盾构施工分析预测大数据技术应用研究PPT格式课件下载.pptx

1、研究现状：掘进参数理论公式相关参数较少工程经验公式存在推广的局限性INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES A损ND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,研究背景,盾构施工技术信息化发展迎接地铁建设高潮的挑战 提升施工质量和效能的要求 优化分析掘进参数的需要,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,大数据时代,研究背景,互联网,医疗,保险,教育,金融,交通,盾构施工技 术信息化分 析与预测？,INTERNATIONAL CONFERENCE ON

2、 PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,数据量级：GB/TB数据类型：多样化数据动态：实时动态技术需求：数据模型,研究背景,大数据时代,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,研究背景,提出研究主题盾构施工分析预测大数据技术应用研究预期目标建立基于大数据技术的盾构施工智能预测分析系统近期目标系统架构模型设计参数关联模型的数据挖掘试验,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLO

3、GY 2016,系统总体架构设计方案简介总体架构分为六个部分：数据源-多途径数据收集 数据获取层-数据预处理 数据存储层-SQL数据仓库功能应用层-基于Hadoop平台的Mahout 引擎 展现层-访问门户信息发布、查询平台数据管理维护区-数据质量管理、监控调度等,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,盾构施工智能分析预测系统架构,盾构施工智能分析预测系统架构,SQL数据仓库数据预处理 数据收集,Shield Tunneling Intelligence Analysis System Arch

4、itecture信息发布查询基于Hadoop平 台Mahout 引擎,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,盾构施工数据挖掘试验,数据挖掘的关联分析试验步骤:数据概况 数据预处理数据特征描述 关联规则挖掘模型应用测试评价,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,数据来源广州13号线数据集 320 rings训练集 270 rings测试集 50 rings静态数据（试验用）CSV 格式文件,INTE

5、RNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,盾构施工数据挖掘试验,数据概况,数据预处理,1）线路数据来源：线路平纵断面图,盾构施工数据挖掘试验,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,2）地层数据来源：地质纵断面图,数据预处理地层编号：关联因素+编码规则,盾构施工数据挖掘试验,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,

6、3）掘进数据来源：盾构机数据采集系统,数据预处理去除异常值、缺失值记录 数据离散化分段,盾构施工数据挖掘试验,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,数据预处理,4）监测数据来源：施工现场监测表整理,去除异常或缺失值记录 数据离散化分段,盾构施工数据挖掘试验,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,数据特征描述,盾构施工数据挖掘试验,掘进开挖面地层与上覆土层类型分布图 数据预处理结果：227 ring

7、sTunnel_layer types,Cover_layer types,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,描述性分析,数据特征描述,盾构掘进参数-环号分布图,数据特征描述,盾构施工数据挖掘试验,确定数据挖掘的参数组：Tunnel_layerTunnelling speed（cm/min）Total thrust（1.0e4 kN）Cutter torque（kNm）Soil pressure（MPa）Grouting pressure（MPa）Screw rotationalspeed（

8、rmp）Settle_5,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则（Association Rules）,在数据系统中，迅速找出各事物之间潜在的、有 价值的关联，用规则表示 出来，经过推理、积累形 成知识后，得出重要的相 关联的结论。,最有影响力挖掘布尔关联规则频繁 项集的算法。可扩展并行计算。,两个阈值：最小支持度Min_ Sup最小可信度Min_Conf 推荐关联规则,盾构施工数据挖掘试验,关联规则挖掘关联规则表达形式：前件 items=结论 itemApriori算法Sup-Conf

9、模型,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则挖掘,盾构施工数据挖掘试验,Apriori 算法结果：20项推荐关联规则（minsup=7%,minconf=90%）,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则挖掘,盾构施工数据挖掘试验,Apriori 算法结果：20项推荐关联规则（minsup=7%,minconf=90%）,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIP

10、ELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则挖掘,关联性强弱排序的度量类型置信度（confidence）,盾构施工数据挖掘试验,提升度（lift），杠杆率（leverage），确信度（conviction）。（minsup=7%,minconf=90%）,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则挖掘,盾构施工数据挖掘试验,推荐关联规则模型:建立模型知识库minsup=7%,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES A

11、ND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,关联规则挖掘,关联规则模型讨论:,盾构施工数据挖掘试验,推荐模型关联参数的不同数量与地层类型有关？,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,盾构施工数据挖掘试验,模型应用测试与评价,数据测试集:50 rings模型测试准确率：14/17=82%,结论：说明推荐关联模型比较合理！,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,结论与建议,大数据挖掘技

12、术应用于盾构施工分析预测的合理性数据离散化量度 关联算法适用性 参数模型知识库,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,大数据技术平台的研发数据仓库、大数据分析平台的研发结合聚合、多元回归等多种算法分析联合建模,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,结论与建议,合作单位提供工程数据资料百度网页来源部分图片课题组成员共同努力,INTERNATIONAL CONFERENCE ON PIPELINES AND TRENCHLESS TECHNOLOGY 2016,致谢,