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1 Commits
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|---|---|---|
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97cb8f5735 |
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@ -1,215 +0,0 @@
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"""
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||||
Title: Controller
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||||
Developer:
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||||
Sang Inn Woo, Ph.D. @ Incheon National University
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||||
Starting Date: 2022-11-10
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"""
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||||
import psycopg2 as pg2
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import sys
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import numpy as np
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||||
import settle_prediction_steps_main
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||||
import matplotlib.pyplot as plt
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import pdb;
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'''
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||||
apptb_surset01
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||||
cons_code: names of monitoring points
|
||||
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||||
apptb_surset02
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||||
cons_code: names of monitoring points
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||||
amount_cum_sub: accumulated settlement
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fill_height: height of surcharge fill
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nod: number of date
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'''
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||||
def settlement_prediction(business_code, cons_code):
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||||
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||||
# connect the database
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||||
#connection = pg2.connect("host=localhost dbname=sgis user=postgres password=postgres port=5434") # local
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||||
connection = pg2.connect("host=192.168.10.172 dbname=sgis_new user=sgis password=sgis port=5432") # ICTWay internal
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||||
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||||
# set cursor
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||||
cursor = connection.cursor()
|
||||
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||||
# select monitoring data for the monitoring point
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||||
postgres_select_query = """SELECT (amount_cum_sub * -1), fill_height, nod FROM apptb_surset02 WHERE business_code='""" + business_code \
|
||||
+ """' and cons_code='""" + cons_code + """' ORDER BY nod ASC"""
|
||||
cursor.execute(postgres_select_query)
|
||||
monitoring_record = cursor.fetchall()
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||||
# initialize time, surcharge, and settlement lists
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time = []
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surcharge = []
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settlement = []
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# fill lists
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||||
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||||
for row in monitoring_record:
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settlement.append(float(row[0]))
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surcharge.append(float(row[1]))
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time.append(float(row[2]))
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||||
# convert lists to np arrays
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settlement = np.array(settlement)
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surcharge = np.array(surcharge)
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time = np.array(time)
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# run the settlement prediction and get results
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results = settle_prediction_steps_main.run_settle_prediction(point_name=cons_code, np_time=time,
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np_surcharge=surcharge, np_settlement=settlement,
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||||
final_step_predict_percent=90,
|
||||
additional_predict_percent=300, plot_show=False,
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||||
print_values=False, run_original_hyperbolic=True,
|
||||
run_nonlinear_hyperbolic=True,
|
||||
run_weighted_nonlinear_hyperbolic=True,
|
||||
run_asaoka=True, run_step_prediction=True,
|
||||
asaoka_interval=3)
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||||
# prediction method code
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||||
# 1: original hyperbolic method (쌍곡선법)
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# 2: nonlinear hyperbolic method (비선형 쌍곡선법)
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# 3: weighted nonlinear hyperbolic method (가중 비선형 쌍곡선법)
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# 4: Asaoka method (아사오카법)
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||||
# 5: Step loading (단계성토 고려법)
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'''
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||||
time_hyper, sp_hyper_original,
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||||
time_hyper, sp_hyper_nonlinear,
|
||||
time_hyper, sp_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
time_asaoka, sp_asaoka,
|
||||
time[step_start_index[0]:], -sp_step[step_start_index[0]:],
|
||||
'''
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||||
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||||
for i in range(5):
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||||
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||||
# if there are prediction data for the given data point, delete it first
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||||
postgres_delete_query = """DELETE FROM apptb_pred02_no""" + str(i + 1) \
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||||
+ """ WHERE business_code='""" + business_code \
|
||||
+ """' and cons_code='""" + cons_code + """'"""
|
||||
cursor.execute(postgres_delete_query)
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||||
connection.commit()
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||||
# get time and settlement arrays
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time = results[2 * i]
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predicted_settlement = results[2 * i + 1]
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# for each prediction time
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for j in range(len(time)):
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# construct insert query
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postgres_insert_query \
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||||
= """INSERT INTO apptb_pred02_no""" + str(i + 1) + """ """ \
|
||||
+ """(business_code, cons_code, prediction_progress_days, predicted_settlement, prediction_method) """ \
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||||
+ """VALUES (%s, %s, %s, %s, %s)"""
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||||
# set data to insert
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||||
record_to_insert = (business_code, cons_code, time[j], predicted_settlement[j], i + 1)
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# execute the insert query
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cursor.execute(postgres_insert_query, record_to_insert)
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# commit changes
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||||
connection.commit()
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||||
def read_database_and_plot(business_code, cons_code):
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||||
# connect the database
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# connection = pg2.connect("host=localhost dbname=postgres user=postgres password=lab36981 port=5432")
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||||
connection = pg2.connect("host=192.168.0.72 dbname=sgis user=sgis password=sgis port=5432") # ICTWay internal
|
||||
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||||
# set cursor
|
||||
cursor = connection.cursor()
|
||||
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||||
# select monitoring data for the monitoring point
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||||
postgres_select_query = """SELECT * FROM apptb_surset02 WHERE business_code='""" + business_code \
|
||||
+ """' and cons_code='""" + cons_code + """' ORDER BY nod ASC"""
|
||||
cursor.execute(postgres_select_query)
|
||||
monitoring_record = cursor.fetchall()
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||||
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||||
# initialize time, surcharge, and settlement lists
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||||
time_monitored = []
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surcharge_monitored = []
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||||
settlement_monitored = []
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# fill lists
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||||
for row in monitoring_record:
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||||
time_monitored.append(float(row[2]))
|
||||
settlement_monitored.append(float(row[6]))
|
||||
surcharge_monitored.append(float(row[8]))
|
||||
|
||||
# convert lists to np arrays
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||||
settlement_monitored = np.array(settlement_monitored)
|
||||
surcharge_monitored = np.array(surcharge_monitored)
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||||
time_monitored = np.array(time_monitored)
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||||
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||||
# prediction method code
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# 0: original hyperbolic method
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# 1: nonlinear hyperbolic method
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# 2: weighted nonlinear hyperbolic method
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# 3: Asaoka method
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||||
# 4: Step loading
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||||
# 5: temp
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||||
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||||
# temporarily set the prediction method as 0
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||||
postgres_select_query = """SELECT prediction_progress_days, predicted_settlement """ \
|
||||
+ """FROM apptb_pred02_no""" + str(5) \
|
||||
+ """ WHERE business_code='""" + business_code \
|
||||
+ """' and cons_code='""" + cons_code \
|
||||
+ """' ORDER BY prediction_progress_days ASC"""
|
||||
|
||||
# select predicted data for the monitoring point
|
||||
cursor.execute(postgres_select_query)
|
||||
prediction_record = cursor.fetchall()
|
||||
|
||||
# initialize time, surcharge, and settlement lists
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||||
time_predicted = []
|
||||
settlement_predicted = []
|
||||
|
||||
# fill lists
|
||||
for row in prediction_record:
|
||||
time_predicted.append(float(row[0]))
|
||||
settlement_predicted.append(float(row[1]))
|
||||
|
||||
# convert lists to np arrays
|
||||
settlement_predicted = np.array(settlement_predicted)
|
||||
time_predicted = np.array(time_predicted)
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||||
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||||
# 그래프 크기, 서브 그래프 개수 및 비율 설정
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||||
fig, axes = plt.subplots(2, 1, figsize=(8, 6), gridspec_kw={'height_ratios': [1, 3]})
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||||
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||||
# 성토고 그래프 표시
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||||
axes[0].plot(time_monitored, surcharge_monitored, color='black', label='surcharge height')
|
||||
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||||
# 성토고 그래프 설정
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||||
axes[0].set_ylabel("Surcharge height (m)", fontsize=10)
|
||||
axes[0].set_xlim(left=0)
|
||||
axes[0].set_xlim(right=np.max(time_predicted))
|
||||
axes[0].grid(color="gray", alpha=.5, linestyle='--')
|
||||
axes[0].tick_params(direction='in')
|
||||
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||||
# 계측 및 예측 침하량 표시
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||||
axes[1].scatter(time_monitored, -settlement_monitored, s=30,
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||||
facecolors='white', edgecolors='black', label='measured data')
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||||
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||||
axes[1].plot(time_predicted, -settlement_predicted,
|
||||
linestyle='--', color='red', label='Original Hyperbolic')
|
||||
|
||||
axes[0].set_ylabel("Settlement (cm)", fontsize=10)
|
||||
axes[1].set_xlim(left=0)
|
||||
axes[1].set_xlim(right=np.max(time_predicted))
|
||||
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||||
# script to call: python3 controller.py [business_code] [cons_code]
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||||
# for example: python3 controller.py 221222SA0003 CONS001
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||||
if __name__ == '__main__':
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||||
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||||
args = sys.argv[1:]
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||||
business_code = args[0]
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||||
cons_code = args[1]
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||||
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||||
settlement_prediction(business_code=business_code, cons_code=cons_code)
|
||||
print("The settlement prediction is over.")
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||||
#read_database_and_plot(business_code=business_code, cons_code=cons_code)
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||||
#print("Visualization is over.")
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||||
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@ -1,777 +0,0 @@
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|||
"""
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||||
Title: Soft ground settlement prediction
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||||
Developer:
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||||
Sang Inn Woo, Ph.D. @ Incheon National University
|
||||
Kwak Taeyoung, Ph.D. @ KICT
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Starting Date: 2022-08-11
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Abstract:
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This main objective of this code is to predict
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time vs. (consolidation) settlement curves of soft clay ground.
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||||
"""
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# =================
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||||
# Import 섹션
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# =================
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import os.path
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import numpy as np
|
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import pandas as pd
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import matplotlib.pyplot as plt
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from scipy.optimize import least_squares
|
||||
from scipy.interpolate import interp1d
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||||
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||||
|
||||
# =================
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||||
# Function 섹션
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||||
# =================
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# 주어진 계수를 이용하여 쌍곡선 시간-침하 곡선 반환
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||||
def generate_data_hyper(px, pt):
|
||||
return pt / (px[0] * pt + px[1])
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||||
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||||
# 주어진 계수를 이용하여 아사오카 시간-침하 곡선 반환
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||||
def generate_data_asaoka(px, pt, dt):
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||||
return (px[1] / (1 - px[0])) * (1 - (px[0] ** (pt / dt)))
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||||
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||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (비선형 쌍곡선)
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||||
def fun_hyper_nonlinear(px, pt, py):
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||||
return pt / (px[0] * pt + px[1]) - py
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (가중 비선형 쌍곡선)
|
||||
def fun_hyper_weight_nonlinear(px, pt, py, pw):
|
||||
return (pt / (px[0] * pt + px[1]) - py) * pw
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (기존 쌍곡선)
|
||||
def fun_hyper_original(px, pt, py):
|
||||
return px[0] * pt + px[1] - pt / py
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (아사오카)
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||||
def fun_asaoka(px, ps_b, ps_a):
|
||||
return px[0] * ps_b + px[1] - ps_a
|
||||
|
||||
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||||
# RMSE 산정
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||||
def fun_rmse(py1, py2):
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||||
mse = np.square(np.subtract(py1, py2)).mean()
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||||
return np.sqrt(mse)
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||||
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||||
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||||
def run_settle_prediction_from_file(input_file, output_dir,
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||||
final_step_predict_percent, additional_predict_percent,
|
||||
plot_show,
|
||||
print_values,
|
||||
run_original_hyperbolic='True',
|
||||
run_nonlinear_hyperbolic='True',
|
||||
run_weighted_nonlinear_hyperbolic='True',
|
||||
run_asaoka='True',
|
||||
run_step_prediction='True',
|
||||
asaoka_interval=3):
|
||||
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||||
# 현재 파일 이름 출력
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||||
print("Working on " + input_file)
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||||
# CSV 파일 읽기
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data = pd.read_csv(input_file, encoding='euc-kr')
|
||||
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||||
# 시간, 침하량, 성토고 배열 생성
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||||
time = data['Time'].to_numpy()
|
||||
settle = data['Settlement'].to_numpy()
|
||||
surcharge = data['Surcharge'].to_numpy()
|
||||
|
||||
run_settle_prediction(point_name=input_file, np_time=time, np_surcharge=surcharge, np_settlement=settle,
|
||||
final_step_predict_percent=final_step_predict_percent,
|
||||
additional_predict_percent=additional_predict_percent, plot_show=plot_show,
|
||||
print_values=print_values,
|
||||
run_original_hyperbolic=run_original_hyperbolic,
|
||||
run_nonlinear_hyperbolic=run_nonlinear_hyperbolic,
|
||||
run_weighted_nonlinear_hyperbolic=run_weighted_nonlinear_hyperbolic,
|
||||
run_asaoka=run_asaoka,
|
||||
run_step_prediction=run_step_prediction,
|
||||
asaoka_interval=asaoka_interval)
|
||||
|
||||
def run_settle_prediction(point_name,
|
||||
np_time, np_surcharge, np_settlement,
|
||||
final_step_predict_percent, additional_predict_percent,
|
||||
plot_show,
|
||||
print_values,
|
||||
run_original_hyperbolic='True',
|
||||
run_nonlinear_hyperbolic='True',
|
||||
run_weighted_nonlinear_hyperbolic='True',
|
||||
run_asaoka = 'True',
|
||||
run_step_prediction='True',
|
||||
asaoka_interval = 5):
|
||||
|
||||
# ====================
|
||||
# 파일 읽기, 데이터 설정
|
||||
# ====================
|
||||
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||||
# 시간, 침하량, 성토고 배열 생성
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||||
time = np_time
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||||
settle = np_settlement
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||||
surcharge = np_surcharge
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||||
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||||
# 마지막 계측 데이터 index + 1 파악
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||||
final_index = time.size
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||||
|
||||
# =================
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||||
# 성토 단계 구분
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||||
# =================
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# 성토 단계 시작 index 리스트 초기화
|
||||
step_start_index = [0]
|
||||
|
||||
# 성토 단계 끝 index 리스트 초기화
|
||||
step_end_index = []
|
||||
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||||
# 현재 성토고 설정
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||||
current_surcharge = surcharge[0]
|
||||
|
||||
# 단계 시작 시점 초기화
|
||||
step_start_date = 0
|
||||
# 모든 시간-성토고 데이터에서 순차적으로 확인
|
||||
for index in range(len(surcharge)):
|
||||
|
||||
# 만일 성토고의 변화가 있을 경우,
|
||||
if surcharge[index] > current_surcharge*1.05 or surcharge[index] < current_surcharge*0.95:
|
||||
step_end_index.append(index)
|
||||
step_start_index.append(index)
|
||||
current_surcharge = surcharge[index]
|
||||
|
||||
# 마지막 성토 단계 끝 index 추가
|
||||
step_end_index.append(len(surcharge) - 1)
|
||||
|
||||
# =================
|
||||
# 성토 단계 조정
|
||||
# =================
|
||||
# 성토고 유지 기간이 매우 짧을 경우, 해석 단계에서 제외
|
||||
|
||||
# 조정 성토 시작 및 끝 인덱스 리스트 초기화
|
||||
step_start_index_adjust = []
|
||||
step_end_index_adjust = []
|
||||
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||||
# 각 성토 단계 별로 분석
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||||
for i in range(0, len(step_start_index)):
|
||||
|
||||
# 현 단계 성토 시작일 / 끝일 파악
|
||||
step_start_date = time[step_start_index[i]]
|
||||
step_end_date = time[step_end_index[i]]
|
||||
|
||||
# 현 성토고 유지 일수 및 데이터 개수 파악
|
||||
step_span = step_end_date - step_start_date
|
||||
step_data_num = step_end_index[i] - step_start_index[i] + 1
|
||||
|
||||
# 성토고 유지일 및 데이터 개수 기준 적용
|
||||
if step_span > 30 and step_data_num > 5:
|
||||
step_start_index_adjust.append((step_start_index[i]))
|
||||
step_end_index_adjust.append((step_end_index[i]))
|
||||
|
||||
# 성토 시작 및 끝 인덱스 리스트 업데이트
|
||||
step_start_index = step_start_index_adjust
|
||||
step_end_index = step_end_index_adjust
|
||||
|
||||
# 침하 예측을 수행할 단계 설정 (현재 끝에서 2단계 이용)
|
||||
step_start_index = step_start_index[-2:]
|
||||
step_end_index = step_end_index[-2:]
|
||||
|
||||
# 성토 단계 횟수 파악 및 저장
|
||||
num_steps = len(step_start_index)
|
||||
|
||||
# ===========================
|
||||
# 최종 단계 데이터 사용 범위 조정
|
||||
# ===========================
|
||||
|
||||
# 데이터 사용 퍼센트에 해당하는 기간 계산
|
||||
final_step_end_date = time[-1]
|
||||
final_step_start_date = time[step_start_index[num_steps - 1]]
|
||||
final_step_period = final_step_end_date - final_step_start_date
|
||||
final_step_predict_end_date = final_step_start_date + final_step_period * final_step_predict_percent / 100
|
||||
|
||||
# 데이터 사용 끝 시점 인덱스 초기화
|
||||
final_step_predict_end_index = -1
|
||||
|
||||
# 데이터 사용 끝 시점 인덱스 검색
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||||
count = 0
|
||||
for day in time:
|
||||
count = count + 1
|
||||
if day > final_step_predict_end_date:
|
||||
final_step_predict_end_index = count - 1
|
||||
break
|
||||
|
||||
# 마지막 성토 단계, 마지막 계측 시점 인덱스 업데이트
|
||||
final_step_monitor_end_index = step_end_index[num_steps - 1]
|
||||
step_end_index[num_steps - 1] = final_step_predict_end_index
|
||||
|
||||
# =================
|
||||
# 추가 예측 구간 반영
|
||||
# =================
|
||||
|
||||
# 추가 예측 일 입력 (현재 전체 계측일 * 계수)
|
||||
add_days = (additional_predict_percent / 100) * time[-1]
|
||||
|
||||
# 마지막 성토고 및 마지막 계측일 저장
|
||||
final_surcharge = surcharge[final_index - 1]
|
||||
final_time = time[final_index - 1]
|
||||
|
||||
# 추가 시간 및 성토고 배열 설정 (100개의 시점 설정)
|
||||
time_add = np.linspace(final_time + 1, final_time + add_days, 100)
|
||||
surcharge_add = np.ones(100) * final_surcharge
|
||||
|
||||
# 기존 시간 및 성토고 배열에 붙이기
|
||||
time = np.append(time, time_add)
|
||||
surcharge = np.append(surcharge, surcharge_add)
|
||||
|
||||
# 마지막 인덱스값 재조정
|
||||
final_index = time.size
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
# ==========================================
|
||||
# Settlement Prediction (Step + Hyperbolic)
|
||||
# ==========================================
|
||||
|
||||
# 예측 침하량 초기화
|
||||
sp_step = np.zeros(time.size)
|
||||
|
||||
# 각 단계별로 진행
|
||||
for i in range(0, num_steps):
|
||||
|
||||
# 각 단계별 계측 시점과 계측 침하량 배열 생성
|
||||
tm_this_step = time[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
sm_this_step = settle[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
|
||||
# 이전 단계까지 예측 침하량 중 현재 단계에 해당하는 부분 추출
|
||||
sp_this_step = sp_step[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
|
||||
# 현재 단계 시작 부터 끝까지 시간 데이터 추출
|
||||
tm_to_end = time[step_start_index[i]:final_index]
|
||||
|
||||
# 기존 예측 침하량에 대한 보정
|
||||
sm_this_step = sm_this_step - sp_this_step
|
||||
|
||||
# 초기 시점 및 침하량 산정
|
||||
t0_this_step = tm_this_step[0]
|
||||
s0_this_step = sm_this_step[0]
|
||||
|
||||
# 초기 시점에 대한 시간 조정
|
||||
tm_this_step = tm_this_step - t0_this_step
|
||||
tm_to_end = tm_to_end - t0_this_step
|
||||
|
||||
# 초기 침하량에 대한 침하량 조정
|
||||
sm_this_step = sm_this_step - s0_this_step
|
||||
|
||||
# 침하 곡선 계수 초기화
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
|
||||
# 회귀분석 시행
|
||||
res_lsq_hyper_nonlinear \
|
||||
= least_squares(fun_hyper_nonlinear, x0,
|
||||
args=(tm_this_step, sm_this_step))
|
||||
|
||||
# 쌍곡선 계수 저장 및 출력
|
||||
x_step = res_lsq_hyper_nonlinear.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_step)
|
||||
|
||||
# 현재 단계 예측 침하량 산정 (침하 예측 끝까지)
|
||||
sp_to_end_update = generate_data_hyper(x_step, tm_to_end)
|
||||
|
||||
# 예측 침하량 업데이트
|
||||
sp_step[step_start_index[i]:final_index] = \
|
||||
sp_step[step_start_index[i]:final_index] + sp_to_end_update + s0_this_step
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
'''
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||||
# ======================================
|
||||
# Settlement Prediction (Step + Asaoka)
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||||
# ======================================
|
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||||
# TODO: Modify this
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||||
# 예측 침하량 초기화
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||||
sp_step_asaoka = np.zeros(time.size)
|
||||
|
||||
# 각 단계별로 진행
|
||||
for i in range(0, num_steps):
|
||||
|
||||
# 각 단계별 계측 시점과 계측 침하량 배열 생성
|
||||
tm_this_step = time[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
sm_this_step = settle[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
|
||||
# 이전 단계 까지 예측 침하량 중 현재 단계에 해당 하는 부분 추출
|
||||
sp_this_step = sp_step[step_start_index[i]:step_end_index[i]]
|
||||
|
||||
# 현재 단계 시작 부터 끝까지 시간 데이터 추출
|
||||
tm_to_end = time[step_start_index[i]:final_index]
|
||||
|
||||
# 기존 예측 침하량에 대한 보정
|
||||
sm_this_step = sm_this_step - sp_this_step
|
||||
|
||||
# 초기 시점 및 침하량 산정
|
||||
t0_this_step = tm_this_step[0]
|
||||
s0_this_step = sm_this_step[0]
|
||||
|
||||
# 초기 시점에 대한 시간 조정
|
||||
tm_this_step = tm_this_step - t0_this_step
|
||||
tm_to_end = tm_to_end - t0_this_step
|
||||
|
||||
# 초기 침하량에 대한 침하량 조정
|
||||
sm_this_step = sm_this_step - s0_this_step
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
# 등간격 데이터 생성을 위한 Interpolation 함수 설정
|
||||
inter_fn = interp1d(tm_this_step, sm_this_step, kind='cubic')
|
||||
|
||||
# 데이터 구축 간격 및 그에 해당하는 데이터 포인트 개수 설정
|
||||
num_data = int(tm_this_step[-1] / asaoka_interval)
|
||||
|
||||
# 등간격 시간 및 침하량 데이터 설정
|
||||
tm_this_step_inter = np.linspace(0, tm_this_step[-1], num=num_data, endpoint=True)
|
||||
sm_this_step_inter = inter_fn(tm_this_step_inter)
|
||||
|
||||
# 이전 이후 등간격 침하량 배열 구축
|
||||
sm_this_step_before = sm_this_step_inter[0:-2]
|
||||
sm_this_step_after = sm_this_step_inter[1:-1]
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
# Least square 변수 초기화
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
|
||||
# Least square 분석을 통한 침하 곡선 계수 결정
|
||||
res_lsq_asaoka = least_squares(fun_asaoka, x0, args=(sm_this_step_before, sm_this_step_after))
|
||||
|
||||
# 기존 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_step_asaoka = res_lsq_asaoka.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_step_asaoka)
|
||||
|
||||
# 현재 단계 예측 침하량 산정 (침하 예측 끝까지)
|
||||
sp_to_end_update = generate_data_asaoka(x_step_asaoka, tm_to_end, asaoka_interval)
|
||||
|
||||
|
||||
# 예측 침하량 업데이트
|
||||
sp_step_asaoka[step_start_index[i]:final_index] = \
|
||||
sp_step_asaoka[step_start_index[i]:final_index] + sp_to_end_update + s0_this_step
|
||||
|
||||
'''
|
||||
|
||||
# =========================================================
|
||||
# Settlement prediction (nonliner, weighted nonlinear and original hyperbolic)
|
||||
# =========================================================
|
||||
|
||||
# 성토 마지막 데이터 추출
|
||||
tm_hyper = time[step_start_index[num_steps - 1]:step_end_index[num_steps - 1]]
|
||||
sm_hyper = settle[step_start_index[num_steps - 1]:step_end_index[num_steps - 1]]
|
||||
|
||||
# 현재 단계 시작 부터 끝까지 시간 데이터 추출
|
||||
time_hyper = time[step_start_index[num_steps - 1]:final_index]
|
||||
|
||||
# 초기 시점 및 침하량 산정
|
||||
t0_hyper = tm_hyper[0]
|
||||
s0_hyper = sm_hyper[0]
|
||||
|
||||
# 초기 시점에 대한 시간 조정
|
||||
tm_hyper = tm_hyper - t0_hyper
|
||||
time_hyper = time_hyper - t0_hyper
|
||||
|
||||
# 초기 침하량에 대한 침하량 조정
|
||||
sm_hyper = sm_hyper - s0_hyper
|
||||
|
||||
# 회귀분석 시행 (비선형 쌍곡선)
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
res_lsq_hyper_nonlinear = least_squares(fun_hyper_nonlinear, x0,
|
||||
args=(tm_hyper, sm_hyper))
|
||||
# 비선형 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_hyper_nonlinear = res_lsq_hyper_nonlinear.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_hyper_nonlinear)
|
||||
|
||||
# 가중 비선형 쌍곡선 가중치 산정
|
||||
weight = tm_hyper / np.sum(tm_hyper)
|
||||
|
||||
# 회귀분석 시행 (가중 비선형 쌍곡선)
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
res_lsq_hyper_weight_nonlinear = least_squares(fun_hyper_weight_nonlinear, x0,
|
||||
args=(tm_hyper, sm_hyper, weight))
|
||||
# 비선형 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_hyper_weight_nonlinear = res_lsq_hyper_weight_nonlinear.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_hyper_weight_nonlinear)
|
||||
|
||||
# 회귀분석 시행 (기존 쌍곡선법) - (0, 0)에 해당하는 초기 데이터를 제외하고 회귀분석 실시
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
res_lsq_hyper_original = least_squares(fun_hyper_original, x0,
|
||||
args=(tm_hyper[1:], sm_hyper[1:]))
|
||||
# 기존 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_hyper_original = res_lsq_hyper_original.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_hyper_original)
|
||||
|
||||
# 현재 단계 예측 침하량 산정 (침하 예측 끝까지)
|
||||
sp_hyper_nonlinear = generate_data_hyper(x_hyper_nonlinear, time_hyper)
|
||||
sp_hyper_weight_nonlinear = generate_data_hyper(x_hyper_weight_nonlinear, time_hyper)
|
||||
sp_hyper_original = generate_data_hyper(x_hyper_original, time_hyper)
|
||||
|
||||
# 예측 침하량 산정
|
||||
sp_hyper_nonlinear = sp_hyper_nonlinear + s0_hyper
|
||||
sp_hyper_weight_nonlinear = sp_hyper_weight_nonlinear + s0_hyper
|
||||
sp_hyper_original = sp_hyper_original + s0_hyper
|
||||
time_hyper = time_hyper + t0_hyper
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
# ===============================
|
||||
# Settlement prediction (Asaoka)
|
||||
# ===============================
|
||||
|
||||
# 성토 마지막 데이터 추출
|
||||
tm_asaoka = time[step_start_index[num_steps - 1]:step_end_index[num_steps - 1]]
|
||||
sm_asaoka = settle[step_start_index[num_steps - 1]:step_end_index[num_steps - 1]]
|
||||
|
||||
# 현재 단계 시작 부터 끝까지 시간 데이터 추출
|
||||
time_asaoka = time[step_start_index[num_steps - 1]:final_index]
|
||||
|
||||
# 초기 시점 및 침하량 산정
|
||||
t0_asaoka = tm_asaoka[0]
|
||||
s0_asaoka = sm_asaoka[0]
|
||||
|
||||
# 초기 시점에 대한 시간 조정
|
||||
tm_asaoka = tm_asaoka - t0_asaoka
|
||||
time_asaoka = time_asaoka - t0_asaoka
|
||||
|
||||
# 초기 침하량에 대한 침하량 조정
|
||||
sm_asaoka = sm_asaoka - s0_asaoka
|
||||
|
||||
# 등간격 데이터 생성을 위한 Interpolation 함수 설정
|
||||
inter_fn = interp1d(tm_asaoka, sm_asaoka, kind='cubic')
|
||||
|
||||
# 데이터 구축 간격 및 그에 해당하는 데이터 포인트 개수 설정
|
||||
num_data = int(tm_asaoka[-1] / asaoka_interval)
|
||||
|
||||
# 등간격 시간 및 침하량 데이터 설정
|
||||
tm_asaoka_inter = np.linspace(0, tm_asaoka[-1], num=num_data, endpoint=True)
|
||||
sm_asaoka_inter = inter_fn(tm_asaoka_inter)
|
||||
|
||||
# 이전 이후 등간격 침하량 배열 구축
|
||||
sm_asaoka_before = sm_asaoka_inter[0:-2]
|
||||
sm_asaoka_after = sm_asaoka_inter[1:-1]
|
||||
|
||||
# Least square 변수 초기화
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
|
||||
# Least square 분석을 통한 침하 곡선 계수 결정
|
||||
res_lsq_asaoka = least_squares(fun_asaoka, x0, args=(sm_asaoka_before, sm_asaoka_after))
|
||||
|
||||
# 기존 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_asaoka = res_lsq_asaoka.x
|
||||
if print_values:
|
||||
print(x_asaoka)
|
||||
|
||||
# 현재 단계 예측 침하량 산정 (침하 예측 끝까지)
|
||||
sp_asaoka = generate_data_asaoka(x_asaoka, time_asaoka, asaoka_interval)
|
||||
|
||||
# 예측 침하량 산정
|
||||
sp_asaoka = sp_asaoka + s0_asaoka
|
||||
time_asaoka = time_asaoka + t0_asaoka
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
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||||
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||||
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# ==============================
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# Post-Processing #1 : 에러 산정
|
||||
# ==============================
|
||||
|
||||
# RMSE 계산 데이터 구간 설정 (계측)
|
||||
sm_rmse = settle[final_step_predict_end_index:final_step_monitor_end_index]
|
||||
|
||||
# RMSE 계산 데이터 구간 설정 (단계)
|
||||
sp_step_rmse = sp_step[final_step_predict_end_index:final_step_monitor_end_index]
|
||||
|
||||
# RMSE 계산 데이터 구간 설정 (쌍곡선)
|
||||
sp_hyper_nonlinear_rmse = sp_hyper_nonlinear[final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1]:
|
||||
final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1] +
|
||||
final_step_monitor_end_index - final_step_predict_end_index]
|
||||
sp_hyper_weight_nonlinear_rmse \
|
||||
= sp_hyper_weight_nonlinear[final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1]:
|
||||
final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1] +
|
||||
final_step_monitor_end_index - final_step_predict_end_index]
|
||||
sp_hyper_original_rmse = sp_hyper_original[final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1]:
|
||||
final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1] +
|
||||
final_step_monitor_end_index - final_step_predict_end_index]
|
||||
|
||||
# RMSE 계산 데이터 구간 설정 (아사오카)
|
||||
sp_asaoka_rmse = sp_asaoka[final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1]:
|
||||
final_step_predict_end_index - step_start_index[num_steps - 1] +
|
||||
final_step_monitor_end_index - final_step_predict_end_index]
|
||||
|
||||
# RMSE 산정 (단계, 비선형 쌍곡선, 기존 쌍곡선)
|
||||
rmse_step = fun_rmse(sm_rmse, sp_step_rmse)
|
||||
rmse_hyper_nonlinear = fun_rmse(sm_rmse, sp_hyper_nonlinear_rmse)
|
||||
rmse_hyper_weight_nonlinear = fun_rmse(sm_rmse, sp_hyper_weight_nonlinear_rmse)
|
||||
rmse_hyper_original = fun_rmse(sm_rmse, sp_hyper_original_rmse)
|
||||
rmse_asaoka = fun_rmse(sm_rmse, sp_asaoka_rmse)
|
||||
|
||||
# RMSE 출력 (단계, 비선형 쌍곡선, 기존 쌍곡선)
|
||||
if print_values:
|
||||
print("RMSE (Nonlinear Hyper + Step): %0.3f" % rmse_step)
|
||||
print("RMSE (Nonlinear Hyperbolic): %0.3f" % rmse_hyper_nonlinear)
|
||||
print("RMSE (Weighted Nonlinear Hyperbolic): %0.3f" % rmse_hyper_weight_nonlinear)
|
||||
print("RMSE (Original Hyperbolic): %0.3f" % rmse_hyper_original)
|
||||
print("RMSE (Asaoka): %0.3f" % rmse_asaoka)
|
||||
|
||||
# (최종 계측 침하량 - 예측 침하량) 계산
|
||||
final_error_step = np.abs(settle[-1] - sp_step_rmse[-1])
|
||||
final_error_hyper_nonlinear = np.abs(settle[-1] - sp_hyper_nonlinear_rmse[-1])
|
||||
final_error_hyper_weight_nonlinear = np.abs(settle[-1] - sp_hyper_weight_nonlinear_rmse[-1])
|
||||
final_error_hyper_original = np.abs(settle[-1] - sp_hyper_original_rmse[-1])
|
||||
final_error_asaoka = np.abs(settle[-1] - sp_asaoka_rmse[-1])
|
||||
|
||||
# (최종 계측 침하량 - 예측 침하량) 출력 (단계, 비선형 쌍곡선, 기존 쌍곡선)
|
||||
if print_values:
|
||||
print("Error in Final Settlement (Nonlinear Hyper + Step): %0.3f" % final_error_step)
|
||||
print("Error in Final Settlement (Nonlinear Hyperbolic): %0.3f" % final_error_hyper_nonlinear)
|
||||
print("Error in Final Settlement (Weighted Nonlinear Hyperbolic): %0.3f" % final_error_hyper_weight_nonlinear)
|
||||
print("Error in Final Settlement (Original Hyperbolic): %0.3f" % final_error_hyper_original)
|
||||
print("Error in Final Settlement (Asaoka): %0.3f" % final_error_asaoka)
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
# ==========================================
|
||||
# Post-Processing #2 : 그래프 작성
|
||||
# ==========================================
|
||||
|
||||
# 만약 그래프 도시가 필요할 경우,
|
||||
if plot_show:
|
||||
|
||||
# 그래프 크기, 서브 그래프 개수 및 비율 설정
|
||||
fig, axes = plt.subplots(2, 1, figsize=(12, 9), gridspec_kw={'height_ratios': [1, 3]})
|
||||
|
||||
# 성토고 그래프 표시
|
||||
axes[0].plot(time, surcharge, color='black', label='surcharge height')
|
||||
|
||||
# 성토고 그래프 설정
|
||||
axes[0].set_ylabel("Surcharge height (m)", fontsize=15)
|
||||
axes[0].set_xlim(left=0)
|
||||
axes[0].grid(color="gray", alpha=.5, linestyle='--')
|
||||
axes[0].tick_params(direction='in')
|
||||
|
||||
# 계측 및 예측 침하량 표시
|
||||
axes[1].scatter(time[0:settle.size], -settle, s=50,
|
||||
facecolors='white', edgecolors='black', label='measured data')
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_original,
|
||||
linestyle='--', color='red', label='Original Hyperbolic')
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_nonlinear,
|
||||
linestyle='--', color='green', label='Nonlinear Hyperbolic')
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
linestyle='--', color='blue', label='Nonlinear Hyperbolic (Weighted)')
|
||||
axes[1].plot(time_asaoka, -sp_asaoka,
|
||||
linestyle='--', color='orange', label='Asaoka')
|
||||
axes[1].plot(time[step_start_index[0]:], -sp_step[step_start_index[0]:],
|
||||
linestyle='--', color='navy', label='Nonlinear + Step Loading')
|
||||
|
||||
# 침하량 그래프 설정
|
||||
axes[1].set_xlabel("Time (day)", fontsize=15)
|
||||
axes[1].set_ylabel("Settlement (cm)", fontsize=15)
|
||||
axes[1].set_ylim(top=0)
|
||||
axes[1].set_ylim(bottom=-1.5 * settle.max())
|
||||
axes[1].set_xlim(left=0)
|
||||
axes[1].grid(color="gray", alpha=.5, linestyle='--')
|
||||
axes[1].tick_params(direction='in')
|
||||
|
||||
# 범례 표시
|
||||
axes[1].legend(loc=1, ncol=3, frameon=True, fontsize=10)
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 음영 처리 - 단계성토
|
||||
plt.axvspan(time[step_start_index[0]], final_step_predict_end_date,
|
||||
alpha=0.1, color='grey', hatch='//')
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 음영 처리 - 기존 및 비선형 쌍곡선
|
||||
plt.axvspan(final_step_start_date, final_step_predict_end_date,
|
||||
alpha=0.1, color='grey', hatch='\\')
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 표시 화살표 세로 위치 설정
|
||||
arrow1_y_loc = 1.3 * min(-settle)
|
||||
arrow2_y_loc = 1.4 * min(-settle)
|
||||
|
||||
# 화살표 크기 설정
|
||||
arrow_head_width = 0.03 * max(settle)
|
||||
arrow_head_length = 0.01 * max(time)
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 화살표 처리 - 단계성토
|
||||
axes[1].arrow(time[step_start_index[0]], arrow1_y_loc,
|
||||
final_step_predict_end_date - time[step_start_index[0]], 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
axes[1].arrow(final_step_predict_end_date, arrow1_y_loc,
|
||||
time[step_start_index[0]] - final_step_predict_end_date, 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 화살표 처리 - 기존 및 비선형 쌍곡선
|
||||
axes[1].arrow(final_step_start_date, arrow2_y_loc,
|
||||
final_step_predict_end_date - final_step_start_date, 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
axes[1].arrow(final_step_predict_end_date, arrow2_y_loc,
|
||||
final_step_start_date - final_step_predict_end_date, 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
|
||||
# Annotation 표시용 공간 설정
|
||||
space = max(time) * 0.01
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 범례 표시 - 단계성토
|
||||
plt.annotate('Data Range Used (Nonlinear + Step Loading)', xy=(final_step_predict_end_date, arrow1_y_loc),
|
||||
xytext=(final_step_predict_end_date + space, arrow1_y_loc),
|
||||
horizontalalignment='left', verticalalignment='center')
|
||||
|
||||
# 예측 데이터 사용 범위 범례 표시 - 기존 및 비선형 쌍곡선
|
||||
plt.annotate('Data Range Used (Hyperbolic and Asaoka)', xy=(final_step_predict_end_date, arrow1_y_loc),
|
||||
xytext=(final_step_predict_end_date + space, arrow2_y_loc),
|
||||
horizontalalignment='left', verticalalignment='center')
|
||||
|
||||
# RMSE 산정 범위 표시 화살표 세로 위치 설정
|
||||
arrow3_y_loc = 0.55 * min(-settle)
|
||||
|
||||
# RMSE 산정 범위 화살표 표시
|
||||
axes[1].arrow(final_step_predict_end_date, arrow3_y_loc,
|
||||
final_step_end_date - final_step_predict_end_date, 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
axes[1].arrow(final_step_end_date, arrow3_y_loc,
|
||||
final_step_predict_end_date - final_step_end_date, 0,
|
||||
head_width=arrow_head_width, head_length=arrow_head_length,
|
||||
color='black', length_includes_head='True')
|
||||
|
||||
# RMSE 산정 범위 세로선 설정
|
||||
axes[1].axvline(x=final_step_end_date, color='silver', linestyle=':')
|
||||
|
||||
# RMSE 산정 범위 범례 표시
|
||||
plt.annotate('RMSE Estimation Section', xy=(final_step_end_date, arrow3_y_loc),
|
||||
xytext=(final_step_end_date + space, arrow3_y_loc),
|
||||
horizontalalignment='left', verticalalignment='center')
|
||||
|
||||
# RMSE 출력
|
||||
mybox = {'facecolor': 'white', 'edgecolor': 'black', 'boxstyle': 'round', 'alpha': 0.2}
|
||||
plt.text(max(time) * 1.04, 0.20 * min(-settle),
|
||||
r"$\bf{Root\ Mean\ Squared\ Error}$"
|
||||
+ "\n" + "Original Hyperbolic: %0.3f" % rmse_hyper_original
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear Hyperbolic: %0.3f" % rmse_hyper_nonlinear
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear Hyperbolic (Weighted): %0.3f" % rmse_hyper_weight_nonlinear
|
||||
+ "\n" + "Asaoka: %0.3f" % rmse_asaoka
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear + Step Loading: %0.3f" % rmse_step,
|
||||
color='r', horizontalalignment='right',
|
||||
verticalalignment='top', fontsize='10', bbox=mybox)
|
||||
|
||||
# (최종 계측 침하량 - 예측값) 출력
|
||||
plt.text(max(time) * 1.04, 0.55 * min(-settle),
|
||||
r"$\bf{Error\ in\ Final\ Settlement}$"
|
||||
+ "\n" + "Original Hyperbolic: %0.3f" % final_error_hyper_original
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear Hyperbolic: %0.3f" % final_error_hyper_nonlinear
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear Hyperbolic (Weighted): %0.3f" % final_error_hyper_weight_nonlinear
|
||||
+ "\n" + "Asaoka: %0.3f" % final_error_asaoka
|
||||
+ "\n" + "Nonlinear + Step Loading: %0.3f" % final_error_step,
|
||||
color='r', horizontalalignment='right',
|
||||
verticalalignment='top', fontsize='10', bbox=mybox)
|
||||
|
||||
# 파일 이름만 추출
|
||||
filename = os.path.basename(point_name)
|
||||
|
||||
# 그래프 제목 표시
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||||
plt.title(filename + ": up to %i%% data used in the final step" % final_step_predict_percent)
|
||||
|
||||
# 그래프 저장 (SVG 및 PNG)
|
||||
# plt.savefig(output_dir + '/' + filename +' %i percent (SVG).svg' %final_step_predict_percent, bbox_inches='tight')
|
||||
#plt.savefig(output_dir + '/' + filename + ' %i percent (PNG).png' % final_step_predict_percent, bbox_inches='tight')
|
||||
|
||||
# 그래프 출력
|
||||
if plot_show:
|
||||
plt.show()
|
||||
|
||||
# 그래프 닫기 (메모리 소모 방지)
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||||
plt.close()
|
||||
|
||||
# 예측 완료 표시
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||||
print("Settlement prediction is done for " + filename +
|
||||
" with " + str(final_step_predict_percent) + "% data usage")
|
||||
|
||||
# 단계 성토 고려 여부 표시
|
||||
is_multi_step = True
|
||||
if len(step_start_index) == 1:
|
||||
is_multi_step = False
|
||||
|
||||
# 반환
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||||
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_original,
|
||||
linestyle='--', color='red', label='Original Hyperbolic')
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_nonlinear,
|
||||
linestyle='--', color='green', label='Nonlinear Hyperbolic')
|
||||
axes[1].plot(time_hyper, -sp_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
linestyle='--', color='blue', label='Nonlinear Hyperbolic (Weighted)')
|
||||
axes[1].plot(time_asaoka, -sp_asaoka,
|
||||
linestyle='--', color='orange', label='Asaoka')
|
||||
axes[1].plot(time[step_start_index[0]:], -sp_step[step_start_index[0]:],
|
||||
linestyle='--', color='navy', label='Nonlinear + Step Loading')
|
||||
|
||||
return [time_hyper, sp_hyper_original,
|
||||
time_hyper, sp_hyper_nonlinear,
|
||||
time_hyper, sp_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
time_asaoka, sp_asaoka,
|
||||
time[step_start_index[0]:], sp_step[step_start_index[0]:],
|
||||
rmse_hyper_original,
|
||||
rmse_hyper_nonlinear,
|
||||
rmse_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
rmse_asaoka,
|
||||
rmse_step,
|
||||
final_error_hyper_original,
|
||||
final_error_hyper_nonlinear,
|
||||
final_error_hyper_weight_nonlinear,
|
||||
final_error_asaoka,
|
||||
final_error_step]
|
||||
|
||||
|
||||
'''
|
||||
run_settle_prediction(input_file='data/2-5_No.39.csv',
|
||||
output_dir='output',
|
||||
final_step_predict_percent=50,
|
||||
additional_predict_percent=100,
|
||||
plot_show=True,
|
||||
print_values=True,
|
||||
run_original_hyperbolic=True,
|
||||
run_nonlinear_hyperbolic=True,
|
||||
run_weighted_nonlinear_hyperbolic=True,
|
||||
run_asaoka=True,
|
||||
run_step_prediction=True,
|
||||
asaoka_interval=3,
|
||||
settle_unit='cm')
|
||||
'''
|
||||
Binary file not shown.
|
|
@ -66,6 +66,10 @@ def settlement_prediction(business_code, cons_code):
|
|||
if row[0] is None or row[1] is None or row[2] is None:
|
||||
continue
|
||||
|
||||
# [로그 추가] 침하량이 0인 데이터 찾기
|
||||
if float(row[0]) == 0:
|
||||
print(f"[DB_CHECK] Zero settlement found - Business: {business_code}, Cons: {cons_code}, Day(nod): {row[2]}")
|
||||
|
||||
settlement.append(float(row[0]))
|
||||
surcharge.append(float(row[1]))
|
||||
time.append(float(row[2]))
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -25,17 +25,29 @@ from scipy.interpolate import interp1d
|
|||
# Function 섹션
|
||||
# =================
|
||||
|
||||
# 주어진 계수를 이용하여 쌍곡선 시간-침하 곡선 반환
|
||||
# 주어진 계수를 이용하여 쌍곡선 시간-침하 곡선 반환 # thkim 0으로 나누기 오류 수정
|
||||
def generate_data_hyper(px, pt):
|
||||
return pt / (px[0] * pt + px[1])
|
||||
denom = px[0] * pt + px[1]
|
||||
denom_safe = np.where(denom == 0, 1e-10, denom)
|
||||
return pt / denom_safe
|
||||
|
||||
# 주어진 계수를 이용하여 아사오카 시간-침하 곡선 반환
|
||||
# 주어진 계수를 이용하여 아사오카 시간-침하 곡선 반환 # thkim 0으로 나누기 오류 수정
|
||||
def generate_data_asaoka(px, pt, dt):
|
||||
return (px[1] / (1 - px[0])) * (1 - (px[0] ** (pt / dt)))
|
||||
# (1 - px[0])이 0이 되는 경우 방지
|
||||
denom = 1 - px[0]
|
||||
if denom == 0:
|
||||
denom = 1e-10
|
||||
|
||||
# dt(간격)가 0인 경우 방지
|
||||
dt_safe = dt if dt != 0 else 1e-10
|
||||
|
||||
return (px[1] / denom) * (1 - (px[0] ** (pt / dt_safe)))
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (비선형 쌍곡선)
|
||||
def fun_hyper_nonlinear(px, pt, py):
|
||||
return pt / (px[0] * pt + px[1]) - py
|
||||
def fun_hyper_nonlinear(px, pt, py): # thkim 0으로 나누기 오류 수정
|
||||
denom = px[0] * pt + px[1]
|
||||
denom_safe = np.where(denom == 0, 1e-10, denom)
|
||||
return pt / denom_safe - py
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (가중 비선형 쌍곡선)
|
||||
def fun_hyper_weight_nonlinear(px, pt, py, pw):
|
||||
|
|
@ -43,6 +55,10 @@ def fun_hyper_weight_nonlinear(px, pt, py, pw):
|
|||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (기존 쌍곡선)
|
||||
def fun_hyper_original(px, pt, py):
|
||||
# 나누기 에러 발생 시 로그 출력
|
||||
if np.any(py == 0):
|
||||
print(f"[DEBUG] py(settlement) contains zero value! pt sample: {pt[:5]}")
|
||||
py_safe = np.where(py == 0, 1e-10, py) # thkim 0으로 나누기 오류 수정
|
||||
return px[0] * pt + px[1] - pt / py
|
||||
|
||||
# 회귀식과 측정치와의 잔차 반환 (아사오카)
|
||||
|
|
@ -298,8 +314,33 @@ def run_settle_prediction(point_name, np_time, np_surcharge, np_settlement,
|
|||
|
||||
# 회귀분석 시행 (기존 쌍곡선법) - (0, 0)에 해당하는 초기 데이터를 제외하고 회귀분석 실시
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
res_lsq_hyper_original = least_squares(fun_hyper_original, x0,
|
||||
args=(tm_hyper[1:], sm_hyper[1:]))
|
||||
# [로그 추가] 입력 데이터의 상태를 확인
|
||||
print(f"[LOG] {point_name} - tm_hyper size: {len(tm_hyper)}, sm_hyper contains zero: {np.any(sm_hyper == 0)}")
|
||||
if np.any(sm_hyper <= 0):
|
||||
print(f"[LOG] Problematic sm_hyper values: {sm_hyper[sm_hyper <= 0]}")
|
||||
|
||||
# 1. 침하량이 0보다 큰 유효한 데이터만 필터링 (0으로 나누기 근본적 방지)
|
||||
valid_indices = np.where(sm_hyper > 0)[0]
|
||||
|
||||
# 2. 필터링된 데이터가 최소 2개 이상인지 확인 (회귀분석을 위한 최소 조건)
|
||||
if len(valid_indices) >= 2:
|
||||
tm_hyper_valid = tm_hyper[valid_indices]
|
||||
sm_hyper_valid = sm_hyper[valid_indices]
|
||||
|
||||
# (0, 0) 제외 로직이 이미 필터링에 포함되어 있으므로 [1:] 없이 수행 가능
|
||||
x0 = np.ones(2)
|
||||
try:
|
||||
res_lsq_hyper_original = least_squares(fun_hyper_original, x0,
|
||||
args=(tm_hyper_valid, sm_hyper_valid))
|
||||
x_hyper_original = res_lsq_hyper_original.x
|
||||
except ValueError as e:
|
||||
print(f"[Warning] Optimization failed for Original Hyperbolic: {e}")
|
||||
x_hyper_original = np.ones(2) * 0.001 # 실패 시 기본값 세팅
|
||||
else:
|
||||
# 데이터가 부족할 경우 에러 대신 기본값이나 알림 처리
|
||||
print(f"[Warning] {point_name}: Not enough valid settlement data (>0) for Original Hyperbolic.")
|
||||
x_hyper_original = np.ones(2) * 0.001
|
||||
|
||||
# 기존 쌍곡선 법 계수 저장 및 출력
|
||||
x_hyper_original = res_lsq_hyper_original.x
|
||||
|
||||
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