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Enhanced wear prediction of tunnel boring machine disc cutters for accurate remaining useful life estimation using a hybrid model

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2024年第4期18卷 642-662页

作者： Xinghai ZHOU Yakun ZHANG Guofang GONG Huayong YANG qiaosong chen Yuxi chen Zhixue SU The State Key Laboratory of Fluid Power&Mechatronic Systems Zhejiang UniversityHangzhou 310027China Guangzhou Rail Transit Construction Engineering Consulting Co. Ltd.Guangzhou 510000China China Railway Engineering Equipment Group Co. Ltd.Zhengzhou 450016China

In tunnel construction with tunnel boring machines(TBMs),accurate prediction of the remaining useful life(RUL)of disc cutters is critical for timely maintenance and replacement to avoid delays and cost *** paper introduces a novel hybrid model,integrating fundamental and data-driven approaches,to enhance wear prediction of TBM disc cutters and enable accurate RUL *** fundamental model is improved by incorporating composite wear mechanisms and load estimation techniques,showcasing superior prediction accuracy compared to single-mechanism ***,the hybrid model innovatively incorporates a data-driven supplementary residual term into the improved fundamental model,leading to a high-performance wear prediction *** actual field data from a highway tunnel project in Shenzhen,the performance of the hybrid model is rigorously tested and compared with pure fundamental and data-driven *** hybrid model outperforms the other models,achieving the highest accuracy in predicting TBM disc cutter wear(mean absolute error(MAE)=0.53,root mean square error(RMSE)=0.64).Furthermore,this study thoroughly analyzes the hybrid model’s generalization capability,revealing significant impacts of geological conditions on prediction *** model’s generalization capability is also improved by expanding and updating the data *** RUL estimation results provided by the hybrid model are straightforward and effective,making it a valuable tool by which construction staff can monitor TBM disc cutters.

关键词： tunnel boring machine disc cutter wear prediction remaining useful life field data hybrid model

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广州地铁六号线黄花岗至沙河顶暗挖区间下穿内环路技术方案研究

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现代隧道技术 2011年第6期48卷 155-162页

作者：陈乔松陈飞广州市地下铁道总公司建设事业总部广州510380

城市轨道交通工程下穿重要交通要道、建(构)筑物是不可避免的,工程自身和周边建(构)筑的安全控制非常困难。文章结合广州地铁六号线黄花岗站至沙河顶站暗挖区间下穿市内环路段工程所遇到的隧道超浅埋、围岩稳定性差、周边建(构)筑物保... 详细信息

城市轨道交通工程下穿重要交通要道、建(构)筑物是不可避免的,工程自身和周边建(构)筑的安全控制非常困难。文章结合广州地铁六号线黄花岗站至沙河顶站暗挖区间下穿市内环路段工程所遇到的隧道超浅埋、围岩稳定性差、周边建(构)筑物保护难等问题进行了分析,通过采用钢便桥、WSS全断面注浆、大管棚、CD工法等措施,有效解决了超浅埋隧道施工及周边建筑保护中的相关问题。

关键词：钢便桥 CD工法 WSS注浆超浅埋

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高富水复合砂层盾构隧道渗透破坏原因分析

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地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 302-310页

作者：黄辉潘泓陈乔松蔡磊骆冠勇广州地铁集团有限公司广州510330 华南理工大学土木与交通学院广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640 广州轨道交通建设监理有限公司广州510010

特殊的地层条件及水力条件是事故发生的关键因素。本文通过砂土流失模型试验,发现单一砂层、复合砂层的渗流破坏特征存在显著不同。单一砂层和“上粗下细”复合砂层的侵蚀空洞呈漏斗形,而“上细下粗”复合砂层的侵蚀空洞呈碗形。当渗流... 详细信息

特殊的地层条件及水力条件是事故发生的关键因素。本文通过砂土流失模型试验,发现单一砂层、复合砂层的渗流破坏特征存在显著不同。单一砂层和“上粗下细”复合砂层的侵蚀空洞呈漏斗形,而“上细下粗”复合砂层的侵蚀空洞呈碗形。当渗流出口处于粗细交界面时,上细下粗的复合砂层,使大部分的水头损失消耗在上部的细砂层中。相同条件下,“上细下粗”复合砂层中的渗流破坏最为强烈。广东某地铁区间突发涌水涌砂导致地面坍塌。事发地为珠三角河网地带,盾构机处于由下层中粗砂和上粉细砂组合而成的复合砂层中,同时邻近河涌强供水,两种结合极易发生涌水涌砂,引发周围地层砂水快速流失,造成上覆土层的大面积塌陷。试验结果与现场现象相吻合,揭示了高富水复合砂层中容易导致事故的地层和水力方面原因及上述多种因素组合致灾的机理。在类似工程勘察设计阶段,需重视复合砂层的识别,并做好盾构的“密封”措施,防止渗流出口的出现。

关键词：复合砂层地下结构流土渗流破坏空洞

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土压平衡盾构施工污水净化处理技术研究

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现代隧道技术 2011年第3期48卷 154-158页

作者：陈乔松朱六兵广州市地下铁道总公司建设事业总部广州510380

土压平衡盾构工程施工过程中会产生大量污水,若未经处理直接排放将对周围的环境造成一定的污染。特别是在市区施工,环境保护要求高,施工场地狭小,若采用传统多级平流沉淀池进行污水自然沉淀,已很难满足城市污水排放要求和施工需要。文... 详细信息

土压平衡盾构工程施工过程中会产生大量污水,若未经处理直接排放将对周围的环境造成一定的污染。特别是在市区施工,环境保护要求高,施工场地狭小,若采用传统多级平流沉淀池进行污水自然沉淀,已很难满足城市污水排放要求和施工需要。文章针对盾构法施工污水排放问题介绍了一种新的污水净化处理系统,施工污水经过该系统处理后可以直接排放到城市下水道;其处理后的产物——清水,可以循环利用,具有很好的社会经济效益;该系统并具有处理效率高、性价比高等特点。

关键词：盾构施工泥水分离环境保护循环利用带式压滤脱水机

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基于MPI的近邻距离加权偏标记学习算法之并行实现

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江苏大学学报（自然科学版） 2018年第6期39卷 689-695页

作者：王进高延雨邓欣陈乔松重庆邮电大学计算智能重庆市重点实验室重庆400065

针对基于样例的偏标记学习方法 IPAL需对每个样本求取近邻及近邻的权值、耗时太多而不适用于求取大规模数据的问题,提出了一种基于近邻距离加权的偏标记学习算法,对IPAL中近邻权值的求取方式进行改进.为提升新算法的运行效率,在训练集... 详细信息

针对基于样例的偏标记学习方法 IPAL需对每个样本求取近邻及近邻的权值、耗时太多而不适用于求取大规模数据的问题,提出了一种基于近邻距离加权的偏标记学习算法,对IPAL中近邻权值的求取方式进行改进.为提升新算法的运行效率,在训练集与测试集的读取、相似度图的构建、迭代标记传播和测试样本的预测等方面进行了并行计算;设计了新算法的并行模型,且在MPI的集群环境下实现此模型.将改进后串行算法WIPAL的运行效率和分类准确率与IPAL进行对比,且将不同进程数下并行算法PWIPAL的运行时间和加速比进行对比.试验结果表明:新算法在保证分类准确率的前提下缩短了运行时间;随着数据规模的增大,PWIPAL与WIPAL分类准确率相同,运行时间的加速比逐渐接近所设定的进程数,可以用来处理大规模数据.

关键词：偏标记学习并行大规模数据 MPI 运行效率

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基于压缩和油脂逃逸试验的盾尾刷密封性分析

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西南交通大学学报 2023年第1期58卷 125-132页

作者：钟小春黄思远竺维彬陈乔松游智河海大学土木与交通学院江苏南京210098 广州地铁集团有限公司广东广州510220 广州轨道交通建设监理有限公司广东广州510010

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,... 详细信息

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,利用油脂逃逸试验获取不同工况下盾尾刷的油脂逃逸量;最后,以贴合力为媒介,将影响盾尾刷质量的因素与油脂逃逸量联系起来,探讨盾尾刷的密封性能.研究结果表明:长期挤压、盾尾刷磨损程度、砂浆渗入等因素对盾尾刷弹性性能的影响显著,尤其是砂浆渗入,盾尾刷弹性性能损失最大可达90%;油脂压力存在一临界压力,盾尾间隙为50、70、90 mm的临界油脂压力分别为0.4、0.3、0.2 MPa,低于临界压力时油脂逃逸量极少,超过临界压力时油脂逃逸量陡增,油脂压力增加0.1 MPa,油脂逃逸量增加4倍以上;在盾构平均盾尾间隙(70 mm)条件下,当保护板磨损超过1/2与砂浆渗入比超过10%时,油脂逃逸将超过工程容许上限.

关键词：盾构隧道盾尾刷动态压缩油脂逃逸密封

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融合知识图谱与图片特征的推荐模型

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电子与信息学报 2022年第5期44卷 1723-1733页

作者：陈乔松郭傲东杜雨露张怡文朱越重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 安徽新华学院信息工程学院合肥230000 河南农业大学信息与管理科学学院郑州450046

目前知识图谱研究主要面向信息检索、自然语言理解等领域,在推荐系统中融合知识图谱成为推荐领域学者广泛关注的问题。为了解决单一知识图谱忽略的丰富知识信息,该文对知识图谱进行多模态扩展,并提出一种融合知识图谱与图片特征的推荐模... 详细信息

目前知识图谱研究主要面向信息检索、自然语言理解等领域,在推荐系统中融合知识图谱成为推荐领域学者广泛关注的问题。为了解决单一知识图谱忽略的丰富知识信息,该文对知识图谱进行多模态扩展,并提出一种融合知识图谱与图片特征的推荐模型(KG-I)。不同于其他基于知识图谱的推荐算法,该方法增加视觉嵌入、知识嵌入和结构嵌入去挖掘用户项目之间的隐式反馈信息。该模型利用深度游走模型(Deep Walk)捕获空间结构的方法和波纹网络模型(RippleNet)挖掘知识图谱的知识表达的思想,并且考虑图片对用户偏好的影响,有效地将信息进行融合,并在真实数据集上与其他模型实验比较,研究多种特征的影响,分析不同稀疏度数据下的表现。结果表明,融合知识图谱与图片特征的个性化推荐模型完全优于其他的对比算法并且有效缓解数据稀疏情况。

关键词：图像处理知识图谱数据融合多模态

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基于标签相关性的标签特定特征多标签学习

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江苏大学学报（自然科学版） 2023年第5期44卷 554-563,576页

作者：王进梁晨孙开伟陈乔松邓欣重庆邮电大学数据工程与可视计算重点实验室重庆400065

针对标签特定特征多标签学习算法(multi-label learning with label-specific features,LIFT)未能在聚类以及分类阶段考虑标签相关性问题,提出一种基于标签相关性的标签特定特征多标签学习算法(multi-label learning with label-specific features via label correlations,LFLC).将标签空间加入特征空间进行聚类构建分类模型,采用考虑标签相关性的聚类集成技术为每个标签构造标签特定特征,使用相关性矩阵构建无向完全图并挖掘图中标签集合相关性,通过树集成表达标签间多种不同结构的强相关性.在试验部分,采用涵盖不同领域的10个数据集,以Hamming Loss、Ranking Loss、One-error、Coverage、Average Precision和macroAUC为评估指标,进行了参数敏感性分析和统计假设检验.结果表明:结合聚类集成与标签间强相关性的LFLC算法较其他对比多标签算法整体上能取得较好的效果.

关键词：多标签学习标签特定特征聚类集成标签相关性无向完全图最小生成树

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基于属性敏感卷积神经网络的行人属性分类

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江苏大学学报（自然科学版） 2019年第4期40卷 431-438页

作者：王进黄超王科范磊陈乔松重庆邮电大学计算智能重庆市重点实验室

针对行人属性分类受行人属性不均衡影响的问题,提出了一种基于属性敏感卷积神经网络的行人属性分类方法.首先调整现有的卷积神经网络结构,通过融合正反通道激活模块的使用,使模型能够感知更加详细的行人属性;其次引入属性不均衡损失函数... 详细信息

针对行人属性分类受行人属性不均衡影响的问题,提出了一种基于属性敏感卷积神经网络的行人属性分类方法.首先调整现有的卷积神经网络结构,通过融合正反通道激活模块的使用,使模型能够感知更加详细的行人属性;其次引入属性不均衡损失函数,根据属性的不均衡比例自适应更新网络权重,利用误差的反向传播对少类属性增加其权值,提升模型对少类属性的敏感;最后在PETA数据集上,对54个属性进行了分类试验.结果表明:相比MLCNN等方法,新方法在36分类任务上取得了提升;在平均准确度、平均召回率和平均AUC上,分别提升2.13%,2.38%和1.19%.

关键词：卷积神经网络行人属性分类属性敏感属性不均衡误差反向传播

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土压平衡盾构穿越富水砂层双螺旋输送机控制喷涌技术探讨

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广东土木与建筑 2015年第1期22卷 44-46页

作者：陈乔松广州市地下铁道总公司建设事业总部广州510380

对于富水砂层地段,通常选择泥水盾构,但由于整个标段的地质变化、施工场地限制等原因,有时也不得不采用土压平衡盾构,在设计制造时可采取一些措施,如采用双螺旋输送机或对螺旋输送机进行改造等。本文分析了土压平衡盾构穿越富水砂层的风... 详细信息

对于富水砂层地段,通常选择泥水盾构,但由于整个标段的地质变化、施工场地限制等原因,有时也不得不采用土压平衡盾构,在设计制造时可采取一些措施,如采用双螺旋输送机或对螺旋输送机进行改造等。本文分析了土压平衡盾构穿越富水砂层的风险,介绍了喷涌形成条件及防治方法,并结合广州地铁六号线某区间工程探讨采用双螺旋输送机控制喷涌的施工技术。

关键词：土压平衡盾构富水砂层喷涌双螺旋输送机

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