| 基于LM-BD-ESN模型的路面抗滑性能预测 |
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| 引用本文： | 薛维龙,周汉明,高博,易灿灿.基于LM-BD-ESN模型的路面抗滑性能预测[J].中国科技论文,2023(10):1137-1143+1152. |
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| 作者姓名： | 薛维龙 周汉明 高博 易灿灿 |
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| 作者单位： | 1. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司;2. 武汉科技大学机械自动化学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51805382)；;湖北省交通运输厅科技项目(2020-186-1-6)； |
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| 摘 要： | 针对路面抗滑性能预测任务中存在的指标单一和预测精度差等问题，在传统回声状态网络(echo state network, ESN)模型的基础上，提出了逻辑映射(logistic mapping, LM)和偏差丢失(bias dropout, BD)优化的改进回声状态网络模型(LM-BD-ESN)。其中，LM模块能够优化输入权重矩阵，从而与多变量非平稳序列数据产生更高的契合度；BD模块能够自主删除多余的存储单元，从而降低模型复杂度。针对路面材料与抗滑性能之间存在的非线性关系描述，基于三维测量仪采集路面的多组三维形貌数据，分别利用支持向量机(support vector machine, SVM)、相关向量机(relevance vector machine, RVM)、极限学习机(extreme learning machine, ELM)、ESN及LM-BD-ESN对路面抗滑数据进行分析验证。结果表明，所提LM-BD-ESN算法在预测任务中的均方根误差和平均绝对百分比误差分别为0.085 8和0.066 4,相较于其他算法具有更高的效率和精度。
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| 关 键 词： | 路面性能 抗滑预测 多变量时间序列分析 LM-BD-ESN模型 |
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