基于混合核函数的LSSVM在GNSS高程拟合中的应用

最小二乘支持向量机具有结构简单、计算速度快、收敛精度高等特点,能够很好地解决小样本、非线性、高维数、局部极值等实际问题,在GNSS高程拟合中具有一定的优势。本文通过构造基于径向基核和多项式核的混合核函数,引入粒子群算法对最小二乘支持向量机进行参数寻优,建立了基于混合核函数的最小二乘支持向量机高程异常拟合模型。以平原地区和山区两种典型地貌的高程数据为研究对象进行实验,并与普通核函数的最小二乘支持向量机的结果对比分析。结果表明,基于混合核函数的最小二乘支持向量机的实验效果要明显优于普通核函数的最小二乘支持向量机。     

基于机器学习LNG空温式气化器传热性能预测

阐释环境条件下LNG空温式气化器动态耦合传热机理,针对传热过程的时变性、非线性及多因素影响性,提出利用机器学习对LNG空温式气化器的天然气出口温度进行预测。通过阐述最小二乘支持向量机的基本原理,指出最小二乘支持向量机模型的精度在于输入向量、惩罚因子和核函数的选取。基于厂站实测数据对模型的输入向量进行分析,得到输入向量为环境温度、运行时间、太阳辐射照度以及一段时间内的天然气出口温度实际监测值。采用粒子群优化算法对惩罚因子及核函数中的相关参数进行参数优化,通过均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差和最大绝对误差对模型预测结果进行评估,结果表明采用线性核函数或者多项式核函数的最小二乘支持向量机模型能够很好地解决LNG空温式气化器整体耦合传热性能预测问题。     

基于数据挖掘的冷水机组能耗预测

为了充分利用能源站冷水机组实际运行数据,提高能耗预测准确率,提出了一种基于数据挖掘算法的冷水机组能耗预测模型。该模型包含3个主要步骤:数据预处理、模型建立及分析、结果表述。在模型选择上,利用支持向量机、径向基函数神经网络及决策树3种算法建模并对比分析。结果表明:基于数据挖掘的能耗预测模型有较好的实用性与可靠性;相比其他2种模型,径向基函数神经网络模型的均方根误差值平均降低了0.661,相关系数达到0.999,即径向基函数神经网络的能耗预测准确率最高,建模效果最佳。     

基于支持向量回归机模型的地下水位动态模拟

研究地下水位动态变化,对于正确评价和合理利用地下水资源、防止土壤盐碱化及保护生态环境具有重要意义。为探讨不同核函数支持向量回归机对地下水位预测的效果,分别采用多元回归、BP神经网络及3种不同核函数SVR建立地下水位预测模型并进行对比分析。结果表明,RBF核函数SVR预测结果平均相对误差为0.85%,均方根误差为0.004,精度最高;Sigmoid核函数SVR预测结果对应误差分别为1.58%及0.006,精度次之;多项式核函数SVR预测结果对应误差分别为3.72%及0.016,精度与BP神经网络模型大致相同,但高于多元回归模型。在现有3种常用核函数SVR地下水位预测模型中,基于RBF核函数SVR模型预测能力最强,其次是Sigmoid核函数;而多项式核函数则效果最差。     

边坡角设计的支持向量机建模与精度影响因素研究

运用人工智能领域最新的基于结构风险最小化原理的机器学习算法——支持向量机(SVM)算法,采用线性Linear 和径向基函数 RBF 两种核函数以及ε 不敏感和 Quadratic 两种损失函数,并且考虑惩罚参数 C 的不同,编写了相应的程序对影响边坡角设计的诸多因素进行了机器学习,经过反复调整相关参数和计算对比,找到了拟合精度很高的支持向量机网络,并以此网络对测试样本作预测检验模型的可靠性;对影响支持向量机建模精度的各种影响因素作了计算和分析,在此基础上,初步确定了各参数对 SVM 模型精度影响大小的顺序,为 SVM 在类似工程上的应用提供了借鉴。     

基于支持向量机的燃气短期负荷预测

介绍支持向量机的原理和支持向量回归模型,提出支持向量回归(SVR)模型的城市燃气短期负荷预测方法。探讨输入样本数据的选择和预处理方法、核函数和支持向量机参数的选择,结合某城市燃气日负荷数据进行燃气短期负荷预测。与BP神经网络预测方法相比,支持向量回归模型预测方法用于小样本情况下的燃气短期负荷预测精度略高。     

位移时序预测的APSO-WLSSVM模型及应用研究

引入改进的粒子群算法对小波核函数最小二乘支持向量机进行优化,提出了位移时间序列预测的改进粒子群优化小波最小二乘支持向量机预测模型(APSO-WLSSVM)。该模型具有小波变换的良好时、频域分辨能力和支持向量机的非线性学习能力;同时利用粒子群算法优化小波最小二乘支持向量机的参数,避免了人为选择参数的盲目性,从而提高了模型的预测精度。为证明该模型的优越性,将该模型与传统的高斯核函数支持向量机模型的预测结果作了对比,结果表明该模型较传统方法预测精度有了明显提高。最后将该模型用于锦屏一级水电站左岸边坡和导流洞进行变形预测,预测结果表明该方法科学可靠,在岩土体位移时序预测中具有良好的实际应用价值。     

一种冷水机组能耗模型参数的自适应在线辨识方法

本文针对冷水机组能耗模型参数辨识过程及冷水机组的渐变性及突变性,提出了冷水机组能耗模型参数的自适应在线辨识方法。首先,根据冷水机组能耗模型参数的变化情况建立了冷水机组的遗忘因子自适应模型,介绍了冷水机组能耗模型的递推最小二乘格式。而后,以某酒店离心式冷水机组为例对冷水机组能耗模型参数的辨识方法进行了实例分析。结果表明,变遗忘因子的自适应在线辨识方法在辨识过程中能够适应冷水机组能耗模型时变性的需求,提高了冷水机组能耗模型在系统渐变和突变过程中的辨识精度,为进一步的冷水机组在线运行优化控制及故障诊断提供了参考。     

支持向量回归机在混凝土强度预测中的应用研究

利用支持向量回归机(SVR)算法,对在ε-insensitive和Quadratic两种损失函数下的两种核函数进行了研究与分析。在样本数据学习中,发现其预测精度远远高于BP神经网络的预测精度,且参数取值范围很大。针对支持向量回归机模型,给出了参数的取值范围,为SVM在类似工程上的应用提供了参考。     

基于支持向量机的砂土液化预测模型

分析了砂土液化的主要影响因素,建立了砂土液化的支持向量机预测模型。该模型能通过有限经验数据的学习,建立砂土液化类型与其影响因素之间的非线性关系。运用所建立的模型对具体的砂土液化类型进行了评判,评判结果表明,基于线性核的支持向量机分类器不能有效地建立液化类型与影响因素之间的非线性映射,而基于多项式核及径向基核函数的分类器能正确判定砂土是否液化。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.