PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Tunnelling and Underground Space Technology· 2026Q1

KMeans-SMOTE ve CatBoost'u Birleştiren Birleşik Model ile Kaya Patlaması Sınıf Dengesizliği Altında Akıllı Tahmin

Intelligent prediction under rockburst class imbalance: A coupled model fusing KMeans-SMOTE and CatBoost

Jin Qiao, Yan Zhang, Tianbin Li, ShaoJun Li ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir KMeans-SMOTE ve CatBoost modeli, dengesiz kaya patlaması verilerinde %82,67 ortalama tahmin doğruluğu ve %82,51 Makro F1 puanı elde ederek diğer topluluk yöntemlerini geride bırakıyor.

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

Ana noktalar

  • Dengesiz kaya patlaması verilerini dengelemek için KMeans-SMOTE tekniği kullanılarak 300 temizlenmiş örnek genişletildi.
  • Dengelenmiş verilerle eğitilen CatBoost modeli, ortalama %82,67 tahmin doğruluğu ve %82,51 Makro F1 puanı elde etti.
  • Önerilen model, diğer dört topluluk öğrenme algoritmasını (XGBoost, RF, AdaBoost, LightGBM) geride bıraktı.
  • Mühendislik uygulamasında model, 20 test örneğinde %95 doğrulukla kaya patlamalarını tahmin etti.

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

Özet (abstract)

Solving the problem of data class balance is the key premise to ensure the performance of rockburst intelligent prediction model. This paper adopted an oversampling method (KMeans‑SMOTE) based on K‑means clustering and Synthetic Minority Oversampling Technique (SMOTE). Firstly, this study collected 337 sets of original rockburst samples containing six key features, and obtained 300 sets of valid data after data cleaning. Then, KMeans‑SMOTE oversampling technology was applied to oversample and expand the training data evenly. Subsequently, five ensemble learning algorithms (CatBoost, XGBoost, RF, AdaBoost, LightGBM) were used to train and predict the balanced rockburst dataset. Finally, the model prediction was analyzed using multiple classification evaluation metrics, and the importance of model features was further assessed by combining the SHapley Additive exPlanations interpretability method. The results show that the combined framework of KMeans‑SMOTE and CatBoost achieves good prediction performance, with an average prediction accuracy of 82.67% and a Macro F1 score of 82.51%, outperforming the other four ensemble learning models. In the engineering application at Jiangbian Hydropower Station, the model achieves a prediction accuracy of 95% on 20 test samples, with only one misclassification. This study adopts a prediction strategy for intelligent prediction of rockburst with balanced data.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Tunnelling and Underground Space Technology, 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: Malzeme Mekaniği

Mechanics of MaterialsEngineering