【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于盾構施工監測，特別涉及一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法。
技術介紹
1、盾構施工方法是隧道施工的主要方式，具有對土體擾動小，施工效率高等優點。由于盾構螺旋輸送機是盾構機調節土倉壓力的重要裝置，其轉速控制是盾構機掘進時的關鍵參數之一。合理地設定螺旋輸送機參數是保障隧道高效安全施工的關鍵。
2、目前機器學習已逐漸成為盾構機掘進參數控制的主要方法。網格搜索，粒子群等優化算法常被用于調整機器學習模型中的超參數，但這些方法存在搜索效率低、隨機性差等問題。
3、xgboost模型是一種基于gradient?boosting的機器學習算法，衍生于梯度提升樹。xgboost會構建多個弱評估器，例如決策樹模型，弱評估器在模型迭代計算過程中構建。然后xgboost匯總所有弱評估器的結果組成的強評估器。xgboost通過引入二階導數在損失函數求解中做泰勒展開，使得模型結果更加精確。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提出了一種基于天牛混合粒子群和xgboost(extreme?gradient?boosting)模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，即綜合天牛混合粒子群和xgboost模型構建一種bas-pso-xgboost的混合模型，用于預測盾構螺旋輸送機轉速。具體的，在pso算法的基礎上，結合天牛混合粒子群搜索方法的理念，在單個粒子位置更新過程中增加局部搜索階段，提高單個粒子的隨機搜索能力，其中，盾構參數控制
2、本專利技術技術方案：
3、一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，包括以下步驟：
4、步驟1：刪除0值，從盾構機數據集中剔除掉盾構螺旋輸送機轉速等級為0的全部數據；
5、步驟2：缺失值處理，使用線性插值法填充原始數據中的缺失值；
6、步驟3：異常值處理，基于速度約束修復處理異常值；
7、步驟4：特征選擇，通過施工經驗和卡方過濾方法選擇和標簽相關性最高的特征。
8、步驟5：構建訓練樣本并歸一化樣本數據，把原始數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集；
9、步驟6：構建用于盾構螺旋輸送機轉速預測的bas-pso-xgboost的混合模型；
10、步驟7，使用步驟5訓練樣本訓練bas-pso-xgboost混合模型；
11、步驟8，獲取盾構機實時狀態數據，使用步驟7獲得的預測模型，求得螺旋輸送機轉速預測數據，用于盾構螺旋輸送機轉速控制。
12、有益效果
13、1相比傳統粒子群優化算法，本方法提高了單個粒子的搜索隨機性。
14、2相比于其他混合機器學習模型，本方法具有較好的模型預測精度。
15、3同傳統的盾構螺旋輸送機轉速預測方法相比，該方法地質條件的適應范圍更廣、模型的泛化能力增強、響應速度更快、對盾構螺旋輸送機轉速的預測控制效果更加準確等。
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1.一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟2中，
3.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟3中，
4.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟4中，
5.根據權利要求4所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟4中，選擇的特征如下：
6.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟6中，選擇5個XGBoost模型超參數作為BAS-PSO算法的優化目標，如下：
7.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟7包括以下步驟：
9.根據權利要求7所述一種基于天牛混合粒子群和XGBoost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，k取為50。
...【技術特征摘要】
1.一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟2中，
3.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟3中，
4.根據權利要求1所述一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟4中，
5.根據權利要求4所述一種基于天牛混合粒子群和xgboost模型的盾構螺旋輸送機轉速預測方法，其特征在于，步驟4中，選擇的特征如下：
6.根據權利要求1所述一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張恒，毛健，杜津平，葉俊，楊偉清，王迦杰，蔣云飛，曾輝，楊立偉，趙天健，
申請(專利權)人：上海地鐵盾構設備工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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