基于偏最小二乘回归的疏浚产量预测方法
2020-04-28许焕敏
水运工程 2020年4期
高 腾,许焕敏
(河海大学 机电工程学院,江苏 常州 213022)
绞吸挖泥船产量决定了工程效益,同时也是评价其性能最为重要的指标之一[1]。预测产量有助于疏浚作业过程中选择最优的作业参数,实现挖泥船的作业优化。由于挖泥船的作业过程由多因素共同作用,产量的影响因素众多,导致对挖泥船产量的预测十分困难。丁树友等[2]研发疏浚作业辅助决策系统并用于疏浚产量的现场寻优,从而提高施工效率;王其松等[3]通过分析大量挖泥船作业反馈的数据,提出将施工经验与施工数据分析相结合,对挖泥船产量进行优化。目前,针对挖泥船产量的优化已经做了大量研究,但产量与工艺参量之间仍缺乏一种可量化的数学关系模型。
因此,本文针对疏浚作业反馈数据,通过Relief权重算法筛选出影响挖泥船产量的主要工艺参量,并在此基础上利用偏最小二乘回归建立产量与主要工艺参量之间的一种可量化的数学模型,为预测挖泥船的产量提供一种方法,对疏浚作业优化具有重要的现实意义。
1 产量主要工艺参量筛选
1.1 绞吸挖泥船影响参量提取
根据文献[3]可知,挖泥船的产量可由下式表示:
W=QC=πr2vC
(1)
(2)
式中:W为挖泥船的产量(m3s);Q为泥浆流量(m3s);C为泥浆浓度,以质量百分比表示(%);r为挖泥船排泥管的半径(m);v为泥浆流速(ms);ρs为泥浆密度(kgm3);ρw为水的密度(kgm3);ρn为泥沙的干密度(kgm3);ε为泥沙孔隙率。
根据式(1)、(2)可得:
(3)
根据式(3)可得,挖泥船的产量与排泥管半径、泥浆流速、泥浆密度、泥沙干密度、泥沙孔隙率有关。……
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