多重群体遗传规划在高性能混凝土强度预测中的应用

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发布时间：2021-09-11

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多重群体遗传规划在高性能混凝土强度预测中的应用
赵胜利。，宋玲玲，张东原。
(1．河北农业大学城建学院，河北保定071001；
2．保定供水总公司，河北保定071001；
3．河北建设集团混凝土分公司，河北保定071000)
摘要：针对影响高性能混凝土强度的主要因素作为输入因子，28 d抗压强度作为输出变量，应用遗传规划理论(GP)建立了
高性能混凝土强度预测的非线性显式数学解析式模型。为了更好地保持进化过程中的遗传多样性，提高求解此问题的效率，
提出了多重群体遗传规划理论。通过实测数据进行验证，并分别与线性回归模型和神经网络模型相比较，结果表明，多重群
体遗传规划(MGGP)模型具有更高的拟合精度和更好的预测效果，在高性能混凝土强度预测方面有很强的实用价值。
关键词：遗传规划；高性能混凝土；强度预测；多重群体
中图分类号：TU528．31 文献标识码：A 文章编号：1008—1933(2011)o4—210—03
Application of M ulti-Group genetic programming in strength forecast of
high performance concrete
ZHA0 Shengli ，SONG Lingling ，ZHANG Dongyuan
(1．Rural and Urban Construction College，Agricultural University of Hebei，Baoding 071001，China；
2．Baoding Water Company，Baoding 071001，China；
3．Concrete Branch，Construction Group of Hebei Province，Baoding 071000，China)
Abstract：The main factors that influence the strength of high performance concrete are considered as input variables of genetic
programming(GP)model and 28一day compressive strength is seen as output variable．A visible nonlinear-mathematical—model of high
performance concrete strength is舀ven by appl~ng the method of improved GP，in which creating initial population and fitness function
are adjusted mming at the special problem．In order to keep the variety and improve the eficiency，Multi·Group GP(MGGP)is put
forward．The perform ance of the proposed MGGP model is an alysed and the result of it is compared with that of the linear regression and
BP neural network model which show that the MGGP model have higher fitting precision with the experiment data and better prediction
efect，thus，the proposed MGGP mod el is useful to be used to predict the strength of high perform ance concrete．
Key words：genetic programming；high perform ance concrete；strength forecast；Multi-Group
0 引言
商陉能混凝土(High Performance Concrete，简称
HPC)是由水、水泥、矿物细掺料、粗细集料、高效减
水剂组成的多相复合材料⋯ ，具有高强度、高耐久
性、高施工性能，已在不少重要工程中被采用，特别
是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独
特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境
条件的适应性等方面产生了明显的效益，被认为是
今后混凝土技术的发展方向⋯。
收稿日期：2009—10—19
作者简介：赵胜利(1973一)，男，河北保定人，教授，博士，主要从事
进化计算应用研究。
基金项目：河北省自然基金(No．E2010000802)
E —mail：zhaovictory@ 126．tom
同其他种类的混凝土一样，28 d抗压强度是衡
量高性能混凝土性能的重要指标，并且早期预测高
性能混凝土抗压强度对提高施工质量、加快施工进
度具有重要实用价值。
传统混凝土强度预测方法通常为基于数理统计
的线性回归方法_l J。对于高性能混凝土来讲，由于
掺人了掺合料和外加剂等，其抗压强度的大小和混
凝土各组成材料之间呈高度非线性关系，采用通过
回归得到的线性函数并不适用。神经网络和支
持向量机等是常使用的全局建模工具，但是，这些全
局建模方法无法给出简明直观的模型表达形式，而
且，在处理未知系统的数据时带有很大的盲目性。
本文尝试应用一种新的预测方法——遗传规划理论
解决高性能}昆凝土强度预测问题。它无需人为选用