5.
根据权利要求3所述的一种时空特征融合的月壤钻进温度实时预测方法，其特征在于，步骤
S2.3
中，对异常数据处理后的钻进温度数据进行插值处理，所述插值处理，具体为：其中，
t
i+n
‑
t
i
为数据点

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，许锦昌，刘家斌，於双飞，王伟，钟沛能，董佳伟，武日月，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：