基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型

邓子昂; 张玉贤; 张继勋

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20242243

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基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型

水工结构、水工材料与水利工程施工 | 更新时间：2026-02-25

- 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型
- 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型
- 水电能源科学 2025年第9期页码：101-105
- 作者机构：
  
  河海大学水利水电学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  云南省重大科技专项计划项目(202102AF080001)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20242243
  中图分类号： TV554
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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邓子昂, 张玉贤, 张继勋. 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型[J]. 水电能源科学, 2025,(9):101-105.

邓子昂, 张玉贤, 张继勋. 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型[J]. 2025, (9): 101-105.
邓子昂, 张玉贤, 张继勋. 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型[J]. 水电能源科学, 2025,(9):101-105. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20242243.

邓子昂, 张玉贤, 张继勋. 基于VMD-DBO-Stacking集成学习的盾构掘进速度预测模型[J]. 2025, (9): 101-105. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20242243.

摘要

针对现有盾构掘进速度预测方法存在的模型算法单一、精度不高和泛化性较差等问题，为了提高盾构掘进速度预测精度，建立一种基于变分模态分解(VMD)、蜣螂优化算法(DBO)和Stacking(VMD-DBO-Stacking)集成学习的盾构掘进速度预测模型。首先，为了得到更有效的数据，采用VMD对原始数据进行分解重构得到去噪后的施工参数数据用于后续模型预测；其次，基于集成学习策略，选取支持向量回归(SVR)模型、随机森林(RF)模型、极端梯度提升(XGBoost)模型作为基学习器，高斯过程回归(GPR)模型作为元学习器，从而构建预测精度更高、泛化性更强的Stacking集成学习预测模型；然后，为了进一步提高预测精度，采用DBO对集成学习模型进行超参数优化；最后，将此预测模型用于河南某引水隧洞工程盾构施工中并与其他预测模型进行对比。结果表明，与其他单一模型(SVR、RF、XGBoost)相比，所建模型具有更高的预测精度，平均精度分别提升7.76%、6.70%、4.97%

为盾构掘进速度预测提供一种新思路。

Abstract

关键词

Keywords

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