隧道支护设计方案的确定方法及终端

本发明涉及隧道支护体系设计，尤其涉及一种隧道支护设计方案的确定方法及终端。

背景技术：

1、城市地下空间开发和山区交通设施运行得益于安全稳定的隧道环境，由于隧道支护设计方案对极端环境因素、复杂地质条件等综合效应影响非常敏感，隧道掘进施工过程中，需要超前地质预报去获得岩土体开挖面前方地质信息。但不同地质条件和环境因素势必会对隧道支护型式和施工方法产生影响，而且支护结构一旦成型，很难再做调整。因此确定隧道支护设计方案时，必须对开挖面前方地质条件和环境因素进行实时监测，并根据监测数据及时调整支护型式和施工方法，确保隧道施工安全。

2、由于以往的隧道支护设计方案的确定方法是根据施工经验判断的，确定过程中缺乏有效的理论论证和实时操作可能，得到的隧道支护设计方案很可能存在问题，且确定隧道支护设计方案的过程全为人工处理，浪费时间。因此，需要一种安全性高、稳定性好、适用广泛的智能化隧道支护设计方案的确定方法。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种隧道支护设计方案的确定方法及终端，以解决现有技术中确定隧道支护设计方案的过程浪费时间且得到的隧道支护设计方案不准确的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种隧道支护设计方案的确定方法，包括：

3、获取目标隧道当前状态下的特征参数，根据所述特征参数得到初始支护设计方案集；

4、获取预设智能决策模型，采用支护设计方案样本库中的方案集对所述预设智能决策模型进行训练，得到目标智能决策模型；

5、将所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案依次输入到所述目标智能决策模型中，得到每个初始支护设计方案对应的最优验证参数，根据所有的最优验证参数得到目标支护设计方案。

6、在一种可能的实现方式中，所述获取目标隧道当前状态下的特征参数，根据所述特征参数得到初始支护设计方案集，包括：

7、获取所述目标隧道当前状态下的地质参数、环境参数、支护参数和施工参数；

8、确定单参数变化条件下所述地质参数、所述环境参数、所述支护参数和所述施工参数对应的第一支护设计方案集；

9、确定多参数变化条件下所述地质参数、所述环境参数、所述支护参数和所述施工参数对应的第二支护设计方案集；

10、计算所述第一支护设计方案集和所述第二支护设计方案集的并集，并将所述并集作为所述初始支护设计方案集。

11、在一种可能的实现方式中，在所述根据所有的最优验证参数得到目标支护设计方案之后，还包括：

12、验证所述目标支护设计方案的可靠性；

13、当所述目标支护设计方案为可靠支护设计方案时，将所述目标支护设计方案和所述目标支护设计方案对应的最优验证参数添加到所述支护设计方案样本库中；

14、当所述目标支护设计方案为不可靠支护设计方案时，调整所述目标支护设计方案对应的所述地质参数、所述环境参数、所述支护参数和所述施工参数中的至少一个参数，得到二次目标支护设计方案，若所述二次目标支护设计方案仍为不可靠支护设计方案，则再次调整所述目标支护设计方案对应的地质参数、环境参数、支护参数和施工参数中的至少一个参数，直至所述地质参数、所述环境参数、所述支护参数和所述施工参数全部调整完成。

15、在一种可能的实现方式中，所述采用支护设计方案样本库中的方案集对所述预设智能决策模型进行训练，得到目标智能决策模型，包括：

16、在所述预设智能决策模型中构建隧道支护场景模型，根据预设网格参数对所述隧道支护场景模型进行网格划分，得到仿真隧道支护场景；

17、将所述支护设计方案样本库中的方案集分为训练方案集和测试方案集；

18、通过所述训练方案集对所述仿真隧道支护场景进行训练，得到所述训练方案集中每个训练方案与每个训练方案对应的最优验证参数之间的数值仿真关系；

19、将所述数值仿真关系应用于所述预设智能决策模型，得到所述目标智能决策模型。

20、在一种可能的实现方式中，在所述将所述数值仿真关系应用于所述预设智能决策模型之前，还包括：

21、根据所述数值仿真关系计算所述测试方案集中各个测试方案对应的测试最优验证参数；

22、根据确定所述数值仿真关系的准确度，根据所述准确度确定所述数值仿真关系的可行性；

23、其中，mape表示平均绝对百分比误差，n表示测试方案集中的测试方案总个数，t表示当前测试方案个数，yt'表示测试最优验证参数，yt表示真实的最优验证参数；

24、所述将所述数值仿真关系应用于所述预设智能决策模型，得到所述目标智能决策模型，包括：

25、将可行性达到预设标准的数值仿真关系应用于所述预设智能决策模型，得到所述目标智能决策模型。

26、在一种可能的实现方式中，所述将所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案依次输入到所述目标智能决策模型中，得到每个初始支护设计方案对应的最优验证参数，包括：

27、获取当前初始支护设计方案对应的第一特征参数；

28、根据所述数值仿真关系对所述第一特征参数进行数值仿真计算，得到所述当前初始支护设计方案的仿真结果；

29、计算所述仿真结果的误差，当所述仿真结果的量级大于误差的量级时，将所述仿真结果作为所述当前初始支护设计方案对应的最优验证参数；

30、按照确定所述当前初始支护设计方案对应的最优验证参数的方法，确定每个初始支护设计方案对应的最优验证参数。

31、在一种可能的实现方式中，所述根据所有的最优验证参数得到目标支护设计方案，包括：

32、将所述所有的最优验证参数中变形最小、应力最弱和多频段振动能力最低的最优验证参数作为目标最优验证参数，并将所述目标最优验证参数对应的初始支护设计方案作为所述目标支护设计方案；

33、若所述所有的最优验证参数中不存在同时满足变形最小、应力最弱和多频段振动能力最低的最优验证参数，则将所述所有的最优验证参数中变形最小的最优验证参数作为所述目标最优验证参数，并将所述目标最优验证参数对应的初始支护设计方案作为所述目标支护设计方案。

34、在一种可能的实现方式中，在所述将所述并集作为所述初始支护设计方案集之后，还包括：

35、根据参数变化情况对所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案进行分类；

36、所述验证所述目标支护设计方案的可靠性，包括：

37、获取所述目标支护设计方案对应分类中的第三支护设计方案集，计算所述目标支护设计方案的目标多参数最优值和所述第三支护设计方案集中每个初始支护设计方案的多参数最优值；

38、计算所述目标支护设计方案的条件概率；

39、将所述目标多参数最优值与所有多参数最优值进行比较，当所述目标多参数最优值小于所有多参数最优值，且所述目标支护设计方案的条件概率分布收敛时，所述目标支护设计方案为可靠支护设计方案。

40、在一种可能的实现方式中，所述根据参数变化情况对所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案进行分类，包括：

41、根据所述单参数变化条件下和所述多参数变化条件下进行参数变化的参数类型对所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案进行分类。

42、第二方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的方法的步骤。

43、本发明实施例提供一种隧道支护设计方案的确定方法及终端，通过获取目标隧道当前状态下的特征参数，根据所述特征参数得到初始支护设计方案集；获取预设智能决策模型，采用支护设计方案样本库中的方案集对所述预设智能决策模型进行训练，得到目标智能决策模型；将所述初始支护设计方案集中的全部初始支护设计方案依次输入到所述目标智能决策模型中，得到每个初始支护设计方案对应的最优验证参数，根据所有的最优验证参数得到目标支护设计方案。本发明在确定目标支护设计方案的过程中，是通过目标智能决策模型对初始支护设计方案进行处理的，目标智能决策模型的引入，也使得本发明的处理效率相比于人工处理更加高效，更加方便快捷。并且由于目标决策模型是根据方案集多次训练得到的，目标决策模型的输出是存在实际数据依据的，得到的目标支护设计方案也会更加准确。