1.混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、构建包括TBM参数、地质参数和灾害风险的评价指标体系;S2、通过层次分析法构建专家判断矩阵确定主观权重,采用熵权法分析监测数据离散度获取客观权重,基于主观权重和客观权重确定指标的组合权重;S3、实时获取地质参数、TBM运行参数和环境数据,并进行标准化处理,构建特征向量;S4、利用组合权重对特征向量进行加权,获得输入特征向量,利用支持向量机评价模型输出安全等级。
2.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,S1中,所述TBM参数包括刀盘推力、刀盘扭矩、刀盘转速、刀盘掘进速度和刀盘开口率;所述地质参数包括单轴抗压强度、完整性系数、耐磨性指数、地应力水平和隧道埋深;所述灾害风险包括断层破碎带、软岩卡机变形、复合地层、突涌水和地表沉降。
3.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,S2中,通过层次分析法构建专家判断矩阵确定主观权重,包括以下步骤:S21、依据评价指标体系,创建递阶层次结构;S22、构造各层的判断矩阵,并通过一致性验证判断矩阵的准确性;S23、采用特征向量法对判断矩阵进行求解,获得本层指标相对于上一层的权重。
4.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,S2中,采用熵权法分析监测数据离散度获取客观权重,包括以下步骤:S201、构建初始矩阵: ,其中, , , 表示样本数量, 表示指标数量, 表示初始矩阵, 表示第 个样本的第 个指标的值;S202、将样本指标值进行标准化;S203、依据标准化的样本指标值,计算指标的熵权,计算公式为: ,其中 表示第j个指标的熵权, , , , 表示标准化的第 个样本的第j个指标值。
5.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,S2中,基于主观权重和客观权重确定指标的组合权重采用的公式为: ,其中, 表示组合权重, 表示层次分析法获得的第j个指标相对于上一层的权重, 表示第j个指标的熵权。
6.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,S4中,当检测到岩爆前兆时,将地应力水平的组合权重的值提高20%至30%,当检测到软岩大变形时,将软岩卡机变形的组合权重的值提高20%至30%。
7.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,所述方法还包括:依据安全等级给出相应的预警。
8.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,支持向量机评价模型的训练过程包括以下步骤:S41、以输入特征向量和对应的评价结果作为样本数据;S42、选择高斯核函数,并设置惩罚因子为1.5,核参数为0.8;S43、利用样本数据对模型进行训练,获得支持向量机评价模型。
9.根据权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,支持向量机评价模型的回归函数为: ,其中, 表示第 个样本数据的第一拉格朗日乘子, 表示第 个样本数据的第二拉格朗日乘子, 表示第 个样本数据中的输入特征向量, 表示样本数据的总数, 表示偏值, 表示回归函数的自变量, 表示回归函数的因变量, 和 的求解方法公式为: , ,寻找一组 和 ,使得目标函数 最大,其中, 表示样本数据的总数, 表示第 个样本数据的评价结果, 表示第 个样本数据中的输入特征向量, 表示不敏感带参数, 表示第 个样本数据的第一拉格朗日乘子, 表示第 个样本数据的第二拉格朗日乘子, 表示第 个样本数据的输入特征向量, 表示惩罚因子。
10.混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价系统,实现如权利要求1所述的混合岩隧洞的TBM掘进安全等级定量评价方法,其特征在于,所述系统包括数据采集模块、数据预处理模块、组合权重模块和分析处理模块;所述数据采集模块;用于实时采集地质参数、TBM运行参数和环境数据;所述数据预处理模块;用于对实时采集的地质参数、TBM运行参数和环境数据进行标准化处理,构建特征向量,并调用组合权重对特征向量进行加权,获得输入特征向量;组合权重模块;用于通过层次分析法构建专家判断矩阵确定主观权重,采用熵权法分析监测数据离散度获取客观权重,基于主观权重和客观权重确定指标的组合权重;分析处理模块;通过支持向量机评价模型,基于输入特征向量,输出安全等级。