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基于分数阶优化的极限学习机交通流短时预测模型
1
作者 李卓轩 何桂仲 +1 位作者 卫一恒 曹进德 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1191-1199,共9页
在智能交通系统中,交通流预测在交通管理和减少拥堵方面发挥着关键作用.本文旨在开发一种高效、非迭代的神经网络方法用于交通流短时预测,该方法被称为改进分数阶极限学习机(IFra-ELM).通过分数岭回归算法,使得ELM算法在求解输出权重时... 在智能交通系统中,交通流预测在交通管理和减少拥堵方面发挥着关键作用.本文旨在开发一种高效、非迭代的神经网络方法用于交通流短时预测,该方法被称为改进分数阶极限学习机(IFra-ELM).通过分数岭回归算法,使得ELM算法在求解输出权重时具有更好的性能,该方法被称为分数极限学习机(Fra-ELM).在输入层之后添加改进分数阶累加层,将与原始输入进行拼接,增强了ELM算法的特征提取能力.通过改进分数阶累加层与分数极限学习机相结合,增强了模型对于不同场景下交通流的预测能力和鲁棒性.实验结果表明,与传统方法相比,IFraELM模型在交通流预测方面具有优越的性能.该框架有潜力提高交通预测系统的准确性和效率,有助于智能交通基础设施的发展. 展开更多
关键词 交通流预测 神经网络 分数阶累加 改进分数阶极限学习机
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高铁枢纽与城市轨道交通换乘流线仿真与优化 被引量：4
2
作者 程龙 宁哲 +2 位作者 薛小钰 张霁扬 刘志鹏 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期43-52,共10页
针对高铁枢纽与城市轨道交通换乘流线优化问题,以南京南站作为研究对象,建立全过程仿真模型,识别换乘瓶颈,采用梯度提升决策树法(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)确定参数重要度,提出改善方案.首先,分解换乘过程的行人与设施流线... 针对高铁枢纽与城市轨道交通换乘流线优化问题,以南京南站作为研究对象,建立全过程仿真模型,识别换乘瓶颈,采用梯度提升决策树法(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)确定参数重要度,提出改善方案.首先,分解换乘过程的行人与设施流线,分析高速铁路到达客流与城市轨道交通客流的分布特征.其次,使用AnyLogic软件建立高铁枢纽换乘城市轨道交通的全过程仿真模型,分析现状仿真结果,识别空间瓶颈.然后,设计不同优化类型下的措施参数及调整范围,形成不同参数组合方案.采取梯度提升决策树算法,识别不同措施参数的相对重要度,并据此确定改善措施的优先级.最后,依据措施的优先级,确定不同类型下的优化组合方案,选择机器学习全局可解释性方法对其进行优化效果分析,为不同场景下的服务改善提出建议.研究结果表明:换乘瓶颈主要集中于楼/扶梯通道设施以及闸机、售检票机等服务设施处;乘客换乘城轨的购票比例对平均换乘时间和单位时间最大换乘人数均起到重要影响,对于平均换乘时间,城轨自动售票机数量、购票时间、城轨进站服务时间、城轨进站闸机数量的影响相对较大,对于单位时间最大换乘人数,购票时间与城轨进站闸机服务时间的影响相对较大.为提高高铁枢纽换乘效率,建议推广电子客票和多种支付方式,优化购票及检票设施. 展开更多
关键词 综合交通系统 交通枢纽 换乘全过程优化 AnyLogic仿真 梯度提升决策树
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预制管桩处治高速公路拓宽软土路堤附加荷载传递规律与变形特性 被引量：1
3
作者 刘文俊 章定文 +2 位作者 于春江 李涛 张自萌 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期536-543,共8页
为揭示预制管桩处理高速公路改扩建工程软土路堤附加荷载传递规律和沉降变形特性,建立了高速公路改扩建工程全过程三维有限元仿真模型,探讨了新路堤填筑引起的地基附加应力分布特征和主要沉降变形来源。结果表明:预制管桩能够将路堤荷... 为揭示预制管桩处理高速公路改扩建工程软土路堤附加荷载传递规律和沉降变形特性,建立了高速公路改扩建工程全过程三维有限元仿真模型,探讨了新路堤填筑引起的地基附加应力分布特征和主要沉降变形来源。结果表明:预制管桩能够将路堤荷载有效传递至深部持力层,减小地基浅层软土层中的附加应力,地基主要受力变形区下移至桩端下卧层;预制管桩约束了新路堤的下移趋势,新路堤荷载向老路堤下部地基偏移,老路边坡内侧沉降变形是新老路堤差异沉降的主要来源;预制管桩加固软土地基能够有效降低新路堤沉降变形、新老路堤差异沉降及工后横坡变化率。研究成果可为预制管桩处理高速公路改扩建工程的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 公路工程 拓宽软土路堤 预制管桩 附加应力 沉降变形
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岩溶地区抽水蓄能电站下水库渗控方案优化
4
作者 马泽锴 沈振中 +2 位作者 李东泽 刘玥池 张宏伟 《水电能源科学》 北大核心 2025年第9期150-155,共6页
某抽水蓄能电站下水库所处岩溶环境复杂,为此建立三维渗流分析有限元模型,对库区主要建筑物和岩溶通道进行模拟,采用“坝基防渗帷幕深度为0.5倍坝前水头、两岸防渗帷幕深度为3Lu线以下3m、右岸防渗帷幕长度为200m、设置单排帷幕”作为... 某抽水蓄能电站下水库所处岩溶环境复杂,为此建立三维渗流分析有限元模型,对库区主要建筑物和岩溶通道进行模拟,采用“坝基防渗帷幕深度为0.5倍坝前水头、两岸防渗帷幕深度为3Lu线以下3m、右岸防渗帷幕长度为200m、设置单排帷幕”作为初步渗控方案,对库区渗流场、渗透坡降及渗透量进行计算分析,发现初步渗控方案满足规范要求,但渗流量和渗透坡降接近临界值。为优化渗控方案,基于初步渗控方案,改变两岸帷幕深度、坝基帷幕深度、右岸帷幕长度、设置双排帷幕4项指标,研究各指标变化对库区渗透量的影响,提出优化渗控方案。分析结果表明,初步方案基础上,在坝基处布置双排帷幕,坝基渗透流量减少267.3 m^(3)/d,库区渗控效果显著。 展开更多
关键词 岩溶地区 抽水蓄能电站 重力坝 渗控系统 防渗帷幕 渗透坡降
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基于可解释性集成学习的RIOHTrack车辙预测模型及驱动因素研究
5
作者 李敏 李卓轩 +1 位作者 时欣利 曹进德 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第1期92-104,共13页
交通基础设施是现代社会经济发展的基础,沥青路面作为其中的关键组成部分,扮演着重要角色.准确预测沥青路面状况对指导路面养护工作具有重要意义.车辙作为评价沥青路面健康状况的一项重要指标,现有的沥青路面状况预测模型主要基于力学... 交通基础设施是现代社会经济发展的基础,沥青路面作为其中的关键组成部分,扮演着重要角色.准确预测沥青路面状况对指导路面养护工作具有重要意义.车辙作为评价沥青路面健康状况的一项重要指标,现有的沥青路面状况预测模型主要基于力学经验模型或机器学习技术.然而,这些方法缺乏可解释性,无法提供相关信息来说明输入特征对车辙的影响程度.该研究通过建立可解释性集成学习框架(FI-EL-SHAP)(其中,FI模块通过熵权法和Pareto分析筛选特征,EL模块评估不同的模型性能,并选出最优的模型,SHAP模块对输入特征和模型输出之间的关系进行可视化分析),揭示了不同特征对模型预测结果的影响.该研究在保证模型精确度的同时实现了对车辙形成机理的定量解析. 展开更多
关键词 沥青路面 车辙 集成学习 可解释性
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水泥土加固桩水平循环承载性能足尺试验研究 被引量：6
6
作者 杨松松 章定文 +3 位作者 曾彪 张爱军 成朝恒 何凌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1453-1461,共9页
选取宿迁典型饱和粉土场地,采用水泥土搅拌桩加固钻孔灌注桩桩周土,开展灌注桩水平循环加载足尺试验。探究水泥土加固试验桩(TPI)和未加固试验桩(TPU)在循环水平荷载作用下的滞回特性、弯矩、刚度退化、位移延性、水平承载力与残余变形... 选取宿迁典型饱和粉土场地,采用水泥土搅拌桩加固钻孔灌注桩桩周土,开展灌注桩水平循环加载足尺试验。探究水泥土加固试验桩(TPI)和未加固试验桩(TPU)在循环水平荷载作用下的滞回特性、弯矩、刚度退化、位移延性、水平承载力与残余变形能力。试验结果表明:TPI比TPU桩的弯矩减小47%,屈服位移减小41%,水平承载力提升150%,有效刚度提升240%,等效黏滞阻尼比提升233%,桩的开裂荷载提升150%,屈服荷载阶段桩体的残余变形能力减小17%。水泥土搅拌法不仅可以限制桩侧粉土液化,增加桩基础的耗能及位移延性,而且可以显著的降低桩头水平位移和弯矩的发展。从抗震性能的角度分析,水泥土搅拌桩加固既有桩基,有效抑制了加固范围内地基土刚度衰减,增强了桩-土结构的总耗能、等效黏滞阻尼系数与变形恢复能力,提高桩基础在大变形阶段的抗震性能。 展开更多
关键词 钻孔灌注桩 足尺试验 水泥土搅拌桩 水平循环加载 抗震性能
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民用机场智慧化程度评价指标的构建 被引量：1
7
作者 张锐 黄卫 马涛 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期524-530,共7页
为了解决民用机场在进行智能化程度评价过程中客运核心业务流基础评价指标种类繁多、覆盖范围广泛、指标间关系错综复杂的难题,从智慧程度、覆盖程度和准确程度进行了多角度耦合的基础评价指标通式构建.在此基础上,以航班流为例分别从... 为了解决民用机场在进行智能化程度评价过程中客运核心业务流基础评价指标种类繁多、覆盖范围广泛、指标间关系错综复杂的难题,从智慧程度、覆盖程度和准确程度进行了多角度耦合的基础评价指标通式构建.在此基础上,以航班流为例分别从感知型、预测型和决策型3个方面进行了基础评价指标的构建.研究结果表明,所构建的基础评价指标可根据其所涉及数据的功能属性划分为感知型指标、预测型指标、决策型指标3类,解决了智慧化程度基础评价指标缺失的问题.感知型与预测型指标可从智慧方法、覆盖程度、准确程度3个角度进行刻画,而决策型指标仅需从智慧方法、覆盖程度2个角度进行刻画,构建了多角度耦合的指标通式.从智慧方法角度划分,智慧程度可分为全智慧化管控、半智慧化管控和全人工管控3类状态,而覆盖程度与准确程度可由覆盖率与准确率表征. 展开更多
关键词 智慧机场 航班业务流 基础评价指标 感知型指标 预测指标 决策型指标
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基于改进多目标布谷鸟算法的拦沙重力坝结构抗震优化 被引量：3
8
作者 于家傲 沈振中 +3 位作者 李乐晨 孙一清 疏永康 于世发 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期137-147,共11页
混凝土重力坝在强震作用下易出现结构安全问题,因而需采用合理经济的工程措施加以防护。将西北地区某拦沙重力坝作为研究对象,基于振型分解反应谱法分析大坝自振特性与动力响应,并综合考虑坝踵拉应力和抗震措施可变造价,采用改进多目标... 混凝土重力坝在强震作用下易出现结构安全问题,因而需采用合理经济的工程措施加以防护。将西北地区某拦沙重力坝作为研究对象,基于振型分解反应谱法分析大坝自振特性与动力响应,并综合考虑坝踵拉应力和抗震措施可变造价,采用改进多目标布谷鸟算法(MOCS)进行抗震设计方案的优化。此外,为提高算法性能,通过调整拥挤度距离计算公式、引进多项式变异算子以及动态步长和发现概率等方式进行改进。通过与其他多目标算法在不同测试函数上的对比试验,证明改进MOCS算法具备计算高效和解集均匀等优点。最后,根据Pareto最优解集,对重力坝的设计方案进行合理性评价,并提出工程建议。相关方法与结论对高烈度地震区混凝土重力坝的结构设计具有参考价值。 展开更多
关键词 拦沙重力坝 改进MOCS算法 振型分解反应谱法 地震响应 结构优化
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柱状和格栅状搅拌桩联合加固河堤变形特征离心模型试验研究 被引量：2
9
作者 沈晨 章定文 +1 位作者 宋涛 张国龙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期210-215,共6页
采用离心模型试验研究了柱状和格栅状搅拌桩联合加固河堤的变形特征。结果表明,采用柱状和格栅状搅拌桩加固软土地基上河堤,可有效控制地基的沉降和减小了软土地基的水平位移,河堤边坡稳定性高。堤顶处沉降最大,尽管施工完成一年后沉降... 采用离心模型试验研究了柱状和格栅状搅拌桩联合加固河堤的变形特征。结果表明,采用柱状和格栅状搅拌桩加固软土地基上河堤,可有效控制地基的沉降和减小了软土地基的水平位移,河堤边坡稳定性高。堤顶处沉降最大,尽管施工完成一年后沉降尚未完全稳定,但沉降速率放缓;由于搅拌桩的应力集中效应显著加速了地基的固结速率,根据实测沉降和超静孔隙水压力计算得到施工完成一年时搅拌桩加固地基的固结度分别达到了80%,75%以上。因桩土刚度差异,桩土应力分配呈现模型的应力集中效应,实测的水泥土搅拌桩桩土应力比介于2~3。 展开更多
关键词 软土地基 柱状搅拌桩 格栅搅拌桩 河堤 离心模型试验
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