再生混凝土强度预测模型

少64.7%过拟合

合成数据与堆叠集成结合，让低碳再生混凝土强度预测更准、更可信。

刘金龙 · Wang, Shiqi · Ke-yu, Chen · Kun, Wang · Yucheng, Fan · 王庆贺

Journal of Cleaner Production 2026

参数信息

决定系数

0.969

均方根误差

1.679 MPa

平均过拟合降低

64.66 %

外部验证平均绝对相对误差

3.5 %

训练样本数

1481

合成样本数

5000

技术优势

少64.7%过拟合

四个基模型在合成数据上训练后，训练集与测试集RMSE差异平均降低64.66%，有效抑制过拟合。

预测精度更高

RF-SEPI模型R²=0.969、RMSE=1.679，优于单一算法和传统Bagging/Boosting集成。

泛化可靠

在21个独立样本上外部验证，平均绝对相对误差低于3.5%，残差服从正态分布。

能给出配合比指导

两级SHAP分析识别养护龄期、水泥用量、再生骨料含量为主要因素，将模型输出转化为混合料优化建议。

应用场景

• 低碳混凝土：快速预测低碳混凝土强度，减少试配实验，加速低碳配比落地。
• 再生骨料混凝土：针对再生骨料变异性大的特点，用数据驱动方法精准预测其强度。
• 配合比设计：依据SHAP分析识别关键因素，指导配合比优化，减少盲目试配。
• 绿色建材：支持建筑废弃物再生利用，提供面向绿色建材的性能预测工具。