[發明專利]一種內部影響因素下基于寬度學習的水泥強度估測方法

在審

• 申請號: 202110263364.9
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113012773A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉竹琳;郭繼鳳;陳俊龍;張通;王琳;范開鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G16C20/30;G16C20/70;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種內部影響因素下基于寬度學習的水泥強度估測方法，包括以下步驟：建立水泥強度估測指標系統，系統包括影響水泥強度的內部影響因素、第3天水泥抗壓強度以及第28天水泥抗壓強度；收集水泥企業歷年來每批水泥強度的檢測記錄，獲取了不同內部影響因素下的水泥樣本第3天和第28天抗壓強度；建立估測水泥強度的寬度學習模型，模型采用單層神經網絡結構，將內部影響因素作為模型輸入，輸出為第3天或第28天水泥抗壓強度；模型訓練；將水泥強度估測模型用于實際水泥抗壓強度預測。本發明通過對采集的水泥數據進行強度無損估測，減少了傳統方法中的資源浪費，縮短了水泥抗壓強度的檢測時間，有助于加快新型水泥和特種水泥的開發。

技術領域

本發明屬于水泥性能評估技術領域，具體涉及一種內部影響因素下基于寬度學習的水泥強度估測方法。

背景技術

水泥作為一種重要的材料，在建筑業中占有舉足輕重的地位。其質量情況直接關系到生產和生活的安全，因此質量檢測對水泥生產具有重要意義。水泥抗壓強度(CCS)是檢測水泥質量的重要指標。從水泥制造商的角度來看，產品的抗壓強度需要提高和穩定。因此，在質量檢驗中，準確估算抗壓強度至關重要。

在生產企業中，水泥抗壓強度的檢測仍停留在傳統的破壞性檢測方法階段，這是一項艱巨而耗時的工作。另外，測量工作的技術要求也很高。盡管熟練掌握操作程序的人員獲得了一些準確的數據，但由于某些技術人員經驗不足，相當一部分數據存在較大誤差。這給水泥質量的提高和高性能水泥的研究帶來了障礙。尋求更有效的檢驗方法來幫助水泥生產成為一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出一種內部影響因素下基于寬度學習的水泥強度估測方法，通過對采集的水泥數據進行強度無損估測，減少了傳統方法中的資源浪費，同時縮短了水泥抗壓強度的檢測時間，有助于加快新型水泥和特種水泥的開發。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種內部影響因素下基于寬度學習的水泥強度估測方法，包括以下步驟：

建立水泥強度估測指標系統，所述水泥強度估測指標系統用于描述水泥強度及水泥內部影響因素信息，包括影響水泥強度的內部影響因素、第3天水泥抗壓強度以及第28天水泥抗壓強度；

獲取水泥強度估測指標系統的數據，收集水泥企業歷年來每批水泥強度的檢測記錄，獲取不同內部影響因素下的水泥樣本信息及其第3天和第28天的抗壓強度；

構建估測水泥強度的寬度學習模型，模型用于對水泥強度估測指標系統中的信息進行分析并估測對應的水泥強度，寬度學習模型采用單層神經網絡結構，包括模型輸入層、中間特征層以及模型輸出層；寬度學習模型輸入為所述水泥強度估測指標系統中的內部影響因素；所述中間特征層由模型輸入計算所得，表示從信息中分析獲得的組合特征，包含線性映射得到的映射特征和由映射特征通過非線性函數獲得的增強特征；寬度學習模型輸出是水泥強度估測指標系統對應水泥的第3天或第28天水泥抗壓強度；

根據實際所需水泥強度估測模型，訓練構建的寬度學習模型，并將得到的最優模型應用于實際的水泥抗壓強度估測，最優模型即所需水泥強度估測模型。

進一步的，所述水泥強度估測指標系統中的內部影響因素有19種，具體為：

燒矢量LOI、二氧化硅SiO2、氧化鐵Fe2O3、氧化鋁Al2O3、氧化鈣CaO、氧化鎂MgO、三氧化硫SO3、游離氧化鈣f-CaO、液相量LPA、石灰飽和系數KH、去游離氧化鈣的飽和系數KH-、硅率SM、鋁率IM、硅酸三鈣C3S、硅酸二鈣C2S、鋁酸三鈣C3A、鐵鋁酸四鈣C2AF、粉煤灰FA以及比表面積SSA。

進一步的，所述構建估測水泥強度的寬度學習模型具體包括以下步驟：

初始化模型參數，模型參數包括映射特征組個數、組內特征個數以及增強節點個數；