شبکه های عصبی مصنوعی؛ همگرایی؛ تونل انتقال آب چهل‌چای؛

1. ‫ایران‬‫پی‬‫ی‬ ‫مهندس‬ ‫و‬‫خاک‬‫مکانیک‬ ‫ی‬
ّ
‫مل‬ ‫کنفرانس‬‫دومین‬
22‫و‬23‫مهر‬1394
‫با‬ ‫چای‬‫چهل‬ ‫آب‬ ‫انتقال‬ ‫تونل‬ ‫همگرایی‬‫میزان‬ ‫د‬‫ر‬‫برآو‬
‫و‬ ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫مجزای‬‫املان‬ ‫برنامه‬3DEC
‫عی‬‫ر‬‫ا‬‫ز‬‫حامد‬1‫دامغانی‬ ‫مهدیس‬ ،2،‫قائمی‬ ‫مسعود‬3،‫ی‬‫آهنگر‬ ‫کاوه‬4
1-‫ئوتکنیک‬‫ژ‬ ‫ی‬ ‫مهندس‬‫شته‬‫ر‬‫شد‬‫ر‬‫ا‬ ‫ی‬ ‫شناس‬‫ر‬‫کا‬‫ی‬‫دانشجو‬2-‫هیدرولیک‬ ‫ی‬ ‫مهندس‬‫شته‬‫ر‬ ‫شد‬‫ر‬‫ا‬ ‫ی‬ ‫شناس‬‫ر‬‫کا‬‫ی‬‫دانشجو‬
3-‫شمس‬ ‫عالی‬ ‫آموزش‬‫موسسه‬ ‫مربی‬ ،‫سپاسد‬ ‫ی‬ ‫مهندس‬ ‫گروه‬ ،‫ا‬‫ر‬‫دکت‬ ‫ی‬‫دانشجو‬
4-،‫استادیار‬،‫معدن‬ ‫ی‬ ‫مهندس‬ ‫دانشکده‬،‫معدن‬ ‫ی‬ ‫مهندس‬ ‫گروه‬‫تحقیقات‬ ‫و‬‫علوم‬ ‫واحد‬ ‫اسالمی‬ ‫اد‬‫ز‬‫آ‬ ‫دانشگاه‬
‫مقاله‬ ‫شناسه‬:2SMFE10103060168

2. ‫فهرست‬
‫مقدمه‬
‫عصبی‬ ‫شبکه‬‫ساختار‬‫مصنوعی‬
‫داده‬‫مجموعه‬‫ها‬
‫روند‬‫صحت‬ ‫و‬ ‫آموزش‬‫یابی‬
‫مصنوعی‬‫عصبی‬ ‫شبکه‬ ‫بر‬‫مبتنی‬ ‫های‬‫حل‬‫اه‬‫ر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬‫سنجی‬‫اعتبار‬
‫تونل‬ ‫معرفی‬‫دمطالعه‬‫ر‬‫مو‬
‫حل‬ ‫نتایج‬ ‫از‬‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سنجی‬ ‫اعتبار‬‫عددی‬
‫چای‬‫چهل‬ ‫آب‬ ‫انتقال‬ ‫تونل‬ ‫عددی‬ ‫تحلیل‬‫و‬ ‫ی‬‫ساز‬ ‫مدل‬ ‫نحوه‬
‫ی‬‫و‬‫ر‬‫بر‬ ‫بحث‬ ‫و‬‫بندي‬‫جمع‬‫نتایج‬
2

3. ‫مقدمه‬
‫پدیده‬‫ی‬ ‫ناش‬‫از‬‫حفر‬‫تونل‬‫باعث‬‫ایجاد‬‫همگرایی‬‫در‬‫تونل‬‫می‬‫شود‬
‫ش‬‫و‬‫ر‬‫های‬‫مختلفی‬‫برای‬‫محاسبه‬‫ایی‬‫ر‬‫همگ‬‫ه‬‫ر‬‫دیوا‬‫تونل‬‫وجود‬‫د‬‫ر‬‫دا‬
3

4. ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬
‫یا‬‫ر‬‫د‬،‫مغز‬‫کارکرد‬ ‫نوع‬‫به‬‫توجه‬‫با‬‫که‬‫باشد‬‫می‬‫انسان‬‫مغز‬‫ساختار‬ ‫پایه‬‫بر‬‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫این‬‫اساس‬‫فت‬
‫است‬‫شده‬ ‫ی‬‫یز‬‫ر‬‫پایه‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫یک‬ ‫تولید‬‫نهایت‬ ‫در‬‫و‬‫ها‬‫آن‬‫ش‬‫ز‬‫پردا‬،‫اطالعات‬
4
‫ساختار‬‫شبکه‬‫عصبی‬‫مصنوعی‬‫هم‬‫به‬‫همین‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫ا‬‫ست‬
‫که‬‫در‬‫الیه‬‫های‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫یافت‬‫ر‬‫د‬‫کننده‬،‫اطالعات‬‫در‬‫الی‬‫ه‬
‫میانی‬‫شگر‬‫ز‬‫پردا‬‫اطالعات‬‫و‬‫الیه‬‫جی‬‫و‬‫خر‬‫هم‬‫در‬‫برگیر‬‫نده‬
‫ل‬‫سلو‬‫هایی‬‫است‬‫که‬‫پاسخ‬‫ا‬‫ر‬‫نشان‬‫می‬‫دهند‬.

5. ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬
5
*
‫ل‬ ‫داده‬‫ی‬‫سر‬ ‫یک‬‫تونل‬ ‫همگرایی‬‫بینی‬‫پیش‬ ‫برای‬‫م‬‫ز‬
‫است‬.
*
‫ها‬‫داده‬‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫به‬،‫ماتریس‬‫توسط‬‫ابزار‬‫جعبه‬‫شب‬‫که‬
‫عصبی‬‫در‬‫ار‬‫ز‬‫اف‬‫نرم‬MATLAB‫تعریف‬‫شود‬‫می‬.
*
‫از‬‫شبکه‬ ‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫ماتریس‬۱۶‫متغیر‬ ‫یا‬‫ر‬‫فاکتو‬
‫است‬‫شده‬‫تشکیل‬.

6. ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬
6
Artifical Neural Network
Multi Layer Perceptron(MLP)
Back Propagation
Train = 70%
Test = 30%
‫شد‬‫ا‬‫ر‬‫اج‬ ‫و‬ ‫ساخته‬ ‫پنهان‬ ‫های‬‫الیه‬‫تعداد‬ ‫نظر‬‫ز‬‫ا‬‫شبكه‬‫چندين‬ ‫پنهان‬ ‫های‬‫الیه‬‫بهينه‬‫تعداد‬‫يافتن‬ ‫جهت‬.‫د‬،‫مرحله‬ ‫هر‬‫ر‬
‫خطا‬‫مربع‬‫ميانگین‬(MSE)‫شبكه‬ ‫واقعي‬ ‫و‬ ‫هدف‬ ‫های‬‫خروجی‬‫بین‬ ‫همبستگي‬ ‫ضريب‬ ‫و‬(R)‫آمد‬‫بدست‬.‫شد‬ ‫مشخص‬
‫نرون‬‫تعداد‬ ‫و‬ ‫پنهان‬‫اليه‬‫سه‬ ‫با‬‫که‬‫ای‬‫شبکه‬‫كه‬‫هاي‬(۱۰( )‫ل‬‫او‬ ‫اليه‬)،۶(‫دوم‬ ‫اليه‬)‫و‬۳(‫سوم‬‫اليه‬)‫ميانگین‬‫ي‬‫كمتر‬‫اي‬‫ر‬‫دا‬
‫باشد‬‫می‬ ‫همبستگي‬‫ضريب‬‫بيشترين‬ ‫و‬ ‫خطا‬ ‫مربع‬.

7. ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬
7
‫ورودی‬‫الیه‬ ‫میانی‬‫الیه‬(‫پنهان‬) ‫خروجی‬‫الیه‬
MPa22max‫افقی‬ ‫برجا‬ ‫های‬‫تنش‬
۱
MPa0.2min
MPa15max‫قائم‬ ‫برجا‬ ‫های‬‫تنش‬
۲
MPa1.8min
GPa13.89max‫سن‬‫توده‬‫االستیسیته‬‫ل‬‫مدو‬‫گ‬
۳
GPa1.64min
GPa50max‫الینی‬ ‫االستیسیته‬‫ل‬‫مدو‬‫نگ‬
۴
GPa18min
m0.5max‫الینینگ‬‫ضخامت‬
۵
m0.1min
-0.3max‫سنگ‬‫توده‬ ‫ن‬‫پواسو‬‫نسبت‬
۶
-0.15min
-0.25max‫الینینگ‬ ‫ن‬‫پواسو‬‫نسبت‬
۷
-0.2min
deg49.51max‫داخلی‬‫اصطکاک‬ ‫اویه‬‫ز‬
۸
deg22.13min
deg50max
‫اتساع‬ ‫اویه‬‫ز‬۹
deg1min
GPa29.22max
‫ی‬ ‫برش‬ ‫ل‬‫مدو‬۱۰
GPa7.53min
MPa4.73max
‫چسبندگی‬۱۱
MPa0.69min
%100max‫کیفیت‬‫شاخص‬
‫سنگ‬‫توده‬
۱۲
%35min
-11.8max‫درزه‬ ‫ی‬‫زبر‬ ‫ضریب‬
۱۳
-4min
MPa167max‫درزه‬‫ی‬‫فشار‬‫مقاومت‬
۱۴
MPa23min
3
1
E
1E
1t



G
C
RQD
Rcj
csj
ksj
knj

8. ‫مصنوعی‬ ‫عصبی‬ ‫شبکه‬
‫های‬‫داده‬‫ش‬‫ز‬‫آمو‬‫در‬‫ش‬‫ز‬‫آمو‬‫شبکه‬‫عصبی‬‫که‬‫مقدار‬‫ها‬‫ن‬‫ز‬‫و‬‫و‬‫ها‬‫بایاس‬‫بدست‬‫آیند‬‫می‬‫استف‬‫اده‬
،‫شوند‬‫می‬‫که‬‫حالی‬‫ر‬‫د‬‫های‬‫داده‬‫مایش‬‫ز‬‫آ‬‫یا‬‫تست‬‫برای‬‫امتحان‬‫دقت‬‫شبکه‬‫عصبی‬‫در‬‫شرای‬‫ط‬
‫جدید‬‫به‬‫کار‬‫گرفته‬‫شود‬‫می‬.
8

9. ‫دمطالعه‬‫ر‬‫مو‬ ‫تونل‬ ‫معرفی‬
‫س‬ ‫همگرايي‬ ‫از‬‫سنجي‬‫ر‬‫فتا‬‫ر‬ ‫هاي‬‫ر‬‫ابزا‬ ‫چای‬‫چهل‬‫آب‬ ‫انتقال‬‫تونل‬ ‫ه‬‫ژ‬‫و‬‫پر‬‫در‬‫سنجی‬‫ر‬‫فتا‬‫ر‬‫جهت‬‫نج‬
‫است‬ ‫گردیده‬ ‫استفاده‬.

ً
‫حدودا‬‫ن‬‫تاکنو‬ ‫چای‬‫چهل‬‫آب‬ ‫انتقال‬‫تونل‬ ‫از‬ ‫شده‬‫ی‬‫حفار‬‫قسمت‬ ‫در‬55،‫سنجي‬ ‫ايي‬‫ر‬‫همگ‬‫ايستگاه‬
‫اند‬‫شده‬ ‫سنجی‬‫ر‬‫فتا‬‫ر‬‫و‬ ‫ايجاد‬.
9
‫ی‬‫حفار‬ ‫قطر‬
5‫متر‬
‫ل‬‫طو‬
3175‫متر‬
‫ا‬‫ر‬‫اج‬‫محل‬
5‫مينودشت‬‫شهر‬‫ي‬‫كيلومتر‬

10. ‫عددی‬ ‫حل‬ ‫نتایج‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سنجی‬‫اعتبار‬
3DEC(3-Dimensional Distinct Element Code)
10
‫بعدی‬‫سه‬ ‫برنامه‬‫يك‬
‫مجزا‬ ‫املان‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫اساس‬‫بر‬
‫ناپيوسته‬‫های‬‫محیط‬‫ی‬‫ساز‬‫مدل‬ ‫براي‬
‫دوبعدي‬ ‫افزار‬‫نرم‬‫مشابه‬ ‫افزار‬‫نرم‬ ‫اين‬‫ل‬‫اصو‬UDEC
‫باشد‬‫می‬

11. ‫عددی‬ ‫حل‬ ‫نتایج‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سنجی‬‫اعتبار‬
‫شود‬ ‫تعیین‬ ‫مسئله‬‫از‬ ‫ی‬ ‫اساس‬ ‫جزء‬‫سه‬ ‫بایست‬‫می‬‫ار‬‫ز‬‫اف‬‫نرم‬ ‫این‬ ‫توسط‬‫مدل‬ ‫یک‬ ‫ای‬‫ر‬‫اج‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬.
‫ساخت‬‫ي‬‫هندسه‬‫ايجاد‬ ‫اي‬‫ر‬‫ب‬ ‫بلوك‬‫برش‬‫و‬ ‫مدل‬ ‫بلوك‬‫مسئله‬
‫مواد‬‫خصوصيات‬‫و‬‫ي‬‫فتار‬‫ر‬‫مدل‬
‫اوليه‬‫و‬ ‫ي‬‫ز‬‫مر‬‫ايط‬‫ر‬‫ش‬
11

12. ‫نتایج‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬ ‫بر‬ ‫بحث‬ ‫و‬ ‫بندي‬‫جمع‬
‫برنامه‬ ‫از‬‫استفاده‬ ‫با‬ ‫تونل‬‫های‬‫قسمت‬‫بيشتر‬ ‫در‬3DEC‫ار‬‫ر‬‫برق‬ ‫ي‬‫پايدار‬‫حالت‬‫عصبی‬‫شبکه‬‫و‬
‫است‬
‫ایی‬‫ر‬‫همگ‬‫بینی‬ ‫پیش‬‫ر‬‫منظو‬‫به‬‫مصنوعی‬‫عصبی‬‫شبکه‬‫نتایج‬‫از‬‫استفاده‬
‫خ‬ ‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫و‬ ‫مناسب‬‫ی‬‫سازگار‬ ،‫عددی‬‫ی‬‫ساز‬‫مدل‬‫نتایج‬‫با‬‫عصبی‬‫های‬‫شبکه‬‫از‬‫حاصل‬‫نتایج‬‫طای‬
‫کردیم‬‫مشاهده‬،‫محل‬‫در‬‫شده‬‫انجام‬‫ایی‬‫ر‬‫همگ‬‫های‬‫ائت‬‫ر‬‫ق‬ ‫با‬‫مقایسه‬‫در‬‫ا‬‫ر‬ ‫پایین‬
12