[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的水泥乳化瀝青混合料收縮行為預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011015497.6
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112185486A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振軍;沙愛民;羅陽明;郭豪彥;童崢;陳華梁;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06N3/04;G06N3/08;G06K9/62;G06T7/00
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.基于深度學(xué)習(xí)的水泥乳化瀝青混合料收縮行為預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定與水泥乳化瀝青混合料的微觀圖像、XRD圖譜對應(yīng)的圖像生成設(shè)計參數(shù)x₁及收縮性能設(shè)計參數(shù)x₂；將n組已設(shè)計完成的水泥乳化瀝青混合料數(shù)據(jù)作為待訓(xùn)練數(shù)據(jù)，將每組已設(shè)計完成的水泥乳化瀝青混合料數(shù)據(jù)劃分為圖像生成數(shù)據(jù)和收縮性能數(shù)據(jù)；構(gòu)建圖像生成訓(xùn)練樣本集；

其中，n＞200；所述圖像生成設(shè)計參數(shù)x₁包含CEAC配合比、水泥主要成分含量、水泥密度、凝結(jié)時間、乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量、集料主要成分含量和養(yǎng)護(hù)時間；每組圖像生成數(shù)據(jù)包含一組已設(shè)計完成的水泥乳化瀝青混合料的圖像生成設(shè)計參數(shù)或一幅真實微觀掃描圖像、一幅真實XRD圖譜；一組圖像生成數(shù)據(jù)為一組圖像生成訓(xùn)練樣本；所述收縮性能設(shè)計參數(shù)x₂包含水泥3天抗壓強度、水泥28天抗壓強度、水泥主要成分含量、水泥凝結(jié)時間、瀝青的針入度、瀝青軟化點、瀝青延度、集料級配、表觀相對密度、壓碎值和磨耗值；每組收縮性能數(shù)據(jù)包含已設(shè)計完成的水泥乳化瀝青混合料的收縮性能設(shè)計參數(shù)和收縮率；圖像生成訓(xùn)練樣本集中的數(shù)據(jù)包含n組已設(shè)計完成的水泥乳化瀝青混合料的圖像生成設(shè)計參數(shù)x₁和通過高斯隨機噪聲z擴充得到的n組參數(shù)x₁′，高斯隨機噪聲服從N(0，1)分布，a為x₁的維度；

步驟2，根據(jù)圖像生成訓(xùn)練樣本集，對應(yīng)構(gòu)建生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型；采用圖像生成訓(xùn)練樣本集對生成對抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練完成的生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型；

其中，所述生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型包含兩個并行的生成對抗網(wǎng)絡(luò)GAN 1和GAN 2，GAN 1對應(yīng)生成XRD圖譜y₁及GAN 2對應(yīng)生成微觀掃描圖像y₂；

步驟3，根據(jù)收縮性能數(shù)據(jù)，建立收縮性能訓(xùn)練樣本集，對應(yīng)構(gòu)建收縮性能深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；采用收縮性能訓(xùn)練樣本集對收縮性能深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到收縮性能預(yù)測模型；

其中，每組訓(xùn)練樣本包含一組收縮性能數(shù)據(jù)和由訓(xùn)練完成的生成對抗網(wǎng)絡(luò)生成的對應(yīng)XRD圖譜y₁及微觀掃描圖像y₂；

步驟4，給定待預(yù)測水泥乳化瀝青混合料的圖像生成設(shè)計參數(shù)和收縮性能設(shè)計參數(shù)，將圖像生成設(shè)計參數(shù)輸入訓(xùn)練完成的生成對抗網(wǎng)絡(luò)，輸出生成XRD圖譜和生成微觀掃描圖像；將該輸出數(shù)據(jù)和收縮性能設(shè)計參數(shù)組合輸入收縮性能預(yù)測模型，輸出待預(yù)測水泥乳化瀝青混合料的收縮率預(yù)測值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的水泥乳化瀝青混合料收縮行為預(yù)測方法，其特征在于，所述CEAC配合比包含水泥、瀝青和水占集料質(zhì)量的百分比；水泥主要成分含量為水泥主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，水泥主要成分包含SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、SO₃、f-CaO、C₃S、C₂S、C₃A和C₄AF；集料主要成分含量包含CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的水泥乳化瀝青混合料收縮行為預(yù)測方法，其特征在于，所述生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含生成器和判別器，所述生成器為反卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其由多個反卷積層、高斯隨機場和SVMs組成；所述判別器包含輸入層、卷積層、池化層、全連接層和輸出層。