基于改进XGBoost不平衡围岩超前分类方法的隧洞工程施工仿真研究

为了在围岩类别不平衡的条件下实现围岩类别有效判断,进而提高隧洞工程施工仿真准确性,基于改进极限梯度提升(XGBoost)不平衡围岩超前分类方法进行隧洞工程施工仿真研究。采用自动邻域确定合成过采样(AND-SMOTE)方法优化围岩类别不平衡性,并采用改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型进行围岩超前分类,进而优选仿真参数,提高仿真结果的准确性,其中,以模型交叉验证平均准确率为目标,采用哈里斯鹰优化(HHO)算法自动优化XGBoost超参数,以提高围岩分类精度。工程应用表明,相比未改进的XGBoost不平衡、KNN、SVC等6个模型,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度更高;考虑围岩类别不平衡性后,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度提高了8.6%;此外,基于围岩超前分类的隧洞工程施工仿真结果与实际进度的相对偏差相比传统仿真降低了11.3%,更符合工程实际。

基于数据包络分析的隧洞施工仿真多方案评价与优选

针对以往隧洞施工仿真多方案优选采用基于特尔菲法用线性加权求解的多目标规划存在主观认识依赖程度高、加权系数缺少依据、缺乏后分析等问题,本文建立了耦合进度和成本的隧洞施工仿真数据包络分析(DEA,Data Envelopment Analysis)多目标综合评价模型,结合工程实例,对隧洞施工方案进行了综合评价与优选。在评价中,采用DEA模型分析了不同方案的相对有效性,方案的优劣顺序,使隧洞施工仿真多方案优选有了统一的评价准则,运用投影定理获得了其他非有效方案失效原因,并与多目标规划法进行了对比,结果表明DEA方法便于决策者对施工方案进行调整和分析,为决策者提供了科学的依据。