Previsão de desgaste de cortadores de disco TBM usando segmentação estratal e IPSO-LSTM em estrato de granito intemperizado misto

O monitoramento do estado de desgaste dos cortadores é importante para a construção segura e sustentável de escudos e para a gestão de custos. Neste artigo, um método inovador de segmentação estratal é proposto para converter dados de teste de resistência à compressão uniaxial (UCS) segmentados e discretos em um conjunto de dados sequencial, combinando-os com um perfil geológico. O conjunto de dados sequencial não apenas representa com precisão as condições estratais em mudança, mas também diferencia as condições de trabalho dos cortadores de disco em várias áreas do cabeçote de escavação. Suas características sequenciais podem ser melhor combinadas com parâmetros operacionais de escudo e modelos de séries temporais para previsão em tempo real. Além disso, o algoritmo de otimização por enxame de partículas (PSO) foi aprimorado com a adição de pesos de inércia variáveis e mecanismos de eliminação, que otimizaram efetivamente os hiperparâmetros do modelo de memória de longo e curto prazo (LSTM). O método proposto foi aplicado a um caso de tunelagem em campo com dados coletados da linha 18 do metrô de Guangzhou. Os resultados mostram que os dados de UCS obtidos usando o método de segmentação estratal proposto podem melhorar a precisão da previsão em comparação com métodos e modelos tradicionais. Em particular, o método combinado IPSO + LSTM + soma horizontal pode obter os resultados de previsão mais precisos e tem capacidade de previsão em tempo real. Com o método de segmentação estratal proposto, a abordagem de modelagem IPSO + LSTM é geralmente aplicável a condições de solo mais complexas e maiores diâmetros de escudo.