[發(fā)明專利]基于北斗和向量機(jī)的建筑物震害預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610022660.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN105528657A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安慶;陳西江;柳濤;吳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢福天通科技有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06F17/50
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基于北斗和向量機(jī)的建筑物震害預(yù)測(cè)方法，屬于建 筑物震害技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前常用的震害預(yù)測(cè)方法包括易損性分析法、樹狀圖分析法、直接 統(tǒng)計(jì)分析法、當(dāng)量統(tǒng)計(jì)法、專家評(píng)估法、結(jié)構(gòu)反映分析法、震害潛勢(shì)分 析法?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)建筑物震害預(yù)測(cè)方法存在兩方面的不足：一個(gè)方面是 預(yù)測(cè)方法所涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或者操作過程過于復(fù)雜，對(duì)于大規(guī)模的群體 建筑的震害預(yù)測(cè)來說，方案從時(shí)間和勞動(dòng)成本上來說顯然不可行；另一 個(gè)方面，預(yù)測(cè)過程中可能需要主觀的設(shè)定一些參數(shù)或者權(quán)重，所以結(jié)果 不夠客觀和準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于北斗和向 量機(jī)的建筑物震害預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明的一種基于北斗和向量機(jī)的建筑物震害預(yù)測(cè)方法，它的預(yù)測(cè) 方法為：

步驟一：通過北斗地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取建筑物相關(guān)信息，從中選 取樣本數(shù)據(jù)；對(duì)于建筑物樣本數(shù)據(jù)的特征因子等進(jìn)行去量綱、歸一化預(yù) 處理；

步驟二：將樣本數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，選取合適 的核函數(shù)，采用格網(wǎng)搜索方式對(duì)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行LOO-CV交叉驗(yàn)證尋優(yōu)， 獲取模型最優(yōu)參數(shù)，利用LVBSVM軟件，進(jìn)行預(yù)測(cè)模型的建立；

步驟三：檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停哼\(yùn)用檢驗(yàn)樣本進(jìn)行分類結(jié)果精度的對(duì)比，并不 斷調(diào)整核函數(shù)及相關(guān)參數(shù)的選取，獲得可靠性、準(zhǔn)確性相對(duì)最高的北斗 和向量機(jī)模型；

步驟四：由最優(yōu)模型對(duì)實(shí)際的大區(qū)域的建筑物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行地震災(zāi) 害預(yù)測(cè)評(píng)估，分等定級(jí)。

作為優(yōu)選，所述的步驟二中的LOO-CV交叉驗(yàn)證尋優(yōu)方法為：設(shè)訓(xùn)練 樣本數(shù)據(jù)有N個(gè)樣本，將每個(gè)樣本單獨(dú)作為驗(yàn)證集，其余的N-1個(gè)樣本 作為訓(xùn)練集，首先用訓(xùn)練集對(duì)分類器進(jìn)行訓(xùn)練，得到N個(gè)模型，再利用 驗(yàn)證集來測(cè)試訓(xùn)練得到的模型，用這N個(gè)模型最終的驗(yàn)證集的分類準(zhǔn)確 率的平均數(shù)作為評(píng)價(jià)LOO-CV分類器的性能指標(biāo)。

本發(fā)明的有益效果為：提高了預(yù)測(cè)的可靠性、準(zhǔn)確性與速度，操作 簡(jiǎn)便，勞動(dòng)力低。

附圖說明：

為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式：

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過附圖 中示出的具體實(shí)施例來描述本發(fā)明。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例 性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公 知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

如圖1所示，本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：它的預(yù)測(cè)方法為：

步驟一：通過北斗地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取建筑物相關(guān)信息，從中選 取樣本數(shù)據(jù)；對(duì)于建筑物樣本數(shù)據(jù)的特征因子等進(jìn)行去量綱、歸一化預(yù) 處理；

步驟二：將樣本數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，選取合適 的核函數(shù)，采用格網(wǎng)搜索(GridSearch)方式對(duì)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行LOO-CV 交叉驗(yàn)證尋優(yōu)，獲取模型最優(yōu)參數(shù)(包括懲罰因子C和g系數(shù))，利用 LVBSVM軟件，進(jìn)行預(yù)測(cè)模型的建立；

步驟三：檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停哼\(yùn)用檢驗(yàn)樣本進(jìn)行分類結(jié)果精度的對(duì)比，并不 斷調(diào)整核函數(shù)及相關(guān)參數(shù)的選取，獲得可靠性、準(zhǔn)確性相對(duì)最高的北斗 和向量機(jī)模型；

步驟四：由最優(yōu)模型對(duì)實(shí)際的大區(qū)域的建筑物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行地震災(zāi) 害預(yù)測(cè)評(píng)估，分等定級(jí)。

進(jìn)一步的，所述的步驟二中的LOO-CV交叉驗(yàn)證尋優(yōu)方法為：設(shè)訓(xùn)練 樣本數(shù)據(jù)有N個(gè)樣本，將每個(gè)樣本單獨(dú)作為驗(yàn)證集，其余的N-1個(gè)樣本 作為訓(xùn)練集，首先用訓(xùn)練集對(duì)分類器進(jìn)行訓(xùn)練，得到N個(gè)模型，再利用 驗(yàn)證集來測(cè)試訓(xùn)練得到的模型，用這N個(gè)模型最終的驗(yàn)證集的分類準(zhǔn)確 率的平均數(shù)作為評(píng)價(jià)LOO-CV分類器的性能指標(biāo)。

實(shí)施例：

本實(shí)施例為：基于北斗和向量機(jī)與單體力學(xué)對(duì)震害的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比 如下：

通過對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)，通過基于北斗和向量機(jī)方法建筑物震害預(yù) 測(cè)所得到的結(jié)果與力學(xué)單體建筑物震害預(yù)測(cè)所得到的結(jié)果大體一致，只 有對(duì)于省教委辦公樓震害有一個(gè)等級(jí)的差異，這個(gè)模型運(yùn)用實(shí)例說明了 基于北斗和向量機(jī)的建筑物震害預(yù)測(cè)模型的可靠性和準(zhǔn)確性。相對(duì)于時(shí) 間和勞動(dòng)成本相對(duì)較高的傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法，基于北斗和向量機(jī)的方法簡(jiǎn)便 可行，優(yōu)勢(shì)突出。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。 本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施 例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范 圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要 求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。