基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：包括以下步骤：根据压路机施工项目已有案例数据，构建压路机施工工艺数据库；判断压路机施工工艺数据中的施工对象和施工要求的各项数据是否为正态分布，如果是则保持现有数据不变，否则对非正态分布数据进行box—cox转换，将其转换为正态分布数据；计算各个判断属性的基尼系统并按序排列，初步形成决策树；对决策树中经过box—cox转换的数据进行相关逆变换；对逆变换后的决策树进行剪枝优化处理，保证最小实例数大于设定值，形成改进后的决策树模型；获取压路机施工对象及施工要求相关参数；根据施工对象及施工要求相关参数，利用改进后的决策树模型进行分类分析，得到压路机施工方案，形成压路机施工工艺知识库。2.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：所述压路机施工对象包括土壤类型，施工对象的底长、底宽、深度及放坡系数；所述压路机施工要求相关参数包括施工要求属性、压路机型号以及初压、复压、终压三个阶段的压路机振幅、频率、碾压速度和碾压遍数，施工要求属性包括压实度、平整度和均匀度。3.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：施工对象、施工要求两大类属性作为决策树模型中的判断属性，不同的判断属性组成决策树的根节点及内部节点，判断属性所划分等级为决策树各个分叉；压路机型号以及初压、复压、终压三个阶段的压路机关键参数作为决策树的决策结果，决策树经各个分叉到达的各个叶节点分别代表一种压路机施工方案，每个施工方案对应决策树的一个叶节点。4.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：判断压路机施工工艺数据中的施工对象和施工要求的各项数据是否为正态分布的具体过程包括：采用anderson-darling正态性检验判断分布类型，对样本数据x进行升序排列，采用离散表达式计算经验分布函数与指定分布函数的距离参数，若所述距离参数小于设定的检验临界值，则认为相应变量的分布函数符合正态分布，反之不符合正态分布。5.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：对非正态分布数据进行box—cox转换的具体过程包括：利用box—cox的幂函数转换方法，将非正态分布数据转换为正态分布数据，对非正态分布随机变量x，有变换公式：其中λ的取值由极大似然估计确定。6.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：计算各个判断属性的基尼系统并按序排列，初步形成决策树的具体过程包括：以施工对象及施工要求相关参数每个属性为一个判断属性，基尼系数计算公式为：
其中gini(x)表示判断属性x某一等级的基尼系数，该等级中共有n个不同案例，p(x
k
)表示第k个案例在所有等级样本中的频率，依此计算判断属性x中所有等级的基尼系数，并对所有等级的基尼系数按照其样本数进行加权平均，得到该判断属性x的基尼系数；将其升序排列，基尼系数最高的属性作为最初的根节点，该属性的分级作为根节点延伸出的分叉；在每个分叉对应的子知识库分别计算剩余属性的基尼系数，基尼系数最低的属性作为根节点分叉后的第一个内部节点，逐步计算，构建决策树过程中按照基尼系数由低至高向下延伸；或进一步的，若某案例中缺少若干判断属性，则将此案例作为残缺数据进行舍去。7.如权利要求1所述的一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法，其特征是：所述施工方案中包括压路机型号以及初压、复压、终压三个阶段的压路机关键参数。8.一种基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建系统，其特征是：包括：数据库构建模块，被配置为根据压路机施工项目已有案例数据，构建压路机施工工艺数据库；数据转换模块，被配置为判断压路机施工工艺数据中的施工对象和施工要求的各项数据是否为正态分布，如果是则保持现有数据不变，否则对非正态分布数据进行box—cox转换，将其转换为正态分布数据；决策树模型构建模块，被配置为计算各个判断属性的基尼系统并按序排列，初步形成决策树；数据逆变换模块，被配置为对决策树中经过box—cox转换的数据进行相关逆变换；决策树模型优化模块，被配置为对逆变换后的决策树进行剪枝优化处理，保证最小实例数大于设定值，形成最终改进后的决策树模型；参数获取模块，被配置为获取压路机施工对象及施工要求相关参数；分类分析模块，被配置为根据施工对象及施工要求相关参数，利用改进后的决策树模型进行分类分析，得到压路机施工方案，形成压路机施工工艺知识库。9.一种计算机可读存储介质，其特征是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。10.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明提供了基于改进决策树的压路机施工工艺知识库构建方法及系统，根据压路机施工项目已有案例数据，构建压路机施工工艺数据库；判断压路机施工工艺数据中的施工对象和施工要求的各项数据是否为正态分布，如果是则保持现有数据不变，否则对非正态分布数据进行转换，将其转换为正态分布数据；计算各个判断属性的基尼系统并按序排列，初步形成决策树；对决策树中经过转换的数据进行逆变换；对逆变换后的决策树进行剪枝优化处理，形成最终改进后的决策树模型；利用改进后的决策树模型对实际数据进行分类分析，得到压路机施工方案。本发明能够保证压路机施工流程数据能够保证全为正态分布，解决现有决策树的局限性，能够辅助工程师进行压路机施工的决策。工程师进行压路机施工的决策。工程师进行压路机施工的决策。


技术研发人员：闫伟 袁子洋 胡滨 纪嘉树 吴凡 王俊博
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/1/21