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申请/专利权人:四川智浩工程技术有限公司
摘要:本发明属于数据处理技术领域,具体涉及基于模糊C均值聚类的施工现场质量管理评估系统,所述系统包括:数据获取与标准化单元、模糊C均值聚类单元和质量管理评估单元;所述数据获取与标准化单元,用于获取施工现场的多个维度的质量指标数据,得到标准化质量指标;所述模糊C均值聚类单元,用于初始化一个模糊隶属度矩阵,计算标准化质量指标的加权簇中心;所述质量管理评估单元,用于基于聚类结果,计算标准化质量指标中每个元素在其对应的簇中的局部密度一致性指数,得到质量管理评估结果。本发明显著提升了对复杂质量指标数据的处理能力,还通过精细化的聚类分析和自适应调整机制,确保了质量评估的准确性和可靠性。
主权项:1.基于模糊C均值聚类的施工现场质量管理评估系统,其特征在于,所述系统包括:数据获取与标准化单元、模糊C均值聚类单元和质量管理评估单元;所述数据获取与标准化单元,用于获取施工现场的多个维度的质量指标数据,将每个维度的质量指标数据作为一个元素,组成多维质量指标向量,对多维质量指标向量进行非线性标准化,得到标准化质量指标;所述模糊C均值聚类单元,用于初始化一个模糊隶属度矩阵,计算标准化质量指标的加权簇中心;计算标准化质量指标中每个元素到各个加权簇中心的自适应距离;基于自适应距离,考虑局部密度,更新模糊隶属度矩阵;设定模糊C均值聚类的目标函数,基于目标函数对标准化质量指标进行聚类;所述质量管理评估单元,用于基于聚类结果,计算标准化质量指标中每个元素在其对应的簇中的局部密度一致性指数,然后将所有元素对应的局部密度一致性指数相加,得到对应的质量指数,将质量指数与预设的质量管理等级区间进行比较,得到质量管理评估结果;每个维度的质量指标数据对应一个种类的质量指标数据;同一维度的质量指标数据包括一个或多个该种类的质量指标数据的样本;所述质量指标数据的种类包括:结构安全性指标数据、材料质量指标数据、设备管理指标数据、安全管理指标数据和进度管理指标数据;所述结构安全性指标数据包括:混凝土强度和钢筋保护层厚度;所述材料质量指标数据包括:原材料合格率和材料使用前检验率;所述设备管理指标数据包括:设备完好率和设备定期维护率;所述安全管理指标数据包括:安全事故发生率;所述进度管理指标数据包括:工期偏差率、关键节点完成率和返工率;数据获取与标准化单元通过如下公式,对多维质量指标向量中第个维度的质量指标向量进行非线性标准化,得到第个维度的标准化质量指标: 其中,为第个维度的标准化质量指标;为第个维度的原始的质量指标数据;为第个维度的质量指标数据的平均值;为第个维度的质量指标数据的标准差;为第个维度的质量指标数据的中位数;和分别为第个维度的质量指标数据的最大值和最小值;为第个维度的自适应参数;为第个维度的阈值参数;和均为下标索引;为绝对值运算;将每个维度的标准化质量指标作为一个元素,构建标准化质量指标;为维度总数;为第个维度的原始的质量指标数据;为第个维度的质量指标数据的平均值;为第个维度的质量指标数据的标准差;第个维度的自适应参数使用如下公式进行计算: 其中,为第维度的质量指标数据和第维度的质量指标数据的协方差;为质量指标数据的维度数量;为第个维度的质量指标数据的标准差;第个维度的阈值参数使用如下公式进行计算: 其中,为第个维度的质量指标数据的样本数量;为第个维度的质量指标数据的第个样本;为下标索引;模糊C均值聚类单元初始化一个模糊隶属度矩阵;其中,为模糊隶属度矩阵中的第行,第列的元素;为簇的数量;通过如下公式,计算加权簇中心: 其中,为下标索引;为第个维度的标准化质量指标;为标准化质量指标的元素的均值;为L2范数;为加权簇中心计算中的尺度参数,控制高斯核的宽度;为第个簇的加权簇中心;为模糊度参数,控制聚类的模糊程度,当越接近1时,聚类越趋向于硬划分;当增大时,聚类变得更加模糊;模糊C均值聚类单元,通过如下公式,计算标准化质量指标中每个元素到各个加权簇中心的自适应距离; 其中,为第个维度的标准化质量指标到加权簇中心的自适应距离;为控制重构误差在自适应距离中的权重的参数;为非线性特征映射函数,将映射到更高维的特征空间;为稀疏编码的字典矩阵;为第个加权簇中心在字典下的稀疏编码;为控制逻辑函数项在自适应距离中的权重的参数;为逻辑函数的陡度参数;为转置运算;为矩阵的L1范数;为预设的权重参数;模糊C均值聚类单元,通过如下公式,基于自适应距离,考虑局部密度,更新模糊隶属度矩阵: 其中,为第个加权簇中心的局部密度;为第个维度的标准化质量指标到加权簇中心的距离;为下标索引;为更新后的模糊隶属度矩阵;局部密度使用如下公式进行计算: 其中,为第个维度的标准化质量指标;为控制余弦相似度在局部密度计算中的权重的参数;表示计算与的余弦相似度;为第个维度的标准化质量指标;模糊C均值聚类的目标函数使用如下公式进行表示: 其中,为求矩阵的迹的运算;为控制局部密度项在目标函数中的权重的参数;为控制簇中心平滑性约束的强度的参数;表示的梯度;为标准化质量指标的拉普拉斯矩阵;通过最小化目标函数,得到对应的聚类结果;为第个加权簇中心在字典下的稀疏编码。
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百度查询: 四川智浩工程技术有限公司 基于模糊C均值聚类的施工现场质量管理评估系统
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