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基于复杂网络谱聚类的盾构工况研究
| 论文题名： | 基于复杂网络谱聚类的盾构工况研究 |
| 关键词： | 地铁施工;盾构工况;谱聚类;复杂网络 |
| 摘要： | 盾构施工在城市地铁建设中被广泛应用，盾构工况是其施工状态的反映，对施工效率、安全风险等有着重要影响。但由于盾构施工深埋地下，很难直接对其工况进行观察。因此，本研究以盾构参数作为盾构工况的表征，利用可视化以及数据聚类的方法对其进行分类，对盾构工况的影响因素和它们之间的相关关系进行研究，为实际工程提供借鉴。 在本研究中，以环为研究对象，选取了推力等12维盾构参数作为工况的表征，分别利用可视图法和欧氏距离-相似度矩阵法将高维参数集转化为复杂网络，实现可视化处理。然后构建出基于复杂网络的谱聚类算法作为主要聚类方法，并分别引入多种数据聚类和复杂网络社团挖掘算法作为对照方法，采用模块度等指标组建盾构工况聚类的效果评价体系。最后以某城市过江隧道盾构施工过程作为工程案例，选取其中751环，通过聚类分析发现基于复杂网络的谱聚类算法效果明显优于其他四种，分析发现造成各工况不同的因素主要是地层适应性、机械工作状态，且不同工况的风险程度时不同的。 通过研究我们发现，盾构工况是一个复杂系统，受到包括洞身地层、机械磨损等多种因素的影响，主要来自地层适应性和机械工作状态两大方面，基于复杂网络的谱聚类可以很好的应用于盾构工况聚类。同时，盾构工况也是施工风险的综合反映，可以通过观察盾构工况推断当前施工风险的大小。本本所给出的相关成果也为实际盾构施工中的工况控制提供了理论依据。另外，本研究同时也为未来的盾构工况分类器的研究打下了算法基础。 |
| 作者： | 张涵涛 |
| 专业： | 管理科学与工程 |
| 导师： | 周诚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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