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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1): 67-77.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.S1.005
丰土根1, 2, 岳臣龙1, 张箭1, 胡锦健1, 薛新凯1, 郑彬1, *
FENG Tugen1, 2, YUE Chenlong1, ZHANG Jian1, HU Jinjian1, XUE Xinkai1, ZHENG Bin1, *
摘要: 盾构掘进参数的高精度预测与协同优化是保障隧道施工安全、提升掘进效能的关键。为破解掘进效率、能源消耗与运行稳定性难以协同优化的工程难题,以深大城际铁路工程为背景,选取刀盘贯入度、掘进比能与刀盘总功率作为关键优化目标,通过Relief算法筛选出10项关键施工参数作为输入,构建基于黄金正余弦改进粒子群算法优化的随机森林回归预测模型(GDPSO-RF);进一步将GDPSO-RF作为适应度函数,融合NSGA-II、MOEA/D与RVEA 3种算法组成混合多目标优化框架,全面探索解空间并生成覆盖多类工况的Pareto前沿解集,最终结合变异系数-灰色评价法遴选出最佳施工参数组合。结果表明: 1)GDPSO-RF模型在刀盘贯入度、掘进比能与刀盘总功率的预测中表现优异,测试集R2分别达0.927 8、0.900 9与0.943 7; 2)NSGA-II、MOEA/D与RVEA 3种优化算法在目标空间中展现出明显的区域互补性,为不同施工需求提供了丰富多样的参数选择; 3)所获理想参数组合在工程应用中成效显著,与优化前均值相比,最优参数组合刀盘贯入度提升18.7%,掘进比能下降21.2%,刀盘总功率降低12.1%。