序 言
巖爆是地下工程中常見的工程地質(zhì)災(zāi)害之一，破壞性極強(qiáng)，每年都造成大量生命財(cái)產(chǎn)的損失。因此，對(duì)于巖爆機(jī)理的研究有著極其重要的意義。筆者作為大數(shù)據(jù)AI（人工智能）課題組負(fù)責(zé)人，自 2012 年獲批深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金巖爆實(shí)驗(yàn)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究以來，在深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任何滿潮院士的指導(dǎo)下，10 年來長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科和土木工程學(xué)科的學(xué)科交叉融合研究，將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)運(yùn)用于土木工程學(xué)科的巖爆機(jī)理研究中，取得了豐碩的成果。筆者作為負(fù)責(zé)人先后主持了國(guó)家自然科學(xué)基金基于大數(shù)據(jù)的巖爆機(jī)理研究方法、深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金基于大數(shù)據(jù)的巖爆機(jī)理自動(dòng)化協(xié)同分析關(guān)鍵技術(shù)研究、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題深井多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)融合與分析關(guān)鍵技術(shù)等項(xiàng)目，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。筆者先后在《電子學(xué)報(bào)》、《巖土力學(xué)》、《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》、《智能系統(tǒng)學(xué)報(bào)》、Intelligent Automation & Soft Computing、International Journal of Computational Science and Engineering、Chinese Journal of Electronics、International Journal of Wireless and Mobile Computing 等國(guó)內(nèi)外期刊上發(fā)表相關(guān)研究成果 20 余篇。
在此，筆者將所在大數(shù)據(jù)AI 課題組從事巖爆研究以來的成果整理結(jié)集成書，并輔以領(lǐng)域前沿和最新研究?jī)?nèi)容。本書系統(tǒng)地介紹了筆者提出的巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)人工智能分析方法。主要內(nèi)容有：第 1 章，巖爆試驗(yàn)概述；第 2 章，應(yīng)變巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)人工智能分析方法系統(tǒng)架構(gòu)；第 3 章，巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)采集及可視化分析；第 4 章，巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)算法；第 5 章，多源異構(gòu)巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)融合算法；第 6 章，巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)AI可視化分析；第 7 章，巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)AI 分析算法；第 8 章，巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)AI 處理系統(tǒng)。
本書的宗旨是向讀者介紹筆者提出的巖爆試驗(yàn)大數(shù)據(jù)人工智能分析方法，本書介紹的研究成果也是本人及大數(shù)據(jù)AI 課題組師生共同努力的成果。包括筆者的同事呂召勇、李勇振，也包括筆者的碩士研究生丁鴻偉、王艷歌、劉開峰、高凱龍、李繼濤、蘇仡琳。感謝呂召勇和李勇振，他倆在課題組沒有學(xué)生的時(shí)候陪筆者從零開始，申請(qǐng)并完成了筆者的第一個(gè)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金巖爆實(shí)驗(yàn)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究。感謝丁鴻偉和王艷歌，他們分別是筆者的第一個(gè)和第二個(gè)碩士研究生，陪筆者在巖爆機(jī)理研究中艱苦探索。感謝劉開峰、高凱龍、李繼濤和蘇仡琳，他們一次一次的廢寢忘食、熬夜陪伴，給予筆者有力的支持，伴筆者前行。
最要感謝的是何滿潮院士。筆者這些年的進(jìn)步都是在何滿潮院士高瞻遠(yuǎn)矚的指導(dǎo)下完成的。2012 年，在國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)方興未艾之際，何院士慧眼識(shí)珠，讓筆者初窺巖爆領(lǐng)域的大門，給予當(dāng)時(shí)還是一個(gè)毛頭小伙子的筆者機(jī)會(huì)。在國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)技術(shù)如火如荼的時(shí)候，在 2018 年同濟(jì)大學(xué)召開的第二屆土木工程大科學(xué)工程論壇上，何院士為筆者指出了AI 大數(shù)據(jù)分析的研究方向。
最后，感謝在筆者科研道路上遇到的一些良師圖靈獎(jiǎng)獲得者John Hopcroft（約翰·霍普克羅夫特）教授、圖靈獎(jiǎng)獲得者Vinton Cerf（溫頓·瑟 夫）教授、圖靈獎(jiǎng)獲得者Leslie Valiant（萊斯利·瓦里安特）教授、創(chuàng)新工場(chǎng)李開復(fù)老師。筆者向他們學(xué)習(xí)的時(shí)間是短暫的，收獲卻最為豐富。感謝筆者在科研道路上遇到的一些益友郭茂祖教授、魏東教授、宮偉力教授、楊曉杰教授、孫曉明教授、楊軍教授、劉冬橋副教授、王炯副教授、陶志剛副教授，感謝賈雪娜博士、趙菲博士、任富強(qiáng)博士等。因受篇幅限制，不能一一列舉，借此機(jī)會(huì)對(duì)給予過筆者支持和幫助的人，在此一并表示感謝。
本書可以為國(guó)內(nèi)外巖爆機(jī)理研究學(xué)者提供一種可行性方法，供其參考借鑒，同時(shí)給對(duì)此方法感興趣的學(xué)者以理論與方法指導(dǎo)。本書也可以供與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科開展交叉融合研究的科研工作者提供借鑒。
最后，筆者的研究工作和國(guó)內(nèi)外同行相比，如滄海一粟，尚有很多不足。書中難免有不妥之處，希望國(guó)內(nèi)外同行和廣大讀者給予包容，歡迎大家批評(píng)指正，提出寶貴意見。