基于图神经网络铁路桥梁主梁推荐算法研究

作     者：柏华军 郑洪 陈瓴 桂浩 

作者机构：中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉大学计算机学院 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2021YFB2600400) 

主　　题：铁路桥梁 布孔设计 图神经网络 智能设计 注意力机制 推荐算法 相识度算法 

摘      要：随着智能技术的发展，铁路桥跨方案布孔设计一直朝着一体化、数字化、可视化、智能化的方向发展。国内外针对铁路桥梁智能设计的研究主要集中在铁路桥梁模型构造与协同设计方向，关于桥梁智能布孔设计还属于技术空白。在此背景下，研发了基于图神经网络AGOAM模型的铁路桥梁主梁推荐算法，实现了桥跨范围控制点的主梁选型，为桥跨方案智能决策算法提供支撑。深入研究前沿智能推荐技术，提出了由预处理层、子图构建层、节点匹配层、图池化层和图匹配层组成的AGOAM模型，基于控制点-梁型的内外部属性交互技术和融合注意力机制的本体特征加强技术，实现控制点和梁型图谱嵌入表示优化和基于相识度算法控制点与梁型高效匹配。模型在验证集AUC、LogLoss、Precision、NDCG 指标表明，算法准确度、排序能力和推荐质量效果良好。