(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111181541.5 (22)申请日 2021.10.1 1 (71)申请人 济南轨道交通 集团有限公司 地址 250014 山东省济南市历下区解 放东 路5号济南轨道交通大厦 申请人 上海同岩土 木工程科技股份有限公 司　 山东轨道交通研究院有限公司 (72)发明人 陈思斌　黄永亮　王伯芝　门燕青　 刘凤洲　陈文明　邢慧堂　刘学增　 曹玉鑫　丁爽　桑运龙　师刚　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 代理人 赵志远(51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种盾构机多 源掘进参数关联性分析方法 (57)摘要 本发明涉及一种盾构机多源掘进参数关联 性分析方法， 包括： 步骤1： 获取盾构机多源数据， 并对数据进行预处理； 步骤2： 基于方差选 择法进 行掘进参数的初步筛选； 步骤3： 进行两两参数之 间的线性 关系分析； 步骤4： 进行两两参数之间的 非线性关系分析； 步骤5： 基于多元线性回归模型 进行被动参数与主动参数之间的线性关系分析； 步骤6： 基于多项式回归模型进行被动参数与主 动参数之间的非线性关系分析； 步骤7： 经过步骤 6筛选后剩余的参数， 利用随机森林算法进行被 动参数与主动参数之间的模型训练， 并根据特征 重要性选择最优参数组合。 与现有技术相比， 本 发明具有准确性高、 更加可靠、 直观、 效率高、 分 析能力强的等优点。 权利要求书2页 说明书13页 附图8页 CN 113901609 A 2022.01.07 CN 113901609 A 1.一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述的关联性分析方法包 括： 步骤1： 获取盾构机多源数据， 并对数据进行 预处理； 步骤2： 基于方差 选择法进行掘进参数的初步筛 选； 步骤3： 进行两 两参数之间的线性关系分析； 步骤4： 进行两 两参数之间的非线性关系分析； 步骤5： 基于多元线性回归 模型进行被动参数与主动参数之间的线性关系分析； 步骤6： 基于多 项式回归 模型进行被动参数与主动参数之间的非线性关系分析； 步骤7： 经过步骤6筛选后剩余的参数， 利用随机森林算法进行被动参数与主动参数之 间的模型训练， 并根据特 征重要性选择最优参数组合。 2.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的盾构机多源数据包括盾构机主动参数和盾构机被动参数； 所述的盾构机主动参数包括A 组推进压力、 B组推进压力、 C组推进压力、 D组推进压力、 推进速度、 刀盘转速和螺 机转速。 3.根据权利要求2所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的盾构机被动参数包括总功率、 刀盘压力、 总推进力、 推进压力、 滚动角、 俯仰角、 设备桥压 力、 铰接压力、 螺机前部压力、 螺机后部压力、 螺机泵压力、 螺机扭矩、 左上土仓压力、 左中土 仓压力、 左下土仓压力、 右下土仓压力、 右中土仓压力、 顶部土仓压力、 刀盘扭矩、 A组推进位 移、 B组推进位移、 C组推进位移、 D组推进位移、 左上铰接位移、 左下铰接位移、 右上铰接位移 和右下铰接位移。 4.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 步骤1中的预处 理方法为： 对盾构数据进行数据清洗， 进行非掘进状态数据的检测以及起始阶段和平稳运行阶段 数据的分离 。 5.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的步骤2具体为： 步骤2‑1： 计算各掘进参数的方差； 计算方法为： 其中， σ2为方差； xi为样本数据； 为样本均值。 步骤2‑2： 剔除方差小于 0.01的参数。 6.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的步骤3具体为： 利用Pearson相关系数对步骤2筛选后的数据进行两两之间的计算， Pearson相关系数 的计算方法为： 其中， Cov(X,Y)为协方差； D(X)和D(Y)为特 征参数分别对应的方差；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113901609 A 2对相关性较强的参数进行一元线性 回归分析， 同时后 续分析时线性相关性较强的两个 参数只保留一个。 7.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的步骤4具体为： 对经过步骤3筛选后的参数利用MIC来度量非线性关系， 计算公式如下： 式中， B为常数， 是一个经验值； 对相关性较强的参数进行一元非线性 回归分析， 同时后续分析时对相关性强的两个参 数忽略因变量， 只保留自变量。 8.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的步骤5具体为： 基于多元线性 回归模型进行被动 参数与主动 参数之间的线性关系分析， 对于存在线性 关系的给 出回归模型公式， 同时后续分析时忽略该被动参数。 9.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所述 的步骤6具体为： 基于多项式回归模型进行被动 参数与主动参数之间的非线性关系分析， 对于存在 关联 关系的给 出多项式回归 模型公式， 同时后续分析时忽略该被动参数。 10.根据权利要求1所述的一种盾构机多源掘进参数关联性分析方法， 其特征在于， 所 述的步骤7中的模型训练方法为： 首先， 根据预设比例将数据划分为训练集和测试集， 采用R2进行模型评估， 训练集和测 试集的R2均大于预设阈值的参数表示能够通过随机森林建立关联， 其余参数之间认为相互 独立、 无相关 关系， 直接 舍弃。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113901609 A 3