自适应时空融合Transformer

前20环地质预测准确率超98%

面向TBM掘进，通过图卷积编码参数间关系与上下文敏感门控的自适应时序融合，实现环级岩体类别多步预测，精度全面优于五种基线模型。

陈程 · Seo, Hyungjoon

Automation in Construction 2026

参数信息

预测准确率

>98 %

加权F1分数

>98 %

预测步数

20 rings

技术优势

预测更远

相比单步或短距离预测，模型利用时空依赖实现环级多步预测，最远可达前方20环。

精度够用

在所有20个预测步上准确率与加权F1分数均超过98%，达到工程决策可接受的水平。

超越基线

与五种基线架构对比，模型在所有预测步上表现更优，证明其架构设计的有效性。

应用场景

• TBM隧道掘进：提前获取掌子面前方环级岩体类别，指导掘进参数调整，减少停机风险。
• 智能地质预报：以数据驱动替代部分超前钻探，提高地质预报的时效性与分辨率。
• 施工安全决策：为支护方案与掘进速度提供超前依据，降低突涌、卡机等施工风险。
• 岩土工程智能监测：嵌入监控系统实现环级滚动预测，提升岩体条件变化的感知及时性。