中国水利水电第一工程局有限公司;华能澜沧江水电股份有限公司张勇智获国家专利权
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龙图腾网获悉中国水利水电第一工程局有限公司;华能澜沧江水电股份有限公司申请的专利基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制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:CN120178661B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23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:202510660035.6,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制方法是由张勇智;于宝年;周少波;郝卫超;梅元涛;太子荣;毛威;李克胜;祝腾蛟;吴兴云设计研发完成,并于2025-05-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制方法在说明书摘要公布了:本申请涉及岩土工程施工技术领域,特别涉及基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制方法,其中,包括:获取包括地层渗透系数、灌浆压力、浆液稠度、灌浆流量和浆液扩散范围在内的施工数据;构建峡谷堆积体三维地质模型,并将上述参数与模型中的对应位置关联,生成带有地质属性的施工特征向量,并输入预先训练好的SVM模型中,以预测地质响应趋势,并据此修正PID控制模型的控制参数,然后对灌浆设备运行参数进行动态调控,使得PID控制参数和灌浆关键参数得以不断优化。由此,解决了现有技术中难以实现对复杂多变地质条件的自适应控制,导致灌浆参数设置不精准、施工质量不稳定等问题。
本发明授权基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于SVM及PID的峡谷堆积体帷幕灌浆施工控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取施工数据,其中,所述施工数据包括地层渗透系数、灌浆压力、浆液稠度、灌浆流量和浆液扩散范围; 构建峡谷堆积体三维地质模型,将所述地层渗透系数、灌浆压力、浆液稠度、灌浆流量和浆液扩散范围与所述三维地质模型中的对应位置进行关联,生成具有地质属性的施工特征向量; 将所述施工特征向量输入到预先训练好的SVM模型中,其中,通过对施工数据的深入分析和以往工程经验的总结,选择了径向基核函数作为SVM模型的核函数;在设置惩罚因子C和核函数参数γ的取值范围时,经过多次预试验和理论分析,确定惩罚因子C的取值范围为[0.1,10],核函数参数γ的取值范围为[0.01,1];采用网格搜索算法结合5折交叉验证的方法,对参数进行优化;在网格搜索过程中,将惩罚因子C以0.1为步长,从0.1到10进行遍历;核函数参数γ以0.01为步长,从0.01到1进行遍历;对于每一组C,γ参数组合,将训练数据集随机分成5份,每次选取4份作为训练集,1份作为验证集,在训练集上训练SVM模型,并在验证集上评估模型性能,使用准确率作为评估指标;经过对风险工况发生概率和影响程度的综合评估,设置正常工况样本的权重为1,塌孔样本权重为2,串浆样本权重为2.5,漏浆样本权重为3;利用确定好的目标惩罚因子、核函数参数和动态权重系数,对整个训练数据集进行SVM模型训练;在训练过程中,采用了随机梯度下降算法对模型进行优化,经过多轮迭代训练,模型逐渐学习到施工参数与风险工况之间复杂的非线性关系,最终得到了预先训练好的SVM模型,预测地质响应趋势,根据所述地质响应趋势,修正PID控制模型的控制参数,其中,所述PID控制模型的控制参数包括比例系数、积分系数和微分系数,其中,修正公式为: Kp=Kp0×1+α×ΔP; Ti=Ti01+β×ΔI; Td=Td0×1+γ×ΔD; 其中,ΔP、ΔI、ΔD为SVM输出的趋势变化量,α、β、γ为自适应调节系数,Kp为比例系数,Ti为积分系数,Td为微分系数; 利用修正后的PID控制模型对灌浆设备的运行参数进行动态调控,其中,获取灌浆设备的振动信号、温度数据、压力波动曲线和电机电流变化率的运行状态参数;将所述运行状态参数与历史故障数据进行特征匹配,根据长短时记忆网络建立设备故障预测模型,预测设备未来的故障概率;当所述预测的故障概率超过预警阈值时,自动发出预警信号,同时根据故障类型和严重程度,生成相应的应急处理方案,调整PID控制模型的控制策略;将所述动态调控后的灌浆效果数据再次输入到SVM模型中,形成闭环反馈机制,不断优化PID控制参数和灌浆关键参数,其中,设置反馈周期,在每个反馈周期内,将动态调控后的灌浆效果数据输入到预先训练好的SVM模型中,输出对当前灌浆状态的评估结果;将所述评估结果对应的灌浆效果数据与预设的灌浆效果指标进行对比分析,得到实际灌浆效果与预期的对比结果;根据所述对比结果调整SVM模型的输入参数,使模型适应不断变化的灌浆工况,同时调整PID控制模型的控制策略。
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