摘要:
极复杂地质条件下隧道施工面临突水突泥、岩爆、塌方、高温热害、有害气体突出等多种突发地质灾害,防控对策选择依赖经验,存在不确定性和盲目性的问题,亟需构建一种能够融合多源信息并具备可解释性的智能决策方法,以提升灾害防控的主动性和科学性。首先,基于领域知识图谱理论,构建包含“隧道概况-工程地质-水文地质-灾害特征-防控对策”5大知识单元的灾害主动防控知识体系,再通过本体建模、知识要素梳理及结构化表征,形成多要素关联的语义网络;然后,在此基础上,采用图神经网络对知识图谱进行表示学习,并引入邻域自注意力机制对不同致灾因素进行动态加权,实现多因素耦合条件下的知识推理;最后,进一步结合向量相似度检索与Pairwise排序方法,构建“召回—排序”一体化的防控对策智能推荐模型。在超长深埋隧道施工风险区段开展工程应用,针对中等塌方与涌水灾害风险,基于领域知识图谱的灾害主动防控智能决策方法成功推荐多项防控措施并被工程采纳,验证了该方法的工程适用性。研究表明,所提出方法能够有效刻画地质条件、灾害特征与防控对策之间的多跳关联关系,提高关键致灾因素识别能力,实现复杂地质条件下多源信息驱动的灾害防控对策智能推荐,提升决策的科学性与可解释性,为隧道安全高效建设提供技术支撑。
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