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基于BO-GBDT的水库大坝震害快速评估

陈翔宇 郭永刚 周兴波 ZhouXingbo 卫璐宁 肖烊 秦得顺

陈翔宇, 郭永刚, 周兴波 ZhouXingbo, 卫璐宁, 肖烊, 秦得顺. 基于BO-GBDT的水库大坝震害快速评估[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240425
引用本文: 陈翔宇, 郭永刚, 周兴波 ZhouXingbo, 卫璐宁, 肖烊, 秦得顺. 基于BO-GBDT的水库大坝震害快速评估[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240425
Rapid seismic damage assessment of reservoir dams based on BO-GBDT[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240425
Citation: Rapid seismic damage assessment of reservoir dams based on BO-GBDT[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240425

基于BO-GBDT的水库大坝震害快速评估

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240425
基金项目: 国家级-高原重大工程地质灾害监测与分析(U21A20158)

Rapid seismic damage assessment of reservoir dams based on BO-GBDT

  • 摘要: 水库大坝是重大生命线工程,地震发生后如何快速有效地进行水库大坝的震害评估,对制定抢险方案和灾后修复意义重大。为了快速准确地对遭受地震侵袭的水库大坝的破坏状态进行评估,本文选取汶川8.0级大地震各水库大坝的震损详情,结合大坝的结构特点和地震强度构建样本数据集,使用k近邻插补法对样本的缺失值进行处理,并判断样本特征相关性,提出了一种基于梯度提升树算法的水库大坝震害快速评估模型。使用网格搜索(Grid Search,GS)、粒子群搜索(Particle swarm optimization,PSO)、贝叶斯搜索(Bayesian optimization,BO)和超带搜索(HyperBand Search,HS)四种超参数优化方法对梯度提升树(GBDT)回归算法进行参数优化,根据各模型的性能指标(决定系数R2、均方根误差RMSE、平均误差MAE)进行对比,并对最优模型的特征重要性进行排序。结果表明:BO-GBDT模型能以最短的耗时以及较高精度对水库大坝震害程度进行评估,其决定系数R2高达0.99,特征重要性分数表明最大缝宽是影响最大的因素。使用该模型与基于改进经验统计模型的土坝震害评估模型评估结果对比,准确度有进一步提高,验证了该模型在水库大坝震后震害快速调查评估应用上的可靠性。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-31
  • 网络出版日期:  2024-12-05

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