本發(fā)明屬于綜合評(píng)價(jià)領(lǐng)域，尤其涉及一種融合模糊推理與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
1、隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，裝配式梁橋因其施工周期短、工程質(zhì)量高和對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)在工程實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。然而，其成品質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽命，因此質(zhì)量評(píng)價(jià)一直是工程管理的關(guān)鍵問(wèn)題。
2、傳統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主要依賴專家經(jīng)驗(yàn)和人工檢測(cè)，如層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法，這些方法通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣和專家打分確定各指標(biāo)的重要性，進(jìn)而計(jì)算綜合評(píng)價(jià)得分，但存在主觀性強(qiáng)、結(jié)果不穩(wěn)定和難以充分考慮指標(biāo)間復(fù)雜關(guān)系及數(shù)據(jù)不確定性的問(wèn)題。近年來(lái)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)的發(fā)展使基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)方法逐漸受到關(guān)注，這類方法能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中的隱含規(guī)律，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的非線性建模和預(yù)測(cè)。然而，實(shí)際工程中往往存在樣本數(shù)據(jù)不足，單獨(dú)依賴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易過(guò)擬合，同時(shí)難以充分利用專家在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種融合模糊推理與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括：
2、構(gòu)建裝配式梁橋成品質(zhì)量智能評(píng)價(jià)體系，所述智能評(píng)價(jià)體系包括一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)；
3、根據(jù)所述評(píng)價(jià)體系，采用模糊數(shù)描述定量和定性指標(biāo)，構(gòu)造模糊判斷矩陣；
4、根據(jù)所述模糊判斷矩陣，利用層次分析法和去模糊化技術(shù)計(jì)算初始權(quán)重向量；
5、根據(jù)所述初始權(quán)重向量，計(jì)算平衡數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與專家先驗(yàn)的改進(jìn)正則化項(xiàng)；
6、根據(jù)所述改進(jìn)正則化項(xiàng)，利用加權(quán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各部件參數(shù)進(jìn)行權(quán)重優(yōu)化和加權(quán)求和，輸出裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)分。
7、優(yōu)選地，所述一級(jí)指標(biāo)包括混凝土預(yù)制構(gòu)件、普通橡膠支座、滑板橡膠支座、球型支座、盆式支座、錨具、單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置、模數(shù)式伸縮裝置、金屬波紋管和塑料波紋管；
8、所述二級(jí)指標(biāo)為各一級(jí)指標(biāo)下的具體評(píng)價(jià)參數(shù)。
9、優(yōu)選地，所述采用模糊數(shù)描述定量和定性指標(biāo)，構(gòu)造模糊判斷矩陣的步驟包括：
10、構(gòu)建一級(jí)指標(biāo)的模糊判斷矩陣，所述模糊判斷矩陣中的每個(gè)元素采用三角模糊數(shù)表示指標(biāo)間的重要性；
11、構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)的模糊判斷矩陣，所述模糊判斷矩陣中的每個(gè)元素采用三角模糊數(shù)表示指標(biāo)間的重要性。
12、優(yōu)選地，所述利用層次分析法和去模糊化技術(shù)計(jì)算初始權(quán)重向量的步驟包括：
13、采用模糊幾何平均法對(duì)所述模糊判斷矩陣中的每一行進(jìn)行計(jì)算，得到模糊權(quán)重；
14、采用重心法對(duì)所述模糊權(quán)重進(jìn)行去模糊化，得到確定性權(quán)重；
15、對(duì)所述確定性權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，得到初始權(quán)重向量。
16、優(yōu)選地，所述計(jì)算平衡數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與專家先驗(yàn)的改進(jìn)正則化項(xiàng)的過(guò)程包括：
17、構(gòu)造l1正則化項(xiàng)，用于約束權(quán)重與初始權(quán)重之間的偏離；
18、構(gòu)造l2正則化項(xiàng)，用于促進(jìn)權(quán)重的稀疏性；
19、構(gòu)造動(dòng)態(tài)正則化項(xiàng)，用于平衡輸出得分對(duì)權(quán)重優(yōu)化過(guò)程的影響；
20、將所述l1正則化項(xiàng)、所述l2正則化項(xiàng)和所述動(dòng)態(tài)正則化項(xiàng)組合，得到改進(jìn)正則化項(xiàng)。
21、優(yōu)選地，所述利用加權(quán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各部件參數(shù)進(jìn)行權(quán)重優(yōu)化和加權(quán)求和，輸出裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)分的過(guò)程包括：
22、根據(jù)所述初始權(quán)重向量，初始化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并通過(guò)softmax函數(shù)生成當(dāng)前權(quán)重；
23、根據(jù)所述當(dāng)前權(quán)重，計(jì)算預(yù)測(cè)得分；
24、構(gòu)造損失函數(shù)，并結(jié)合所述改進(jìn)正則化項(xiàng)，通過(guò)反向傳播算法更新網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；
25、根據(jù)優(yōu)化后的權(quán)重，對(duì)新輸入進(jìn)行預(yù)測(cè)，輸出裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)分。
26、優(yōu)選地，所述一級(jí)指標(biāo)中的混凝土預(yù)制構(gòu)件的二級(jí)指標(biāo)包括外觀、幾何尺寸、混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、撓度、應(yīng)變和裂縫。
27、優(yōu)選地，所述一級(jí)指標(biāo)中的普通橡膠支座的二級(jí)指標(biāo)包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓彈性模量、抗剪彈性模量、抗剪黏結(jié)性能、極限抗壓強(qiáng)度、老化后抗剪彈性模量、轉(zhuǎn)角正切值、內(nèi)部質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。
28、優(yōu)選地，所述一級(jí)指標(biāo)中的滑板橡膠支座的二級(jí)指標(biāo)包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓彈性模量、極限抗壓強(qiáng)度、滑板與不銹鋼板表面摩擦系數(shù)、內(nèi)部質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。
29、優(yōu)選地，所述一級(jí)指標(biāo)中的球型支座的二級(jí)指標(biāo)包括尺寸與偏差、支座用材的外觀質(zhì)量和支座組裝。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：
31、本發(fā)明構(gòu)建了一種涵蓋混凝土預(yù)制構(gòu)件、普通橡膠支座、滑板橡膠支座、球型支座、盆式支座、錨具和單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置等關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)的裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，能夠準(zhǔn)確、全面地反映橋梁成品質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)利用專家知識(shí)構(gòu)造模糊判斷矩陣，并結(jié)合層次分析法及去模糊化技術(shù)獲得初始權(quán)重，再將其引入加權(quán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，確保了在樣本數(shù)據(jù)有限的情況下依然能夠?qū)崿F(xiàn)快速收斂和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。該方法有效平衡了專家先驗(yàn)與數(shù)據(jù)訓(xùn)練的優(yōu)勢(shì)，提升了模型的魯棒性和解釋性，為裝配式梁橋成品質(zhì)量的智能評(píng)價(jià)提供了一種高效、可靠的技術(shù)手段。
1.一種融合模糊推理與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)指標(biāo)包括混凝土預(yù)制構(gòu)件、普通橡膠支座、滑板橡膠支座、球型支座、盆式支座、錨具、單元式多向變位梳形板橋梁伸縮裝置、模數(shù)式伸縮裝置、金屬波紋管和塑料波紋管；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用模糊數(shù)描述定量和定性指標(biāo)，構(gòu)造模糊判斷矩陣的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用層次分析法和去模糊化技術(shù)計(jì)算初始權(quán)重向量的步驟包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算平衡數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與專家先驗(yàn)的改進(jìn)正則化項(xiàng)的過(guò)程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用加權(quán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各部件參數(shù)進(jìn)行權(quán)重優(yōu)化和加權(quán)求和，輸出裝配式梁橋成品質(zhì)量評(píng)分的過(guò)程包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)指標(biāo)中的混凝土預(yù)制構(gòu)件的二級(jí)指標(biāo)包括外觀、幾何尺寸、混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、撓度、應(yīng)變和裂縫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)指標(biāo)中的普通橡膠支座的二級(jí)指標(biāo)包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓彈性模量、抗剪彈性模量、抗剪黏結(jié)性能、極限抗壓強(qiáng)度、老化后抗剪彈性模量、轉(zhuǎn)角正切值、內(nèi)部質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)指標(biāo)中的滑板橡膠支座的二級(jí)指標(biāo)包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、抗壓彈性模量、極限抗壓強(qiáng)度、滑板與不銹鋼板表面摩擦系數(shù)、內(nèi)部質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級(jí)指標(biāo)中的球型支座的二級(jí)指標(biāo)包括尺寸與偏差、支座用材的外觀質(zhì)量和支座組裝。