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龙图腾网获悉中国公路工程咨询集团有限公司;中咨数据有限公司;中交第一航务工程勘察设计院有限公司申请的专利一种隧道掌子面监测系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119644325B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411711554.2，技术领域涉及：G01S13/88；该发明授权一种隧道掌子面监测系统及方法是由谭瑞梅;赵晓峰;钱振宇;程向军;陈功;张志设计研发完成，并于2024-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道掌子面监测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种隧道掌子面监测系统及方法，涉及岩土地质监测技术领域，通过地质雷达设备采集掌子面岩层反射信号并通过小波变换去噪处理，生成降噪数据集D1，有效降低了数据中的噪声干扰，提升了原始数据的可用性；其次，进行雷达信号特征提取，组成特征向量V，使不同地质层的物理特性能够被精确表达；再通过支持向量机分类算法进行分析，获取初步分界点集P1，快速完成地质层边界的初步识别；并进一步进行修正，获取修正后的分界点集P2，消除了分类算法可能引入的边界误差，并同步与分界稳定状态阈值Tthe进行对比，生成地质稳定状态标识S，明确掌子面区域内的地质稳定性，实现了分界建模和施工方案生成的完整闭环。

本发明授权一种隧道掌子面监测系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道掌子面监测方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、通过地质雷达设备采集掌子面岩层反射信号，形成原始数据集D0，并通过小波变换去噪处理，生成降噪数据集D1； S2、对降噪数据集D1进行雷达信号特征提取，获取岩层材料差异性特征、信号衰减特征和主频偏移特征，组成特征向量V； S3、通过对特征向量V使用支持向量机分类算法进行地址层边界初步识别，获取初步分界点集P1； 所述S3包括S31和S32； S31、对通过对特征向量V进行数据标准化处理，获取标准化后的标准特征向量Vn，再使用支持向量机分类算法进行地址层边界初步识别，具体通过支持向量机分类算法找到一个超平面； 所述超平面通过以下目标分类函数获取： ； 式中，f（F）表示目标分类函数的输出，具体表示标准特征向量Vn中第F个标准特征向量的类别，具体根据输出f（F）进行判断类别，sign表示符号函数，m表示支持向量的数量，Sj第j个支持向量，wj表示第j个支持向量的权重值，K（F，Sj）表示核函数，b表示超平面的偏置项，具体用于调整超平面的位置，m表示支持向量的数量； S32、根据找到的超平面对标准特征向量Vn进行分类，同步对不同类别的地质层数据分界点进行分隔，获取初步分界点集P1； 所述初步分界点集P1具体通过对输入的标准特征向量Vn使用目标分类函数进行推断，并根据目标分类函数的输出f（F），进行统计每个分界点的分类结果，再进行标记边界点的位置，组成初步分界点集P1； 所述初步分界点集P1通过P1={z|f（F）=0}计算公式获取，具体表示对满足目标分类函数输出为0的特征向量点进行集合，表示了地质层边界点； S4、对获取的初步分界点集P1进行修正，获取修正后的分界点集P2； 所述S4包括S41； S41、对获取的初步分界点集P1进行修正，包括对初步分界点集P1中的分界点位置的邻近点分布进行分析，包括出现邻近点的位置偏离了邻近点的平均位置的10%，判定当前分界点需要进行修正，并将修正后的分界点重新代入初步分界点集P1，组成修正后的分界点集P2； 所述修正包括使用邻近点插值法进行修正，进行平滑分界点位置； S5、通过使用分界点集P2进行建立地质层分界三维模型，获取掌子面地质层三维模型M，同步与分界稳定状态阈值Tthe进行对比，生成地质稳定状态标识S，并生成施工支护方案； 所述S5包括S51和S52； S51、通过使用分界点集P2进行建立地质层分界三维模型，获取掌子面地质层三维模型M，通过对分界点集P2中离散的分界点进行空间插值拟合，包括对获取的若干个三维分界面模型中的分界值Ms（x，y，z）进行拟合，生成地质层分界的连续曲面； 所述分界值Ms（x，y，z）通过以下计算公式获取： ； 式中，Ms（x，y，z）表示三维分界面模型中的分界值，Wm表示插值权重，与分界点的空间分布相关，Qm（x，y，z）表示第m个分界点的插值基函数，M表示分界点的总数，具体表示分界点集P2中分界点的总数； S52、根据掌子面地质层三维模型M中的若干个分界值Ms（x，y，z）与分界稳定状态阈值Tthe进行对比，并与容差范围RC进行关联，生成地质稳定状态标识S，以及生成施工支护方案，所述地质稳定状态标识S通过以下对比方式获取： ； 当S=1时，获取分界值Ms（x，y，z）稳定结果，生成施工支护方案保持原有方案进行支护； 当S=0时，获取分界值Ms（x，y，z）不稳定结果，生成施工支护方案在保持原有方案进行支护的同时，对不稳定的分界值Ms（x，y，z）的分布位置进行点规划锚杆、混凝土和钢筋网相关额外支护措施。

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