ISSA-Stacking预测模型
变形预测快如秒级
融合随机场理论与集成学习的代理模型,快速评估钢桥面铺装变形的概率特性,支持基于可靠度的设计。
Liu, Ziming · Guan, Jinchao · Qi, Ding · Wang, Chonghui · 汪海年 · 黄浩
Reliability Engineering and System Safety 2027
参数信息
- 决定系数(训练集)
- 0.976
- 决定系数(测试集)
- 0.952
- 均方根误差降低
- 24.3 %
- 蒙特卡洛模拟次数
- 20000
- 随机场参数集体贡献
- 17 %
- 98分位值与均值差异
- 3.6 %
技术优势
预测快如秒级
代理模型替代了耗时的有限元计算,使2万次蒙特卡洛模拟在可接受时间内完成。
精度超越最优单一模型
Stacking集成与改进麻雀搜索算法的协同优化,使RMSE较最优单一学习器降低24.3%。
识别关键参数
SHAP分析量化了参数影响,指出桥高、荷载和跨径主导变形,随机场参数总贡献约17%,为设计优化提供方向。
应用场景
- 桥梁铺装可靠度分析:用秒级概率预测替代逐次有限元,快速获得变形分布并计算失效概率。
- 钢桥面铺装设计:在设计阶段快速评估不同参数对变形的影响,辅助确定关键设计变量。
- 工程概率风险评估:通过大规模蒙特卡洛模拟捕捉变形分布右偏特性,支持更准确的风险量化。
- 基础设施维护决策:根据概率预测结果制定维护策略,平衡安全性、寿命和成本。