一种用于监测隧道岩体塌方的报警系统

摘要

本发明公开了一种用于监测隧道岩体塌方的报警系统，其装置包括位移传感器、显示单元、处理单元、数据存储单元、语音输出单元和警示灯输出单元；位移传感器将围岩位移信息传送到处理单元进行分析和预测处理，后将预测的围岩位移信息同围岩状态判别信息进行比较；处理单元再将不同的围岩状态信息转化为不同灯光的控制信号发送到警示灯输出单元进行围岩状态的灯光显示；当预测的围岩位移信息超过设定警戒值则处理单元向语音输出单元发出控制指令进行语音报警；并采用差异进化支持向量机的时间序列模型及时地对数据进行分析预测的方法。该系统具有警戒值声音和灯光远距离报警，报警具有超前性等特点，适于在隧道、基坑等工程中广泛推广。

主权项

一种基于差异进化支持向量机的岩体监测信息预测的方法，其特征在于包括以下步骤：A、根据采集的位移时间序列构造样本；B、对差异进化支持向量机算法进行初始化设置，包括设置差异进化初始参数，待优化变量数为2，种群数量，缩放因子F，杂交概率常数CR；随机给出初始种群，不同的个体对应不同的支持向量机参数：核参数σ和惩罚因子C；C、按照差异进化的算法进行变异操作和交叉操作；D、每个个体对应的参数决定一个支持向量机模型，用它对测试样本进行预测，计算每个个体的适应值S(x)，以反映本支持向量机模型的推广预测能力，适应值函数如下： S ( x ) = min ( max ( { | x i - x i ′ | x i ′ } , i = 1,2 , . . . , n ) ) 式中，xi为第i个测试样本的位移预测值；xi′为第i个测试样本的实测值；i＝1，2，…n，n为测试样本的个数；采用贪婪搜索原则进行差异进化算法的选择操作；E、判断选择个体的适应值是否满足要求，如不满足要求，再进行新一轮的计算，返回步骤C；如果适应值满足要求，计算结束；F、利用获得支持向量机模型进行围岩位移变化的预报。