一种基于自适应集成学习代理模型的结构可靠性分析方法

作者：李宁^*; 潘慧雨; 李忠献

来源：工程力学, 2023, 40(03): 27-35.

• 结构可靠性
• 自适应试验设计
• Kriging模型
• PC-Kriging模型
• 集成学习

结构可靠性分析需要精确计算结构或系统的失效概率，当结构失效概率低时，运算量大且操作困难。可采用代理模型替代原始性能函数，结合自适应实验设计，在保证准确率的同时大幅减少原始模型的总运行次数。该文提出了基于自适应集成学习代理模型的结构可靠性分析方法，将适应性较广的Kriging与最近发展的PC-Kriging代理模型集成；利用代理模型提供预测点的方差特征，提出新的集成学习函数，识别高预测误差区域，实现高效拟合失效边界；通过主动学习算法在预测误差大和接近极限状态的区域添加采样，迭代更新集成代理模型。通过3个算例，验证了该文方法与单一代理模型结构可靠性分析方法的优势，与AK-MCS+U和AK-MCS+EFF相比，所提方法计算成本低、准确度高。

• 单位
  天津大学; 中国地震局; 建筑工程学院