[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011467416.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112582033B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鴻;黃濤;楊秀禮;張永濤;張國志;屠柳青;程茂林;朱明清;涂同珩;夏昊;徐杰;廖朝昶;劉可心;胡駿;張曉平
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第二航務(wù)工程局有限公司;中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司;中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G16C20/70
• 分類號: G16C20/70;G16C60/00;C04B28/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 劉藝瑋

1.一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，包括：

S1，以已完工的混凝土施工項目中積累的有關(guān)混凝土的原材料供應(yīng)商、原材料生產(chǎn)和試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立包含混凝土中各原材料的成本單價數(shù)據(jù)、各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)、混凝土配合比數(shù)據(jù)以及混凝土各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫；

S2，對歷史數(shù)據(jù)庫中各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)做標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到新的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)；

S3，將多個學(xué)習(xí)器進行整合，得到混合學(xué)習(xí)器，所述混合學(xué)習(xí)器包括高斯過程回歸、隨機森林和梯度提升決策樹；

S4，以歷史數(shù)據(jù)庫中混凝土配合比數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)為輸入值，以混凝土各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)為輸出值，利用混合學(xué)習(xí)器建立混凝土各項性能參數(shù)的預(yù)測模型；

S5，根據(jù)項目施工實際情況和區(qū)域特點，初步篩選出滿足條件的各原材料的供應(yīng)商，并列出混凝土各原材料供應(yīng)商的所有組合情況；

S6，利用混凝土各項性能參數(shù)的預(yù)測模型，以篩選后的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)和混凝土配合比數(shù)據(jù)為變量，利用窮舉法窮舉預(yù)測不同供應(yīng)商組合以及配合比下的混凝土各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)，并建立窮舉預(yù)測數(shù)據(jù)庫；

S7，以混凝土各項性能參數(shù)指標(biāo)為邊界條件，在窮舉預(yù)測數(shù)據(jù)庫中輸入各原材料成本單價數(shù)據(jù)，并篩選出混凝土各項性能參數(shù)達標(biāo)且各原材料總成本最低的混凝土各原材料的供應(yīng)商和混凝土配合比的組合數(shù)據(jù)，并推薦給混凝土施工單位。

2.如權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，S2中對歷史數(shù)據(jù)庫中各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理的方式為，將各原材料中的每種性能參數(shù)的數(shù)據(jù)減去該性能參數(shù)的所有的數(shù)據(jù)的均值，并除以該性能參數(shù)所有的數(shù)據(jù)的方差，得到新的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)，并將處理后的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)作為輸入值，輸入到混合學(xué)習(xí)器中。

3.如權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，建立混凝土各項性能參數(shù)的預(yù)測模型的過程中，是將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)、混凝土配合比數(shù)據(jù)以及混凝土各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)隨機劃分成75％的訓(xùn)練集和25％的測試集，并將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的原材料的性能參數(shù)數(shù)據(jù)、混凝土配合比數(shù)據(jù)作為輸入值，混凝土的各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)作為輸出值，在訓(xùn)練集上使用與混凝土各項性能參數(shù)相匹配的學(xué)習(xí)器，訓(xùn)練混凝土各項性能參數(shù)的回歸模型，并在測試集上測試回歸精度，根據(jù)回歸精度逐步調(diào)整訓(xùn)練模型的超參數(shù)，最終訓(xùn)練得到精確的混凝土各項性能參數(shù)的預(yù)測模型。

4.如權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，所述回歸模型的回歸精度的測試是以均方誤差為測試指標(biāo)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，S6中將篩選后的混凝土配合比數(shù)據(jù)的最大值乘以110％，最小值乘以90％，作為窮舉預(yù)測混凝土配合比的上極限和下極限，并建立窮舉預(yù)測數(shù)據(jù)庫。

6.如權(quán)利要求5所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，將上極限和下極限之間的混凝土配合比數(shù)據(jù)均分成十等份，作為窮舉預(yù)測過程中的采樣間隔。

7.如權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，混凝土的原材料包括，水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑和粗集料以及細集料。

8.如權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，混凝土的性能參數(shù)包括，坍落度、混凝土強度、氯離子擴散系數(shù)和耐蝕系數(shù)以及電通量。

9.如權(quán)利要求8所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土原材料及配合比推薦方法，其特征在于，混凝土各項性能參數(shù)的預(yù)測模型包括，坍落度預(yù)測模型、混凝土強度預(yù)測模型、氯離子擴散系數(shù)預(yù)測模型和耐蝕系數(shù)預(yù)測模型以及電通量預(yù)測模型。