【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土测试，具体涉及一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法、系统、计算机介质及计算机。
技术介绍
1、植生型多孔混凝土是一种通过在混凝土中引入空隙或通道以促进植物生长的建筑材料，它通过在混凝土中引入空隙或通道，创造出适宜植物根系生长的环境，这一材料的广泛应用在建筑行业中；
2、生态屋顶和绿化墙是多孔混凝土应用最为广泛的领域之一，生态屋顶通过在建筑屋顶上布置多孔混凝土层和选择适宜的植物，生态屋顶实现了绿色植被的覆盖，不仅美化了城市天际线，还提供了自然的隔热、保温和雨水收集功能，这种绿色屋顶不仅有助于减缓雨水流失，还能有效降低建筑物的能耗，为城市生态系统的恢复和可持续发展作出了积极贡献；绿化墙是通过在建筑外墙表面或嵌入墙体内部设计多孔混凝土，为植物的根系提供了生长的空间，创造了垂直绿化的建筑结构，这不仅使建筑物在城市中呈现出独特而美丽的外观，还有效地改善了周围空气质量，绿化墙的引入有助于吸收空气中的有害物质，减少城市热岛效应，为居民提供清新的居住环境；因此，这种多孔混凝土结合了建筑结构和生态设计的特点，具有环保、生态友好和美学的优势。
3、目前，透砂系数实际上是衡量材料对水分渗透能力的一个指标，而在多孔混凝土中，透砂系数的高低直接关系到土壤水分的渗透和根系的生长，因此，测定多孔混凝土的透砂系数变得至关重要，透砂系数的高低直接关系到多孔混凝土在城市规划和生态工程中的可行性。
4、因此，目前亟需建立一个快速、准确的透砂系数测试模型，能够在短时间内给出多孔混凝土准确的透砂系数结果的快速测
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其应用灵活，通过对多孔混凝土样本的数据进行分析，建立一个快速、准确的透砂系数预测模型，在无需破坏混凝土样本结构的基础上，快速测定混凝土样本的透砂系数，实现了对混凝土透砂系数的快速、准确、非破坏性测定。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，包括：
3、步骤s1：采用声波激励的方法获取待测试混凝土样本的声波信号数据，进而生成数据集；
4、步骤s2：采用透砂系数测试模型不断对数据集进行训练，包括：将数据集的声波信号数据进行预设处理形成有效声波数据，在有效声波数据中进行预设特征提取，训练提取的预设特征中透砂系数与声学传播特性之间的关系，得修正后的样品透砂系数数据；
5、步骤s3：将训练后的透砂系数测试模型进行部署，采用声波激励的方法获取新的待测试混凝土样本的声波信号数据；
6、步骤s4：根据透砂系数测试模型，对新的待测试混凝土样本的声波信号数据进行快速测定，生成匹配的透砂系数。
7、作为本专利技术的一种优选方式，在步骤s1中，所述方法还包括以下步骤：
8、步骤s10：采用脉冲激励的方法，通过瞬时声源产生声波，使其传播穿过待测试混凝土样本；
9、步骤s11：记录进入待测试混凝土样本的声波信号，生成匹配的声波信号数据。
10、作为本专利技术的一种优选方式，将数据集的声波信号数据进行预设处理形成有效数据的方法包括以下步骤：
11、步骤s20：采用移动平均滤波方法将数据集包含的声波信号数据进行噪声去除：
12、，
13、其中，是噪声去除处理后的声波信号数据，是原始的声波信号数据，为窗口大小，表示当前数据点在整个数据集中的位置，是窗口一半大小，表示在当前数据点的周围的数据点范围；
14、步骤s21：计算数据集所有声波信号数据的均值：
15、，
16、进而计算数据集所有声波信号数据的标准差：
17、，
18、进而根据均值和标准差计算异常值的阈值：
19、
20、其中，是一个异常值的定义参数，其取值范围为2-3；
21、步骤s22：消除数据集包含的所有声波信号数据的尺度差异：
22、，
23、进而生成有效声波数据；
24、其中，是z-score标准化后的声波信号数据。
25、作为本专利技术的一种优选方式，在有效声波数据中进行预设特征提取的方法包括以下步骤：
26、步骤s23：通过小波变换将有效声波数据转换到频域：
27、，
28、其中，是小波系数，是原始有效声波数据，是小波基函数，是尺度参数，是平移参数，是时间间隔；
29、步骤s24：根据小波系数，提取振幅、相位特征：
30、，
31、，
32、其中，是振幅特征，是相位特征，是频率；
33、步骤s25：根据振幅、相位特征，进行波峰和波谷的检测，进而根据波峰和波谷之间的时间差，生成有效声波数据的传播时间。
34、作为本专利技术的一种优选方式，训练提取的预设特征中透砂系数与声学传播特性之间的关系的方法包括以下步骤：
35、步骤s26：将数据集划分为训练集及测试集；
36、步骤s27：配置神经网络模型：设置神经网络模型的层数以及每层神经元数，设置预设激活函数以及损失函数；
37、步骤s28：将训练集输入所述神经网络模型，获得所述神经网络模型的输出，进而进行所述神经网络模型的权重和偏置的调整；
38、步骤s29：使用测试集评估所述神经网络模型的性能，进而生成透砂系数测试模型。
39、作为本专利技术的一种优选方式，获得所述神经网络模型输出的方法还包括以下步骤：
40、步骤s280：训练集通过所述神经网络模型的各层，进行前向传播计算：
41、，
42、，
43、其中，是设置的神经网络模型层数，是神经网络模型层数的激活值，是权重矩阵，是偏置向量，是激活函数，是加权输入；
44、步骤s281：获得所述神经网络模型的输出，进而使用损失函数计算所述神经网络模型的预测值与实际值之间的差异：
45、，
46、其中，是测试混凝土样本的数量，是实际值，是神经网络模型的预测值；
47、步骤s282：设置优化器：
48、，
49、，
50、其中，是权重的梯度，是梯度的一阶矩，是梯度的二阶矩，是梯度一阶矩的衰减率，是梯度二阶矩的衰减率。
51、作为本专利技术的一种优选方式，进行所述神经网络模型的权重和偏置的调整方法还包括以下步骤：
52、步骤s283：将训练集输入所述神经网络模型，通过优化器进行权重调整：
53、，
54、其中，是调整后的权重，为避免分母为0的参数，是权重，是学习率；
55、步骤s284：通过优化器进行偏置调整：
56、，
57、其中，是调整后的偏置，是偏置。
58、作为本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，在步骤S1中，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，将数据集的声波信号数据进行预设处理形成有效数据的方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，在有效声波数据中进行预设特征提取的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，训练提取的预设特征中透砂系数与声学传播特性之间的关系的方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，获得所述神经网络模型输出的方法还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，进行所述神经网络模型的权重和偏置的调整方法还包括以下步骤：
8.根据权利要求5所述的
9.一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定系统，其特征在于，所述控制单元包括：
...【技术特征摘要】
1.一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，在步骤s1中，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，将数据集的声波信号数据进行预设处理形成有效数据的方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，在有效声波数据中进行预设特征提取的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种植生型多孔混凝土透砂系数快速测定方法，其特征在于，训练提取的预设特征中透砂系数与声学传播特性之间的关系...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪慧，王晓梅，李俞沛，曹宇辰，徐林鹏，杜小英，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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