RS-PSO-ELM下腐蚀管道失效压力预测

为提高腐蚀管道失效压力的预测精度并简化其计算过程,提出基于粗糙集(RS)和粒子群算法(PSO)融合极限学习机(ELM)的腐蚀管道失效压力预测模型。通过属性约简提取影响失效压力的关键因素,选用PSO优化ELM的输入权值和隐含层偏差,将归一化的核心指标数据代入计算。结果表明:该模型预测结果与实际值基本一致,与单一ELM模型相比,预测结果的均方差(MSE)降至0.255;与其他蚀管道失效压力评价模型相比,该模型预测结果的绝对误差平均值降至0.32。     

建设项目安全管理的智能化技术研究

明确建设项目安全管理的意义;简述建设项目安全管理技术的国内外研究现状;指出当前的建设项目安全管理研究存在的主要不足;提出笔者研究的思路和研究的主要内容;收集详细的施工现场资料,参考相关历史文献资料,提取可能引起安全事故的原始不确定风险因素,建立安全管理风险评价指标体系;并利用人工神经网络(ANN)强大的非线性函数逼近能力,将BP神经网络引入建设项目风险控制,构建基于BP神经网络的建设项目安全控制系统,从而实现建设项目安全管理的智能化。通过工程实例验证:该方法具有可行性和有效性,为实现建设项目安全管理目标及工期、成本、质量目标打下坚实的基础。     

基于粗糙集-人工神经网络的航空安全文化评价模型研究

根据航空运输企业安全生产系统的特征,制定相对科学的、适用的安全文化评价指标体系。将粗糙集、人工神经网络方法应用于航空安全文化评价研究。首先,通过问卷调查与粗糙集方法相结合,对安全文化评价指标信息表进行设定。利用粗糙集的属性约简功能,确定航空安全文化的核心要素;其次,利用人工神经网络对约简后指标权重进行计算;经过仿真实验,训练后的神经网络较好地获取并保存了安全文化评价的知识和经验,能够较为准确地对航空安全文化进行评价。     

基于铀尾矿库核素监测的WSN粒子群优化路由算法

为提高铀尾矿库无线传感器网络(WSN)现有路由算法的网络寿命,提出一种基于铀尾矿库核素监测的WSN粒子群优化路由算法(EBPSO)。首先,在簇头(CH)选举阶段,考虑传感器节点的能量、簇内节点距离、CH到基站的距离等参数,利用粒子群优化(PSO)算法选出最合理的CH,并将筛选出来的CH节点应用于铀尾矿库核素监测组建WSN;其次,在数据传输阶段,提出转发节点的选择方法;然后,用能量阈值重分簇方案来减少能量消耗;最后,对比基于PSO优化模糊C均值的分簇路由算法(POFCA)、低功耗自适应分簇(LEACH)以及高效非均匀分簇算法(EEUC)性能。结果表明：在网络生命周期上,EBPSO算法比POFCA、LEACH、EEUC分别提升1.7%、24.7%、9.2%。EBPSO算法能够延长网络生命周期,适用于铀尾矿库核素监测应用场景。     

基于主成分分析和神经网络的事故预测方法及应用

为解决人工神经网络(ANN)对复杂系统进行事故预测建模时,易导致网络复杂,降低网络性能和增大预测误差的问题,提出一种基于主成分分析法(PCA)的ANN事故预测方法。介绍PCA法和ANN的基本理论,阐述基于PCA法的ANN事故预测模型及其预测步骤,即在利用ANN预测之前,先用PCA法分析事故影响指标,将多个指标转化为少数几个能反映原始信息的互不相关的综合变量(主成分),然后以这些变量作为输入进行ANN建模,从而达到简化模型,提高网络性能和计算精度的目的。以煤矿事故预测为例,进行应用和对比研究。结果表明:基于PCA的ANN事故预测相对误差小于3%,而直接运用ANN方法预测的相对误差达到5%。这说明,对复杂安全系统进行事故预测时,基于PCA法的ANN预测方法是更可行的。     

基于粒子群优化的DGM（1,1）模型在基坑变形安全预测中的研究

为确保基坑施工期间发生变形后能够正常使用,将变权缓冲算子结合DGM(1,1)模型构造出变权离散灰色模型,利用相对误差、后验差比,灰色绝对关联度3种精度检验法作为粒子群算法适应度建立模型,构造PSO-VWDGM(1,1)模型,并结合实际工程监测数据研究不同适应度对基坑变形预测精度的影响。研究结果表明:不同适应度函数对预测精度存在较大影响,以灰色绝对关联度作为适应度建立模型预测精度较高,可以更好应用在工程中。研究成果可为工程施工阶段的基坑变形预测、稳定性分析与灾害评估、预警提供参考。     

粒子群优化算法在源强反算问题中的应用研究

在危险化学品泄漏事故中泄漏源强是预测事故后果的主要影响参数,也是事故应急救援决策的基础。为了在化学品泄漏事故过程中快速准确地获取泄漏源强数据,将粒子群优化(PSO)算法应用于危险化学品泄漏源强的反算中。利用高斯烟羽扩散模型和下风向浓度测量数据,将计算浓度与测量浓度的误差平方和作为目标函数,采用粒子群算法来优化,以确定源强并通过模拟的测量浓度数据进行算法有效性验证。结果表明,PSO算法及其参数改进算法不依赖于初值的选择,计算速度快,能满足事故应急响应救援的需要。     

基于人工神经网络理论的建筑物火灾安全评价研究

依据建筑物火灾危险性的影响因素,应用人工神经网络理论及系统安全方法,建立了建筑物火灾危险性的评价指标体系,该方法摆脱了评价过程中的随机性和参评人员主观上的不确定性及其认识上的模糊性等缺点,大大提高了准确性。为了验证评价模型的准确性,将该理论应用到某高校图书馆火灾危险性评价中,快速、准确地得到了安全评价结果,取得了满意效果,为建筑物防火设计以及安全管理提供了可行的依据。     

基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机的岩爆倾向性预测

为有效预测岩爆灾害发生烈度,提出一种基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机(H-PSO-SVM)岩爆倾向性预测模型。根据岩爆发生机制,在分析岩爆发生的主要影响因素的基础上确定出评判指标;综合考虑模糊层次分析法(FAHP)所得主观权重和熵权法所得客观权重,应用调和平均数概念,构建组合赋权准则;引入遗传算法交叉、变异操作改进传统粒子群(PSO)极值跟踪和粒子更新方法,建立H-PSO-SVM岩爆倾向性预测模型。利用国内外已有工程实例数据进行50次随机抽样试验,对比分析H-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型等预测结果。结果表明:H-PSO-SVM模型应用于岩爆工程实例预测具有可行性和适应性,模型预测的准确率高于其他模型,且预测结果更稳定。     

改进灰狼算法优化GBDT在PM2.5预测中的应用

针对灰狼算法易陷入局部最优解和全局搜索能力不足的问题,通过霍尔顿序列(Halton Sequence)搜索算法初始化狼群位置,避免灰狼算法陷入局部最优解和重复运算;引入莱维飞行和随机游动策略对灰狼算法的寻优过程进行优化,以增加算法的全局搜索能力;利用粒子群算法模拟灰狼种群得出的最佳适应度以用于惩罚项改进灰狼算法中的头狼更新策略。使用改进算法优化的梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees, GBDT)模型对北京市大气污染物监测数据中PM_2.5质量浓度进行预测,采用3种评估函数对各模型以及混合模型预测效果得分进行评估。结果显示,本文改进的灰狼算法对梯度提升树的优化效果优于其他算法,均方根误差E_RMS为6.65μg/m³,平均绝对值误差E_MA为3.20μg/m³,拟合优度(R²)为99%,比传统灰狼算法优化结果的均方根误差减少了19.19μg/m³,平均绝对值误差降低了10.03μg/m³     

基于BP网络的建筑安装施工现场安全综合评价的研究

针对目前我国建筑安装施工现场安全评价技术的不成熟和欠科学性的现状 ,笔者分析和综合了目前安全评价技术 ,结合建筑业特点 ,提出了基于BP神经网络的建筑安装施工现场安全评价方法 ,并对该评价模型的原理、方法及算法进行了研究。首先 ,结合建筑安装施工现场安全生产的特点建立评价指标体系 ,随后 ,运用层次分析法确定指标及准则层的权重 ,并运用模糊综合评价法生成评价样本集 ,最后 ,利用样本集训练BP网络 ,待误差满足要求后 ,即可运用训练成功的BP神经网络进行安全评价。     

建筑施工事故非线性灰色伯努利模型预测

为提高建筑施工事故灰色预测模型精度,在传统GM(1,1)模型基础上,建立非线性灰色伯努利模型(NGBM),并采用粒子群优化(PSO)算法对参数进行优选。以2001—2011年全国建筑事故死亡人数统计数据为基础,运用该模型对2012—2013年的相应人数进行预测,并与GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型的结果相对比。结果表明,NGBM拟合精度最好,平均相对误差仅为2.65%,验证了模型的可行性和准确性。     

基于ANN耦合遗传算法的爆破方案选择方法

为预防露天矿爆破引起的事故,基于安全和经济方面的考虑,对露天矿爆破方案进行优化选择,提出将人工神经网络(ANN)模型与遗传算法(GA)相耦合,从而进行爆破方案优化。研究露天矿爆破可能引起的2种主要危害形式:超爆和飞石,进而确定超爆深度和飞石距离为爆破方案的被优化目标参数。另一方面,炮眼深、间距、装药深度、阻塞深度、单位炸药消耗量和钻孔率对超爆深度和飞石距离的影响是复杂的、非线性的,因而将其作为爆破方案的影响参数。分别用影响参数和目标参数作为ANN的输入值和输出值加以训练,训练后的ANN数据作为GA的适应度函数进行方案优化。结果表明:可找到符合工程实例数据的爆破方案集合,借助Pareto图,可得到相关参数的值最小(超瀑深度为0.6999m,飞石距离为27.3386m)的最优爆破方案。     

基于LS-SVM的供水管网安全性评价方法研究

为评价城市供水管网的安全性,保障其正常运行,笔者基于多元分类最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法,在对城市供水管网安全运行影响因素总结与分析的基础上,构建供水管网安全性评价的指标因素集与评价模型,通过对有限的经验数据的学习,建立供水管网安全性与其影响因素之间的非线性关系。运用该模型进行实例仿真模拟,通过与实际安全等级及BP神经网络模型预测安全等级之间的对比表明:基于LS-SVM的供水管网安全性评价方法具有较高的精度,正确分类率可以达到83.33%。     

基于因子分析与BP网络的地铁施工安全预警研究

为了解决当前我国地铁施工过程的安全预警问题,构建因子分析与BP神经网络相结合的地铁施工安全预警模型。在分析地铁施工安全预警指标的基础上,采用SPSS因子分析法对调查数据进行降维,采用Visual Basic 6.0软件编写BP网络程序,并通过工程实际数据实现模型的训练及检测。研究结果表明,通过因子分析能使BP网络的输入数据从37个减少至7个,经因子分析降维后的收敛速度和计算精度均高于未经因子分析的神经网络,且误差均在10%以内。通过因子分析与BP神经网络相结合构建的耦合模型识别地铁施工过程中的不安全因素,进而有针对性地完善地铁施工的相关预警技术。     

道路运营安全性评价方法与指标

笔者从道路交通设施系统客观安全性和道路用户主观安全性的角度,应用交通冲突分析技术、运行车速预测方法、行车动力学仿真分析[空间视距模型、人工神经网络(ANN)模型],研究并分析车辆在自由流和非自由流两种状态下运营安全性,提出跟驰风险指数、变换车道风险指数、高速行车风险指数,建立了服务于道路安全运营管理的道路交通设施系统及其运营安全性的分析评价方法和指标。     

基于模糊网络和时间依赖的应急车辆调度优化研究

突发灾害的应急物资调度是减轻人民财产损失、防止次生灾害发生、保障社会稳定的必要支撑。借助模糊数学中的三角模糊数学方法对不确定的需求信息特征进行描述,用模糊函数积分确定车辆在路段的模糊行驶时间。以应急车辆调度的总时间最短为调度的主要目标,同时配送数量应最大限度地满足需求点的需求量为次要目标建立应急车辆调度模型。然后设计粒子群算法对模型进行求解。最后通过算例,验证建立的模型拟合现实中的情况,结果不是确定数值,而是模糊数值范围的优化。