[发明专利]基于掘进参数的施工风险评估方法及系统

权利要求书

1.一种基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，包括：

以预设频率采集当前时刻前预设时间段内的掘进参数数据；

根据预设规则将获取的每一条掘进参数数据分类，所述预设规则为：计算待分类掘进参数数据与各分组内的每一样本数据的差异值，将所述待分类掘进参数数据分到与所述待分类掘进参数数据差异值最小的样本数据所属的分组，各所述分组对应不同的施工风险等级，所述分组包含的样本数据为掘进设备处于对应该分组的施工风险等级的地层施工时具有的掘进参数数据；

计算分到各分组的掘进参数数据的数量比重，根据各分组的数量比重计算掘进设备所处施工区的施工风险值。

2.根据权利要求1所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，根据预设规则将获取的掘进参数数据分类，具体包括：

计算所述待分类掘进参数数据与各分组质心的差异值，按照计算得到的差异值从小到大的顺序将各分组排列，从差异值小的一端开始选取出若干分组；

分别计算选取出的若干分组内的每一样本数据与所述待分类掘进参数数据的差异值，选取出与所述待分类掘进参数数据差异值最小的样本数据，将所述待分类掘进参数数据分到该样本数据所属的分组。

3.根据权利要求1所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，根据以下公式计算待分类掘进参数数据与分组内的样本数据的差异值：

其中，d_i表示待分类掘进参数数据与第i分组内样本数据的距离，z_j表示待分类掘进参数数据的第j种掘进参数数据，z_ij表示属于第i分组的样本数据的第j种掘进参数数据，M表示采集的掘进参数数据包括掘进设备的M种掘进参数。

4.根据权利要求3所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，采集的掘进设备的掘进参数数据包括推进速度、贯入度、总推进力、刀盘速度、刀盘转矩、刀盘速度设置和推进速度设置。

5.根据权利要求1所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，根据以下公式计算所述掘进设备所处施工区的施工风险值：

其中，R表示施工风险值，c_i表示第i分组的分值权重，p_i表示分到第i分组的掘进参数数据的数量比重，N表示包括N个分组。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，训练获得各分组的方法包括：

获取掘进设备在具有不同施工风险等级的各类地层施工时的掘进参数数据，作为样本数据；

从样本数据集中随机选取若干样本数据，将该若干样本数据随机分成N个分组，并计算各个分组的质心；

对于样本数据集中未分组的样本数据，计算该样本数据与每一分组质心的差异值，将该样本数据分到质心与该样本数据差异值最小的分组内。并重新计算该分组的质心。

7.根据权利要求6所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，获取所述掘进设备在具有不同施工风险等级的各类地层施工时的掘进参数数据，作为样本数据包括：

使用Z-score标准化方法对所述掘进设备采集的掘进参数数据进行标准化处理，将处理后的数据作为样本数据。

8.根据权利要求6所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，获取样本数据包括：在对掘进设备采集的掘进参数数据中，排除掘进设备处于非掘进状态时的数据、推进速度为零或者刀盘速度为零的数据以及掘进设备处于起步阶段时的数据。

9.根据权利要求1所述的基于掘进参数的施工风险评估方法，其特征在于，包括第一分组、第二分组和第三分组；

所述第一分组包括的样本数据对应具有完整坚硬地层的施工地层，所述第二分组包括的样本数据对应地层坚硬度小于第一分组对应地层的施工地层，所述第三分组包括的样本数据对应破碎和不完整地层。

10.一种基于掘进参数的施工风险评估系统，其特征在于，用于执行权利要求1-9任一项所述的基于掘进参数的施工风险评估方法。