隧道工程信息化設(shè)計與智能分析方法研究

針對隧道工程中存在的設(shè)計施工質(zhì)量問題和對環(huán)境的影響，本項目將采用三維可視化仿真方法模擬隧道施工全過程，用人工智能技術(shù)進(jìn)行巖體力學(xué)參數(shù)和初始地應(yīng)力的預(yù)測與反分析，形成一個完整的分析、設(shè)計、管理控制指揮系統(tǒng)，為隧道工程提供一個方便實用、快速可靠的可視化設(shè)計、分析與管理工具，以取代工程類比法，提高設(shè)計施工質(zhì)量。 2100433B

巖土與隧道工程所現(xiàn)有巖土工程、隧道工程和防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)工程三個專業(yè)方向。面對研究生規(guī)模的擴(kuò)大，公路學(xué)院制定了《公路學(xué)院研究生培養(yǎng)實施細(xì)則》，本所制定了詳細(xì)的課程建設(shè)體系，修改并完善了巖土工程專業(yè)、隧道工程專業(yè)和防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)工程學(xué)術(shù)性碩士、建筑與土木工程專業(yè)型碩士和巖土工程和隧道工程博士、防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)工程博士培養(yǎng)計劃，各個專業(yè)方向碩士研究生課程設(shè)置包括：公共學(xué)位課、基礎(chǔ)理論課、專業(yè)學(xué)位課、專業(yè)選修課等。

本所在研究生培養(yǎng)過程中，幾代師生團(tuán)結(jié)協(xié)作，開拓進(jìn)取，在強化特色同時，不斷拓寬研究領(lǐng)域，研究主要涵蓋以下方向：特殊土性狀及工程應(yīng)用；軟粘土力學(xué)基地及處理；巖土體動力學(xué)理論與技術(shù)；深基礎(chǔ)與新型基礎(chǔ)；邊坡與防護(hù)工程；地下工程與環(huán)境巖土工程；地下工程與公路隧道工程；公路隧道結(jié)構(gòu)理論；公路隧道運營環(huán)境；公路隧道機電工程；地鐵工程與盾構(gòu)技術(shù)；地下結(jié)構(gòu)長期性能與公路隧道維護(hù)；道路防災(zāi)減災(zāi)；災(zāi)害評價與管理；工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)工程；地下工程防災(zāi)減災(zāi)工程。

本所已擁有碩士生導(dǎo)師38人，博士生導(dǎo)師10人。自學(xué)科建立以來已培養(yǎng)了500余名碩、博士研究生。

《地下工程智能反饋分析方法與應(yīng)用》介紹了地下工程問題智能評估、地下工程時間序列預(yù)測與控制、地下工程參數(shù)的智能識別和施工方案智能優(yōu)化以及地下工程反饋分析集成智能系統(tǒng)等前沿的地下工程智能反饋分析方法，并介紹這些方法在水電地下廠房及交通隧道等工程建設(shè)中的應(yīng)用?！兜叵鹿こ讨悄芊答伔治龇椒ㄅc應(yīng)用》可供巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、水利工程、交通工程和采礦工程等專業(yè)的高校教師、科研人員與工程技術(shù)人員閱讀參考，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的參考書。

第1章 緒論

1.1 地下工程的特點

1.2 反饋分析的概念

1.3 地下工程反饋分析的現(xiàn)狀

1.3.1 地下工程反饋分析研究

1.3.2 地下工程施工方案優(yōu)化研究

1.3.3 地下工程施工控制研究

1.3.4 地下工程分析方法的發(fā)展趨勢

1.4 本書的主要內(nèi)容

第2章 地下工程系統(tǒng)及智能分析方法

2.1 引言

2.2 地下工程的巨系統(tǒng)特點

2.3 地下工程施工過程的優(yōu)化

2.4 地下工程的數(shù)值分析方法

2.4.1 總述

2.4.2 快速拉格朗日數(shù)值模擬方法

2.4.3 土體滲流概論

2.5 機器學(xué)習(xí)與支持向量機

2.5.1 機器學(xué)習(xí)的基本問題

2.5.2 統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的核心內(nèi)容

2.5.3 支持向量機及學(xué)習(xí)算法

2.6 仿生優(yōu)化算法

2.6.1 遺傳算法

2.6.2 粒子群優(yōu)化算法

2.6.3 差異進(jìn)化算法

2.7 智能決策支持系統(tǒng)

2.8 并行計算

第3章 地下工程智能模式識別

3.1 地下工程支持向量機模式識別方法

3.1.1 支持向量機二元分類器原理

3.1.2 支持向量機多元分類器原理

3.2 支持向量機模式識別應(yīng)用

3.2.1 突水危險性的智能模式識別

3.2.2 礦井突水水源智能模式識別

3.2.3 圍巖支擴(kuò)設(shè)計智能模式識別

3.2.4 沖擊地壓危險性智能模式識別

3.3 基于CLIPS的支護(hù)設(shè)計專家系統(tǒng)

3.3.1 CuPS簡介

3.3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.3.3 系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

3.3.4 工程應(yīng)用

第4章 地下工程監(jiān)測時間序列預(yù)測與控制

4.1 隧道施工監(jiān)測

4.1.1 必測項目

4.1.2 選測項目

4.2 監(jiān)測信息時間序列的數(shù)學(xué)描述

4.3 傳統(tǒng)時間序列概念與方法

4.3.1 指數(shù)平滑法

4.3.2 ARMA時間序列及特性

4.4 監(jiān)測信息時間序列的SVM模型

4.4.1 應(yīng)用實例1——水布埡交通洞收斂位移時間序列預(yù)測

4.4.2 應(yīng)用實例2——水布埡廠房側(cè)墻收斂位移時間序列預(yù)測

4.5 地下工程時間序列智能控制

4.5.1 基于工程實例智能獲取圍巖最大允許變形的方法

4.5.2 基于支持向量機隧道施工智能控制模型

第5章 地下工程參數(shù)智能識別

5.1 進(jìn)化－數(shù)值模擬反分析方法及其應(yīng)用

5.1.1 進(jìn)化－數(shù)值模擬反分析方法

5.1.2 基于VTK可視化平臺開發(fā)

……

第6章 地下工程的施工方案智能優(yōu)化方法

第7章 地下工程反饋分析集成智能系統(tǒng)

第8章 工程應(yīng)用

參考文獻(xiàn)2100433B