【摘要】：人類對(duì)于腐蝕行為的研究已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)百年,其中一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn)就是預(yù)測(cè)材料自然環(huán)境腐蝕的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。由于自然環(huán)境腐蝕試驗(yàn)的時(shí)間跨度長(zhǎng),空間分布廣,腐蝕影響因素復(fù)雜多變,其數(shù)據(jù)通常具有高維度、小樣本、數(shù)據(jù)分布蘊(yùn)含層次結(jié)構(gòu)、高噪聲等特征,這些都增加了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法處理腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)的困難性。因此需要開(kāi)發(fā)適合數(shù)據(jù)特點(diǎn)的新技術(shù)和新算法來(lái)預(yù)測(cè)材料的自然環(huán)境腐蝕行為規(guī)律。 預(yù)測(cè)是數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)鍵任務(wù)之一,隨著數(shù)據(jù)挖掘理論體系的完善,優(yōu)秀算法不斷涌現(xiàn),但對(duì)于高維度、小樣本、具有層次結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)質(zhì)量較低的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù),現(xiàn)有模型和算法還不能很好的滿足實(shí)際應(yīng)用需要。 本文在數(shù)據(jù)挖掘理論的指導(dǎo)下,力求提出能夠有效處理高維度、小樣本數(shù)據(jù),可以合理描述數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu),對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題具有容錯(cuò)性的預(yù)測(cè)算法,并將其應(yīng)用到材料在自然環(huán)境腐蝕研究中,挖掘有現(xiàn)實(shí)意義的信息,對(duì)腐蝕的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。提出了一系列創(chuàng)造性的思路和方法,主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括： 第一,對(duì)于數(shù)據(jù)質(zhì)量較低、樣本容量較小的數(shù)據(jù),本文提出了基于梯度提升機(jī)的I-BRT算法。在梯度提升機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了三點(diǎn)改進(jìn),一是通過(guò)引入ε-不敏感損失函數(shù),將模型建立在結(jié)構(gòu)化風(fēng)險(xiǎn)最小化理論基礎(chǔ)上,提高模型泛化性能；二是以選擇性集成理論為指導(dǎo),采用動(dòng)態(tài)收縮系數(shù)對(duì)原算法進(jìn)行改進(jìn)；三是借鑒隨機(jī)森林算法的思想,在模型集成過(guò)程中增強(qiáng)各基函數(shù)的差異性,以提升集成模型的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用I-BRT算法建立的模型能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)材料在自然環(huán)境中的腐蝕率,對(duì)于數(shù)據(jù)的高維度、缺失值、高噪聲等問(wèn)題具有較好的魯棒性,適合小樣本數(shù)據(jù)的處理； 第二,對(duì)于高維度、小樣本數(shù)據(jù),本文提出了基于Lasso方法的SALP算法。采用Bayesian Bootstrap算法重構(gòu)樣本,通過(guò)多模型集成對(duì)預(yù)測(cè)變量進(jìn)行預(yù)選,消除數(shù)據(jù)擾動(dòng)和離群點(diǎn)對(duì)于訓(xùn)練模型的影響；應(yīng)用偏最小二乘權(quán)重系數(shù)改善Lasso方法在處理小樣本數(shù)據(jù)時(shí)的參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確性問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,SALP算法適用于高維數(shù)據(jù)的變量選擇和模型構(gòu)建,在材料自然環(huán)境腐蝕預(yù)測(cè)及類似研究領(lǐng)域中的應(yīng)用具有可行性和實(shí)際價(jià)值； 第三,將多層線性模型理論引入腐蝕預(yù)測(cè)研究。針對(duì)腐蝕數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),本文將腐蝕數(shù)據(jù)視為一組縱向數(shù)據(jù),應(yīng)用多層線性模型原理建立了腐蝕率模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于多層線性模型原理的腐蝕預(yù)測(cè)模型可以合理的描述數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)；提供穩(wěn)健的預(yù)測(cè)結(jié)果；并能夠較好地處理不平衡數(shù)據(jù)、小樣本數(shù)據(jù)。在具有層次結(jié)構(gòu)的科學(xué)數(shù)據(jù)分析和類似研究領(lǐng)域,具有實(shí)用和推廣價(jià)值： 第四,對(duì)于具有縱向數(shù)據(jù)特征的小樣本數(shù)據(jù),本文提出了RE-BET算法。在混合效應(yīng)模型的框架下,采用樹(shù)形算法估計(jì)混合效應(yīng)模型的固定效應(yīng),提高模型發(fā)現(xiàn)和描述變量間復(fù)雜關(guān)系的能力；采用基于Dirichlet過(guò)程先驗(yàn)的貝葉斯方法估計(jì)混合效應(yīng)模型的隨機(jī)效應(yīng),改善小樣本數(shù)據(jù)的隨機(jī)效應(yīng)參數(shù)估值問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,RE-BET繼承了樹(shù)形算法的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)具有較好的靈活性和適應(yīng)性,并且適合小樣本縱向數(shù)據(jù)的分析。 本文的研究不僅是對(duì)數(shù)據(jù)挖掘預(yù)測(cè)算法的發(fā)展和完善,而且對(duì)材料在自然環(huán)境下的腐蝕預(yù)測(cè)具有較重要的參考和借鑒價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP311.13

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程基偉,張琦;材料腐蝕預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型的研究[J];航空學(xué)報(bào);2000年02期

2 胡艷玲,李荻,郭寶蘭;LY12CZ鋁合金型材的腐蝕動(dòng)力學(xué)統(tǒng)計(jì)規(guī)律研究及日歷壽命預(yù)測(cè)方法探討[J];航空學(xué)報(bào);2000年S1期

3 宋光雄,何勝鋒,曹輝,張崢,鐘群鵬;基于Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腐蝕失效模式識(shí)別[J];金屬熱處理學(xué)報(bào);2003年01期

4 高靜;宋威;楊炳儒;徐章艷;;新型決策樹(shù)構(gòu)造方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2009年16期

5 楊關(guān);張向東;馮國(guó)燦;鄒小林;劉志勇;;圖模型在彩色紋理分類中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2011年10期

6 閆國(guó)華;朱永生;;支持向量機(jī)回歸的參數(shù)選擇方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年14期

7 莊越挺,劉駿偉,吳飛,潘云鶴,張引;基于支持向量機(jī)的視頻字幕自動(dòng)定位與提取[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2002年08期

8 張春霞;張講社;;選擇性集成學(xué)習(xí)算法綜述[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2011年08期

9 張坤;穆志純;常曉輝;;一種新型的模型樹(shù)算法研究及應(yīng)用[J];控制工程;2008年01期

10 張學(xué)工;關(guān)于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論與支持向量機(jī)[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2000年01期

，

本文編號(hào)：2466218