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龍圖騰網(wǎng)獲悉哈爾濱工業(yè)大學(xué)申請的專利一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120030653B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510119465.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/13；該發(fā)明授權(quán)一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法是由高慶飛;何其峻;梁銳鴻;于洪偉;趙琳琳;高亮;董易典;曹明國;姜在陽;劉洋設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-01-24向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法在說明書摘要公布了：一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法，涉及橋梁施工智能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。該方法步驟依次為：初始施工階段索力確定；初始施工階段索力集合生成；有限元模型正裝分析形成數(shù)據(jù)集；可能二分點(diǎn)子集獲取；最優(yōu)二分點(diǎn)確定；預(yù)測功能模型構(gòu)建；拒絕度矩陣獲取；施工階段索力集合分級；密度算子矩陣獲取；生成第代施工階段索力集合；最優(yōu)施工階段索力集合獲取。通過大數(shù)據(jù)分析和智能優(yōu)化算法，結(jié)合施工階段的多目標(biāo)優(yōu)化需求，全面考慮了施工環(huán)境、材料性能和力學(xué)行為的復(fù)雜性，能夠有效提升大跨度斜拉橋的施工精度和成橋質(zhì)量。

本發(fā)明授權(quán)一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動斜拉橋施工階段索力多目標(biāo)智能優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一：初始施工階段索力確定 建立斜拉橋有限元模型，設(shè)施工過程共有Π批次張拉，通過逆向倒拆模擬獲得每一批次張拉的初始索力大小S0 n，n＝1,2,...,Π-1,Π，初始施工階段索力矩陣表示如下： S0＝[S0 1S0 2…S0 Π-1S0 Π]T； 步驟二：初始施工階段索力集合生成 對于初始施工階段索力集合個(gè)體的生成，設(shè)置索力變化范圍為[-ΔS0 n,ΔS0 n]，隨機(jī)抽取索力變化值Δs0 nN，得到索力變化值矩陣Δs0 N表示如下： Δs0 N＝[Δs0 1NΔs0 2N…Δs0 Π-1NΔs0 ΠN]T 進(jìn)而得到初始施工階段索力集合M0表示如下： 式中，Δs0 nN～U[-ΔS0 n,ΔS0 n]，ΔS0 n＝0.1×S0 n，N＝{1,2,...,499,500}，M0 N＝S0+Δs0 N，C0 nN＝S0 n+Δs0 nN； 步驟三：有限元模型正裝分析形成數(shù)據(jù)集 使用每一個(gè)初始施工階段索力集合個(gè)體進(jìn)行正裝分析，得到成橋索力矩陣A1 N與成橋錨點(diǎn)高程矩陣A2 N； 將M0 1,M0 2,...,M0 499,M0 500與對應(yīng)的At 1,At 2,...,At 499,At 500作為原始數(shù)據(jù)集， t＝1,2，重復(fù)從原始數(shù)據(jù)集中隨機(jī)有放回的抽取全部個(gè)體記作組成訓(xùn)練集Xs，與之對應(yīng)的At N記作At Ns組成訓(xùn)練子集Yt s，設(shè)第s次抽取中未被抽取過的和對應(yīng)的At N有L對并表示為MTest ?N和ATestt ?N分別組成測試集XTest s與測試子集YTestt s，?＝1,2,...L-1,L，表示如下： Yt Ns＝[At 1sAt 2s…At 499sAt 500s] YTestt s＝[ATestt 1sATestt 2s…ATestt L-1sATestt Ls]； 步驟四：可能二分點(diǎn)子集獲取 設(shè)二分特征將每一個(gè)訓(xùn)練集Xs作為二分原節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二分，每個(gè)二分節(jié)點(diǎn)表示為P表示節(jié)點(diǎn)所在層級，LP表示節(jié)點(diǎn)在本層的序號； 對于二分節(jié)點(diǎn)從中按隨機(jī)抽樣抽取5個(gè)不同的二分特征得到特征子集表示如下： 進(jìn)而得到對應(yīng)的特征索力子集表示如下： 將特征索力子集的每一行按大小順序排列并計(jì)算每一行相鄰兩個(gè)元素中間值作為可能二分點(diǎn)w＝{1,2,3,4,5}，d＝{1,2,...,498,499}，得到可能二分點(diǎn)子集表示如下： 步驟五：最優(yōu)二分點(diǎn)確定 對于可能二分點(diǎn)在二分節(jié)點(diǎn)中，若M0 Ns中的則若M0 Ns中的則從而得到與中M0 Ns對應(yīng)的At Ns分別構(gòu)成的驗(yàn)證矩陣與 將與中的At Ns分別記為Atleft δs與Atright ζs，δ＝1,2,...m-1,m，ζ＝1,2,...n-1,n，則Atleft δs和Atright ζs的平均值分別為與表示如下： 進(jìn)而能夠得到Atleft δs與以及Atright ζs與的誤差分別為以及由于t＝1,2，分為兩種情況表示如下： 可能二分點(diǎn)對應(yīng)的加權(quán)誤差表示如下： 遍歷所有可能二分點(diǎn)當(dāng)對應(yīng)的加權(quán)誤差為最小時(shí)，取該可能二分點(diǎn)為此二分節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)二分點(diǎn)； 步驟六：預(yù)測功能模型構(gòu)建 以作為預(yù)測節(jié)點(diǎn)，每個(gè)預(yù)測節(jié)點(diǎn)中的M0 Ns對應(yīng)的At Ns的平均值即為可能預(yù)測值即完成預(yù)測功能子模型PREt s的構(gòu)建； 帶入測試集XTest s能夠得到由預(yù)測值A(chǔ)Testt Pre?s組成的預(yù)測子集YTestt Pres表示如下： YTestt Pres＝[ATestt Pre1sATestt Pre2s…ATestt PreL-1sATestt PreLs] 求出測試子集YTestt s與預(yù)測子集YTestt Pres的誤差SElast表示如下： 若誤差SElast滿足精度要求，則判斷為有效的預(yù)測功能子模型PREt s，否則，重新進(jìn)行步驟五； 合并所有有效的預(yù)測功能子模型PREt s的預(yù)測結(jié)果At Pres并求取平均值得At Pre，即完成預(yù)測功能模型PREt all的構(gòu)建； 步驟七：拒絕度矩陣獲取 已知第代施工階段索力集合表示如下： 設(shè)利用預(yù)測功能模型PREt all得到的第代施工階段索力集合個(gè)體的目標(biāo)預(yù)測值已知目標(biāo)理想值為At wanted，得到的拒絕度由于t＝1,2，分為兩種情況表示如下： 因此，第代施工階段索力集合的拒絕度矩陣表示如下： 步驟八：施工階段索力集合分級 當(dāng)一個(gè)第代施工階段索力集合的拒絕度和都小于或等于的目標(biāo)拒絕度和且存在小于則稱完勝記為A,B∈N； 對于每一個(gè)第代施工階段索力集合個(gè)體存在： 其中， 為的數(shù)量，為的數(shù)量； 則的集合表示如下： 對第代施工階段索力集合進(jìn)行分級，的個(gè)體記為數(shù)量為θF1，χ＝1,2,...,θF1-1,θF1，存入第1級分級集合F1，表示如下： 設(shè)總共可以分l級，對于第Π級分級集合FΠ，Π＝2,3,...,l-1,l，考察分級集合FΠ-1中的每一個(gè)個(gè)體的統(tǒng)計(jì)集合中的個(gè)體數(shù)量為θFΠ，記為存入分級集合FΠ，表示如下： 持續(xù)分級直到得到第l級分級集合； 步驟九：密度算子矩陣獲取 對于第H級分級集合FH，按照的大小將FH中的進(jìn)行排序，H＝1,2...,l-1,l，λ＝1,2,...,θFH-1,θFH，設(shè)的密度算子表示如下： 得到第H級分級集合FH的密度算子表示如下： 步驟十：生成第代施工階段索力集合 第代施工階段索力集合每一級分級集合FH內(nèi)個(gè)體兩兩隨機(jī)配對，若某一級分級集合FH內(nèi)個(gè)體數(shù)量為奇數(shù)，則將密度算子最小的個(gè)體計(jì)入下一級分級集合進(jìn)行配對，構(gòu)成250對和每對和生成和構(gòu)成子代矩陣表示如下： r～U[0,1] 將子代矩陣與第代種群合并構(gòu)成第代臨時(shí)種群將臨時(shí)種群個(gè)體記為表示如下： 對第代臨時(shí)種群重復(fù)步驟七至步驟九，將每一級集合依次存入第代種群，直到存入某一級集合時(shí)第代施工階段索力集合的個(gè)體數(shù)量超過500，則將此級分級集合按密度算子大小存入，密度算子大的優(yōu)先，得到第代施工階段索力集合為表示如下： 步驟十一：最優(yōu)施工階段索力集合獲取 重復(fù)步驟七至步驟十得到第代種群并且滿足將第代種群的第1級分級集合F1作為最優(yōu)施工階段索力集合。

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