基于概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)挖掘預(yù)測算

郭挺

[摘 要]近年來概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的不斷發(fā)展使之在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是基于概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)挖掘測算就是一個(gè)很熱門的行業(yè)，正因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)需要精準(zhǔn)的測算以及測量，所以，學(xué)好這個(gè)領(lǐng)域更顯得極為重要，本文主要講的就是概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)挖掘測算存在的問題以及應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì);數(shù)據(jù)挖掘測算建筑施工應(yīng)用

[中圖分類號]TP311.13 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 前言

如今基于概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)預(yù)測算廣泛地應(yīng)用于建筑當(dāng)中，屬于一種比較前沿的建筑方式，常用于混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對其施加壓力，使其在外荷載作用時(shí)的混凝土內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生壓力，用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或裂得比較晚。

2 概率統(tǒng)計(jì)在數(shù)據(jù)挖掘上的應(yīng)用

本文主要就數(shù)據(jù)挖掘中的預(yù)測進(jìn)行分析，預(yù)測是構(gòu)造和使用數(shù)學(xué)模型來評估無標(biāo)號樣本類，或評估給定樣本可能具有的屬性值或值區(qū)間。所涉及的算法是基于概率統(tǒng)計(jì)的貝葉斯數(shù)學(xué)模型，利用已知數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，通過相關(guān)性分析，對數(shù)據(jù)未知的某些屬性進(jìn)行預(yù)測和解釋。算法的基本思想是：若事件A在T-1時(shí)刻發(fā)生的概率值比較大，那么它在T+1時(shí)刻發(fā)生的概率也比較大。算法利用已知事件X的先驗(yàn)概率，將預(yù)測結(jié)果屬性按劃為n個(gè)劃分，并根據(jù)X的各屬性對結(jié)果所起作用的大小不同，為每個(gè)劃分賦予一個(gè)大小不同的權(quán)值。最后依照全概率公式P（A）=P（A/B1）P（B1）+P（A/B2）P（B2）+…+P（A/Bn）P（Bn）計(jì)算出X預(yù)測屬性的值，并對此作出解釋。公式中，P（A）為預(yù)測屬性的結(jié)果值;n為劃分個(gè)數(shù);P（Bi）為每個(gè)劃分的權(quán)值;P（A/Bi）X的先驗(yàn)概率。

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展與改革，建筑學(xué)與數(shù)學(xué)、力學(xué)的相互融合，逐漸發(fā)展出許多符合力學(xué)結(jié)構(gòu)但是很奇怪形狀的建筑，這都是數(shù)學(xué)、力學(xué)與建筑學(xué)的融合，融合力學(xué)也開始幫助建筑學(xué)解決一些難題，比如道路、橋、房屋等時(shí)間長了會有許多裂縫，給人一種不安全的感覺，其中的結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞，那是如何產(chǎn)生的呢？拿路橋來說，車輛在上面走過的時(shí)候?qū)β窐蛏厦媸┘拥膲毫?dǎo)致其反力會對路橋造成極大的傷害，就像作用力與反作用力，只不過這個(gè)力要比作用力與反作用力大得多也復(fù)雜得多，所以就有人想在建筑結(jié)構(gòu)中借預(yù)應(yīng)力來穩(wěn)定建筑結(jié)構(gòu)，因此，就有了預(yù)應(yīng)力水泥，這個(gè)水泥結(jié)構(gòu)可以在受力過程中儲存一部分力，可以還原回原來的形態(tài)，不但可以延長橋的壽命還可以穩(wěn)定橋的結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行該算法之前， 對源數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行相關(guān)性分析， 去除無關(guān)屬性。這種力學(xué)結(jié)構(gòu)屬于高等力學(xué)范疇，應(yīng)力是物體內(nèi)部的力，應(yīng)力可以很大也可以很小，但是要取決于外部施加的壓力有多大，所以應(yīng)力就像彈簧一樣，壓得越緊，反彈得就會越大，如果運(yùn)用好應(yīng)力將會是一個(gè)很大的能量節(jié)省，但是如果應(yīng)力爆發(fā)，只要力夠大，沒有什么摧毀不了的，剪應(yīng)力是應(yīng)力的一種，定義為單位面積上所承受的剪力，且力的方向與受力面的法線方向正交。若平面無限大，剪應(yīng)力為0.因平面內(nèi)剛度無限大，采用極限的方法lim（剪應(yīng)力/剛度）=0剛度趨近于無窮大。若要作用于一點(diǎn)，首先不好控制，現(xiàn)在的技術(shù)還沒發(fā)展到那個(gè)地步，所以在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。但在理想化中是可以的。所以如果運(yùn)用好應(yīng)力這一列的力，對人們的生活會有前所未有的改觀。

3 數(shù)據(jù)挖掘存在的問題

3.1 應(yīng)用性

預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，如在鋼筋、混凝土的使用過程中可以考慮到預(yù)應(yīng)力技術(shù)，因?yàn)槭褂妙A(yù)應(yīng)力技術(shù)可以計(jì)算出最佳的力學(xué)材料，以節(jié)省材料，還可以節(jié)省占地面積，緩解甚至解決了目前土地緊缺的問題。

3.2 耐久性

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用使路橋施工時(shí)可以更加迅速地化解外部的壓力，并且將外部的壓力轉(zhuǎn)化，這樣大大提高了路橋的耐久性，防止路橋在受到巨大外部壓力的同時(shí)開裂或者下陷，保證了路橋的安全以及使用時(shí)間預(yù)應(yīng)力混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)用穩(wěn)定了路橋結(jié)構(gòu)，延長了使用壽命對建筑領(lǐng)域有著極大的幫助。

3.3 數(shù)據(jù)吻合問題

結(jié)合了預(yù)應(yīng)力技術(shù)使橋梁的受力結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，以前的橋梁需要在結(jié)構(gòu)上采用最為穩(wěn)定的三角形，即使這樣還是經(jīng)常發(fā)生橋毀人亡的事件，現(xiàn)如今建筑事業(yè)的發(fā)展，與高等物理學(xué)相聯(lián)系不僅追求結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還要考慮力學(xué)結(jié)構(gòu)以及材料節(jié)省、材料選用等多方面因素，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用成功解決了建筑方面的許多問題，材料節(jié)省，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)穩(wěn)定等多方案為問題都得以解決。橋梁受力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定延長了橋的壽命，節(jié)省了政府資金。

4 數(shù)據(jù)挖掘在其他領(lǐng)域上的應(yīng)用

路橋施工中的受彎頻率過高，而且在彎折結(jié)構(gòu)中其受到剪應(yīng)力是平時(shí)狀態(tài)的一倍左右，所以其力學(xué)結(jié)構(gòu)更加不穩(wěn)定，但是為什么現(xiàn)在路橋建設(shè)中隨處可見彎折結(jié)構(gòu)呢，這就是預(yù)應(yīng)力的作用，通過預(yù)應(yīng)力的中和可以抵消剪應(yīng)力或者大于剪應(yīng)力，但是它的原因呢，彎折結(jié)構(gòu)多采用延展性較好的金屬，其受到的力會比一般的硬度高的金屬較小，也就是說彎折結(jié)構(gòu)之所以被利用得多，是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，現(xiàn)如今建筑事業(yè)的發(fā)展，符合我國可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排的國策，總之，路橋施工中注重預(yù)應(yīng)力技術(shù)的合理使用，擴(kuò)大這種施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍，有利于增強(qiáng)工程質(zhì)量可靠性，優(yōu)化路橋工程投入施工后的安全性能。

預(yù)應(yīng)力混凝土是預(yù)應(yīng)力最先運(yùn)用上的，與傳統(tǒng)的混凝土不一樣，其力學(xué)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，而且還更加節(jié)省材料，成本相差無幾，甚至還要更低，只要掌握了技術(shù)就可以做出預(yù)應(yīng)力（下轉(zhuǎn)頁）（上接頁）混凝土，如今已經(jīng)大面積地投入使用，預(yù)應(yīng)力混凝土有著自己完整穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)，其中能量的流轉(zhuǎn)也是非常復(fù)雜的，預(yù)應(yīng)力最早是由牛頓先提出的，這位里程碑一樣的物理學(xué)家其在力學(xué)上的造詣令人嘆為觀止，隨著時(shí)代的進(jìn)步預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用到建筑領(lǐng)域，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的廣受好評還有更多物理學(xué)技術(shù)會運(yùn)用到建筑當(dāng)中。預(yù)應(yīng)力不但可以穩(wěn)定建筑結(jié)構(gòu)，還可以對路橋?qū)嵤┘庸?，其方法就是在路橋的相?yīng)受力點(diǎn)加預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，以方便路橋受壓力的轉(zhuǎn)化，在其轉(zhuǎn)化的過程中，還可以儲存一部分能量用于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這就是加固預(yù)應(yīng)力，其實(shí)用性，以及科技性掌握的國家并不多，而我國就是處在科學(xué)前沿的國家，盡早地把這一先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到了建筑領(lǐng)域，并且得到了突破性的進(jìn)展，引起了各國的模仿和學(xué)習(xí)，在世界上掀起了一股高等物理學(xué)與建筑學(xué)融合的熱潮。

首先BIM技術(shù)的優(yōu)勢，BIM技術(shù)是我們首個(gè)對一個(gè)建筑開始的可行性分析、圖紙的設(shè)計(jì)、工程的招投標(biāo)、施工過程以及最后竣工階段和完工后日常的維修過程進(jìn)行管理和監(jiān)督。也就是說BIM技術(shù)成功的把整個(gè)建筑從頭到尾的工作都給做完部分，不光進(jìn)行了建筑數(shù)據(jù)地實(shí)時(shí)監(jiān)控，還有建筑的未來控制，都可以通過BIM技術(shù)完成。這個(gè)技術(shù)對未來人類建筑業(yè)的推動有著很大的作用，也曾經(jīng)有人說掌握了BIM技術(shù)也掌握了未來建筑的命脈，正如當(dāng)下環(huán)境所驅(qū)使，科技建筑已經(jīng)越來越成為建筑中的必不可少的了，可是模型的建立是我們的建筑更加直觀化、透明化是用什么材料，怎樣才能更加節(jié)約材料等一系列問題都可以通過BIM技術(shù)解決。

5 結(jié)語

以上就是基于概率統(tǒng)計(jì)在數(shù)據(jù)挖掘上的應(yīng)用，以及數(shù)據(jù)挖掘預(yù)測算在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，它是一種需要多門技術(shù)融合的學(xué)科，所以其應(yīng)用領(lǐng)域也是十分廣泛的所以我們要掌握住這種科技命脈，加以利用，使我們的生活變得更加方便快捷。多層次的分析幫助企業(yè)決策者及時(shí)掌握企業(yè)的運(yùn)行情況和發(fā)展趨勢，并為制訂生產(chǎn)計(jì)劃和長遠(yuǎn)規(guī)劃提供理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)，從而提高企業(yè)的管理水平和競爭優(yōu)勢。

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