[发明专利]基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的设计方法和优化方法

权利要求书

1.一种基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，包括步骤：

S1、获取目标场地形状和钻孔数量N；

S2、根据目标场地形状和钻孔数量N，于目标场地平面内生成相应的加权质心化沃罗诺伊图；

S3、获取沃罗诺伊图各单元格的质心位置，生成基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案;

其特征在于，还包括步骤：

A1、初勘得到目标场地各点的土体参数样本，并定义土体参数样本的信噪比以量化工程勘察的鲁棒性；

A2、计算钻孔数量和工程勘察的鲁棒性的变化关系，所述鲁棒性随所述钻孔数量的增加呈衰减增长；

A3、以钻孔数量和鲁棒性的曲线拐点处的钻孔数目作为最优钻孔方案。

2.如权利要求1所述的基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，所述步骤S2为利用Lloyd算法于目标场地平面内生成加权质心化沃罗诺伊图。

3.如权利要求2所述的基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、于目标场地平面内随机生成N个样本点作为初始沃罗诺伊种子；

S22、根据N个样本点的当前位置计算沃罗诺伊图；

S23、对沃罗诺伊图中的每个单元格进行积分，计算出每个单元格的质心；

S24、将N个样本点的位置更新至对应沃罗诺伊图单元格的质心处；

S25、判断N个样本点的位置是否满足收敛准则，若否则循环重复步骤S22-S24，直至N个样本点的位置满足收敛准则；若是则停止。

4.如权利要求3所述的基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，所述步骤S22包括：在N个样本点中，计算任两相邻的样本点之间连线的中垂线，各中垂线相交形成沃罗诺伊图；添加辅助种子，以计算形成有界沃罗诺伊图。

5.如权利要求3所述的基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，步骤S25中，N个样本点和对应单元格质心的距离均小于预设阈值，则判断N个样本点的位置满足收敛准则。

6.如权利要求3所述的基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，步骤S25中，N个样本点和对应单元格质心的距离之和小于预设阈值，则判断N个样本点的位置满足收敛准则。

7.如权利要求1至6中任意一项所述基于沃罗诺伊图的钻孔布置方案的优化方法，其特征在于，所述步骤A1具体包括：

A11、根据钻孔布置方案进行初勘，获得目标场地中钻孔位置的土体参数；

A12、根据贝叶斯和随机场理论，获得目标场地各点土体参数的概率分布函数；

A13、通过马尔科夫蒙特卡洛抽样，获得目标场地各点土体参数的样本；

A14、基于目标场地各点土体参数的样本，通过映射函数计算钻孔布置方案的鲁棒性的表征参数。