【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道盾构施工，特别涉及一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法及系统。
技术介绍
1、隧道施工是轨道交通工程建设的核心，相对于传统常规的隧道施工方式，盾构法的隧道施工方式具有施工速度快、质量易于控制、对周围环境影响小等特点，成为隧道建设中的主流方法。盾构施工主要在城市地区进行，对地表沉降的控制要求较高，同步注浆量是控制地表沉降的一个关键参数，当同步注浆量过少时，会使地面发生沉降，当同步注浆量过多时，会使土体受到挤压，地面发生隆起。在实际施工中，经常凭借经验设置同步注浆的量，这种方式过多的依赖于技术人员的施工经验，而且在地质条件复杂多变的情况下，很难及时的调整参数；不合理的同步注浆量还会影响到推进效率、降低施工质量。因此，为了避免这些可能发生的事故，通过合理的方法对同步注浆量进行预测并用于指导施工是很有必要的。
2、目前的关于盾构掘进同步注浆控制系统主要有以下几种：
3、1、如专利申请《富水砂卵石泥岩交互复合地层盾构施工同步注浆预测方法》(cn114626287a)中公开了一种盾构施工同步注浆预测方法，选取了地层数据和注浆数据作为样本，使用人工神经网络进行训练，最后将训练好的模型用于富水砂卵石泥岩交互复合地层盾构施工同步注浆的预测。该技术方案只利用机器学习算法学习历史数据中的关系，建立同步注浆量预测模型，但未考虑施工经验方面的限制，模型的预测结果在实际施工过程中经常会有较大的偏差。
4、2、如专利申请《一种盾构隧道同步注浆量预测方法》中公开了一种盾构施工同步注浆预测方法，根据
5、3、如专利申请《一种盾构机同步注浆控制方法及系统》中公开了一种盾构机同步注浆控制方法及系统，将项目施工参数输入到预先训练的施工预测模型中，得出预测的注浆压力值，确定单位时间所需要的注浆量，最后以及预测的注浆压力值和注浆量生成单位时间内的注浆方案。该技术方案在建立同步注浆量预测模型时没有对数据进行分类训练，模型的准确度不能得到保证。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法及系统，采用基于数据的预测模型进行预测，引入基于经验知识的推理机对预测模型的预测结果进行修正，同时，将沉降因素考虑在内，分类进行预测和修正，使得最终结果更加准确，在实际应用中更具有针对性。
2、本专利技术通过如下方案实现，一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，包括步骤：
3、s1、收集盾构施工的历史数据，所述历史数据包括历史沉降数据、历史掘进参数和历史地质参数，基于所述历史数据将盾构施工分为不同工况类型；
4、s2、基于所述历史数据构建并训练与工况类型一一对应的若干同步注浆调整状态推理机，使所述同步注浆调整状态推理机能够输出针对相应工况类型的同步注浆调整状态量；
5、s3、构建与工况类型一一对应的若干同步注浆量预测模型，利用各工况类型所对应的历史数据分别训练相应的同步注浆量预测模型，使所述同步注浆量预测模型能够输出针对相应工况类型的同步注浆量预测值；
6、s4、构建同步注浆预测结果修正器；
7、s5、在盾构施工的过程中，获取盾构施工的实时数据并基于所述实时数据判定当前的工况类型，并基于当前的工况类型选择适配的同步注浆量预测模型进行同步注浆量预测，然后利用所述同步注浆预测结果修正器引入与当前的工况类型相适配的同步注浆调整状态量，来对同步注浆量预测值进行修正，最终输出同步注浆量设定值。
8、本专利技术基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法的进一步改进在于，在执行步骤s5时，以一环管片为一个预测单元循环执行步骤s51～步骤s54，直至施工结束：
9、s51、获取盾构施工的实时数据并基于所述实时数据判定出当前的工况类型，所述实时数据包括当前环及当前环之前连续多环的盾尾沉降数据、掘进参数和地质参数；
10、s52、基于当前的工况类型选择相适配的同步注浆量预测模型，并将所述实时数据输入选择的同步注浆量预测模型中，由所述同步注浆量预测模型输出下一环同步注浆量预测值；
11、s53、基于当前的工况类型选择相适配的同步注浆调整状态推理机，由选择的同步注浆调整状态推理机输出同步注浆调整状态量；
12、s54、将步骤s52中输出的下一环同步注浆量预测值和步骤s53中输出的同步注浆调整状态量输入所述同步注浆预测结果修正器中，由所述同步注浆预测结果修正器输出下一环同步注浆量设定值。
13、本专利技术基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法的进一步改进在于，构建并训练若干同步注浆调整状态推理机的方法为：
14、预先将所述历史数据按照工况类型进行标签分类；
15、从所述历史数据中选取所有历史沉降数据并进行聚类分析，将所有历史沉降数据聚成k(取值为工况类型的数量)类；
16、基于k类数据对应构建k个同步注浆调整状态推理机，并按照k类数据中聚类中心所对应数据的标签类别将各同步注浆调整状态推理机与各工况类型建立一一对应关系；
17、针对k类数据，分别计算每相邻环的同步注浆变化值δgrout，并按照如下公式将所述同步注浆变化值δgrout转换为状态量status：
18、
19、统计每类数据下相同状态量的数量，以数量最多的状态量作为对应的同步注浆调整状态推理机输出的同步注浆调整状态量。
20、本专利技术基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法的进一步改进在于，其特征在于：
21、在执行步骤s5时，将获取到的盾构施工的实时数据存入所述历史数据，以动态更新历史数据；
22、利用动态更新的历史数据对各同步注浆调整状态推理机和各所述同步注浆量预测模型进行训练和动态更新。
23、本专利技术基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法的进一步改进在于，基于lstm算法执行步骤s3。
24、本专利技术基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法的进一步改进在于，在构建同步注浆预测结果修正器时，使所述同步注浆预测结果修正器按照如下公式进行修正：
25、
26、其中，groutadvice表示下一环同步注浆量设定值，groutpred表示下一环同步注浆量预测值，groultast表示当前环的实际同步注浆量，status表示同步注浆调整状态量，rlast5表示根据当前环之前连续5环的实际同步注浆量、盾构外径和管片外径计算出的注浆填充系数的平均值，w表示管片宽度，dshield表示盾构机外径，d本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，在执行步骤S5时，以一环管片为一个预测单元循环执行步骤S51～步骤S54，直至施工结束：
3.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，构建并训练若干同步注浆调整状态推理机的方法为：
4.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，基于LSTM算法执行步骤S3。
6.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，在构建同步注浆预测结果修正器时，使所述同步注浆预测结果修正器按照如下公式进行修正：
7.一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定系统，其特征在于，用于实现如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，所述基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定系统包括：
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【技术特征摘要】
1.一种基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，在执行步骤s5时，以一环管片为一个预测单元循环执行步骤s51～步骤s54，直至施工结束：
3.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于，构建并训练若干同步注浆调整状态推理机的方法为：
4.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设定方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的基于知识数据双驱动的盾构同步注浆量设...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜乐，陈刚，李刚，吴惠明，王志杰，唐子淇，董鹏，王伊，陶昊辰，盛荣，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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