[發明專利]一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法

在審

• 申請號: 202310199072.2
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116205141A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 趙貴杰;閆歡;田金豐;劉寅;潘曉強
• 申請（專利權）人: 長春工程學院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F17/18;G06F18/2411;G06F18/214;G06N3/006
• 代理公司: 安徽濰達知識產權代理事務所(普通合伙) 34166
• 代理人: 劉偉超

1.一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，具體步驟如下：

S1：配制不同水泥摻入量、水灰比以及不同外摻劑摻入量的土基可控低強度材料，并對其不同齡期下的物理及力學性質進行測試；

S2：選取工程中較為關注的性能指標作為預測對象，選取影響其性能指標的因素作為變量，構建數據集，剔除數據集中的異常點，進行標準化處理；

S3：對標準化處理的數據進行分組，一部分作為訓練集，另一部分作為驗證集，采用GA算法對SVM模型優化時，為能找到模型最優的參數，引入交叉驗證法，不斷進行試算，找到最優的懲罰因子C和核函數γ參數進行優化，建立GA-SVM性能預測模型；

S4：將GA-SVM性能預測模型的預測結果與驗證集數據進行比對，分析模型的預測精度。

2.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟1中，所述的外摻劑為早強劑、膨脹劑、減水劑、引氣劑、緩凝劑中的一種或者其組合。

3.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟1中，所述不同齡期是指可控低強度材料在標準條件下養護時間為0天、3天、7天、14天或者28天。

4.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟1中，所述物理及力學性質包括流動度、無側限抗壓強度、密度。

5.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟2中，所述影響其性能指標的因素為水泥摻入量、水灰比、外摻劑摻入量。

6.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟2中，所述標準化處理是對數據集進行預處理，以加快模型的訓練速度和收斂速度，提高預測精度，標準化處理方法為：

其中：為標準化后的某影響因素或者性能指標取值，x_i為標準化前的數據取值，x_max和x_min分別為該影響因素或者性能指標的最大值和最小值。

7.根據權利要求1所述的一種基于GA-SVM的可控低強度材料性能預測方法，其特征在于，所述步驟3中，所述交叉驗證法的基本思想是設置參數遍歷區間，對原始數據進行分組，一部分作為訓練集，另一部分作為驗證集，利用驗證集來測試模型的優劣，不斷進行試算，直至找到最優的參數；

此處選用k折交叉驗證，其平均均方誤差表示為：

其中，MSE_i是第i次交叉驗證時的均方誤差，計算公式如下：

其中：y是第i次的真實觀測值，f(x)是模型給出的第i次的觀測的預測值，n是樣本數量；

以CV_(k)數值作為GA-SVM模型的適應度值，經過迭代計算確立GA-SVM模型中最優的懲罰系數C和核函數參數g。