PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Ain Shams Engineering Journal· 2026Q1

WOA-optimizeli XGBoost ve Konformal Çıkarım Kullanarak Patlatma Titreşiminin Çoklu-Yanıt Tahmini ve Belirsizlik Kuantifikasyonu

Multi-response prediction and uncertainty quantification of blasting vibration using WOA-optimized XGBoost and conformal inference

Mingfang Gu, Lujun Cai, Yanli Liu, Sheng Peng ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir çerçeve, patlatma kaynaklı tepe parçacık hızı (PPV), baskın frekans (f) ve titreşim süresini (T) eş zamanlı olarak tahmin etmek için WOA-XGBoost ve konformal çıkarımı entegre ederek sırasıyla %0.899, %0.880 ve %0.967 R 2 değerleri elde eder ve belirsizliği ölçer.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • WOA-optimizeli XGBoost kullanılarak PPV, baskın frekans (f) ve titreşim süresini (T) eş zamanlı olarak tahmin eden birleşik bir çerçeve.
  • Yerleşik bir Rastgele Orman hata modeline sahip Konformal Çıkarım, ayrı bir kalibrasyon setine ihtiyaç duymadan tahmin belirsizliğini ölçer.
  • Model, bir test setinde yüksek R 2 değerleri elde etti: PPV için %0.899, f için %0.880 ve T için %0.967.
  • Tahmin aralıkları iyi kapsama oranları (örneğin, nominal %90 güven seviyesinde PPV için %92.86) ve belirgin, hedefe bağlı belirsizlik yapıları gösterdi.
  • Xinjiang demir madeninden elde edilen bağımsız bir veri kümesi üzerinde yapılan harici doğrulama, tüm göstergeler için %0.865'in üzerinde R 2 değerleriyle sağlam genelleme sağladı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Existing studies on blast-induced vibration prediction predominantly focus on a single response indicator, leaving multi-parameter characterization and predictive uncertainty quantification insufficiently addressed. This study proposes a unified framework that integrates Kennard–Stone (KS) sample partitioning, Whale Optimization Algorithm (WOA)-tuned Extreme Gradient Boosting (XGBoost), and out-of-fold (OOF) calibrated adaptive conformal prediction. Separate WOA-XGBoost models are developed to predict peak particle velocity (PPV), dominant frequency (f), and vibration duration (T). To quantify prediction uncertainty, a Random Forest-based error-scale model is embedded within the conformal prediction framework, enabling input-dependent interval widths without requiring a separately held-out calibration subset. On an independent hold-out test set, the proposed framework achieves coefficients of determination (R 2 ) of 0.899, 0.880, and 0.967 for PPV, f, and T, respectively, outperforming benchmark models in RMSE and MAE. At a nominal 90% confidence level, the prediction interval coverage probabilities are 92.86% for PPV, 92.86% for f, and 89.29% for T, with normalized interval widths and coverage-width-based criteria revealing distinct, target-dependent uncertainty structures. External validation using an independent dataset from a Xinjiang iron mine yields R 2 values of 0.865, 0.915, and 0.921, confirming robust generalization across varying geological conditions. The proposed framework provides an engineering-oriented, interpretable, and uncertainty-aware decision-support strategy for blasting vibration risk assessment, demonstrating the practical applicability of optimized ensemble learning combined with conformal inference.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Ain Shams Engineering Journal, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Yapı ve İnşaat

Building and ConstructionEngineering