基于数据挖掘的输电杆塔典型材料大气环境腐蚀预测研究

樊志彬1,2,姜波1,王蝶1,吴亚平1,王倩1,安江峰3(1.国网山东省电力公司电力科学研究院;2.山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司;3.中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司)
摘要:为了提升输电杆塔材料在复杂大气环境下腐蚀预测的准确性,构建科学高效的建模方法以支撑材料寿命评估与防护策略制定,本研究基于历史积累的电网杆塔材料腐蚀数据,构建了遗传算法(GA) -随机森林(RF)-神经网络(BP)的多算法集成模型,用于碳钢与镀锌钢材料的大气环境腐蚀预测。通过优化模型参数与特征选择策略,碳钢与镀锌钢的预测平均相对误差分别降至7.65%和8.83%,较单一BP模型和GA-RF模型显著提升了预测精度。实验结果表明,GA-RF-BP模型能够有效融合多算法优势,增强对复杂非线性腐蚀规律的拟合能力,为输电杆塔材料的腐蚀防护与寿命评估提供了可靠的技术支撑。
关键词:材料腐蚀;数据挖掘;腐蚀预测

目录介绍

0 前言

1 数据准备

1.1 数据归集

1.2 数据补充

2 多算法腐蚀预测模型构建

2.1 机器学习方法筛选

2.2 GA-RF-BP多算法模型构建

2.2.1 基于随机森林的初始预测和输入特征变量选取

2.2.2 基于遗传算法的随机森林参数调优分析

1决策树深度的影响

2决策树棵数的影响

3决策树深度与棵数的影响

4GA算法选取最优参数组合 

2.2.3 基于BP神经网络的量化关系确定和腐蚀预测

3 腐蚀预测与分析

3.1 碳钢腐蚀速率预测与分析

3.2 镀锌钢腐蚀失厚预测与分析

4 结论

 

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