一种应力预测方法、装置、设备及可读存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115099127A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210604275.0G06N3/08(2006.01)(22)申请日2022.05.30G06F17/18(2006.01)G06F119/14(2020.01)(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号申请人中铁桥隧技术有限公司(72)发明人侯丽娟杨柳马征吴来义刘恒张洪铭李明慧周海文周权路英烁张瑞琦(74)专利代理机构北京集智东方知识产权代理有限公司11578专利代理师陈亚斌关兆辉(51)Int.Cl.G06F30/27(2020.01)G06N3/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种应力预测方法、装置、设备及可读存储介质(57)摘要本发明提供了一种应力预测方法、装置、设备及可读存储介质，所述方法包括：获取历史时间段内第一结构的应力时间序列；对所述应力时间序列进行分解，得到至少一个分量；基于每个所述分量计算每个所述分量对应的熵值，并根据每个所述分量对应的熵值将所述分量进行组合，得到至少一个组合分量；采用至少两个预测模型分别对每一个所述组合分量进行预测，并根据预测结果将两个所述预测模型进行组合，得到组合模型，利用所述组合模型预测所述第一结构在未来时间点的应力数据。相比于单一模型，本发明通过集成学习原理集成自定义的组合模型，对桥梁结构进行预测分析，能更好地推断桥梁结构性能的变化，科学地支撑桥梁结构的管养维护及维修加固。CN115099127ACN115099127A权利要求书1/2页1.一种应力预测方法，其特征在于，包括：获取历史时间段内第一结构的应力时间序列，所述第一结构为待预测桥梁上任意一结构；对所述应力时间序列进行分解，得到至少一个分量；基于每个所述分量计算每个所述分量对应的熵值，并根据每个所述分量对应的熵值将所述分量进行组合，得到至少一个组合分量；采用至少两个预测模型分别对每一个所述组合分量进行预测，并根据预测结果将两个所述预测模型进行组合，得到组合模型，利用所述组合模型预测所述第一结构在未来时间点的应力数据。2.根据权利要求1所述的应力预测方法，其特征在于，对所述应力时间序列进行分解，得到至少一个分量，包括：对所述应力时间序列添加白噪声得到至少两个新的向量，将所有的所述新的向量的局部平均值求均值得到第一残差分量，用所述应力时间序列减去所述第一残差分量，得到第一阶分量；分析所述第一残差分量是否还能继续分解，若不能则完成分解；若能则基于所述第一残差分量计算得到其他阶次的分量，直到达到停止分解的预设条件，完成分解。3.根据权利要求1所述的应力预测方法，其特征在于，基于每个所述分量计算每个所述分量对应的熵值，并根据每个所述分量对应的熵值将所述分量进行组合，得到至少一个组合分量，包括：对每一个所述分量进行粗粒化处理，得到粗粒化处理后的分量，并利用排列熵算法得到每一个所述粗粒化处理后的分量的熵值；根据预设的排列规则将所有的所述熵值进行排序；排序后根据所述熵值所在的数值区间对所述分量进行组合，得到所述组合分量。4.根据权利要求1所述的应力预测方法，其特征在于，采用至少两个预测模型分别对每一个所述组合分量进行预测，并根据预测结果对两个所述预测模型进行组合，得到组合模型，包括：使用BiLSTM模型对每一个所述组合分量进行预测，得到第一预测结果，使用ARIMA模型对每一个所述组合分量进行预测，得到第二预测结果；基于所述第一预测结果和所述第二预测结果计算得到所述组合模型。5.一种应力预测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取历史时间段内第一结构的应力时间序列，所述第一结构为待预测桥梁上任意一结构；分解模块，用于对所述应力时间序列进行分解，得到至少一个分量；组合模块，用于基于每个所述分量计算每个所述分量对应的熵值，并根据每个所述分量对应的熵值将所述分量进行组合，得到至少一个组合分量；预测模块，用于采用至少两个预测模型分别对每一个所述组合分量进行预测，并根据预测结果将两个所述预测模型进行组合，得到组合模型，利用所述组合模型预测所述第一结构在未来时间点的应力数据。6.根据权利要求5所述的应力预测装置，其特征在于，分解模块，包括：2CN115099127A权利要求书2/2页第一计算单元，用于对所述应力时间序列添加白噪声得到至少两个新的向量，将所有的所述新的向量的局部平均值求均值得到第一残差分量，用所述应力时间序列减去所述第一残差分量，得到第一阶分量；第二计算单元，用于分析所述第一残差分量是否还能继续分解，若不能则完成分解；若能则基于所述第一残差分量计算得到其他阶次的分量，直到达到停止分解的预设条件，完成分解。7.根据权利要求5所述的应