Title of article :
The Efficiency of Hybrid BNN-DWT for Predicting the Construction and Demolition Waste Concrete Strength
Author/Authors :
Hashempour, M Department of Civil and Environmental Engineering - Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran , Heidari, A Department of Civil Engineering - Shahrekord University, Shahrekord, Iran , Shahi jounaghani, M Department of Civil Engineering - Shahrekord University, Shahrekord, Iran
Abstract :
The current study focuses on two main goals. First, with the use of construction and demolition (C&D)
of building materials, a new aggregate was produced and it was utilized for green concrete production.
The compressive strength test confirmed the good function of C&DW aggregate concrete. This concrete
did not show significant differences with natural sand concrete. Second, Backpropagation neural network
(BNN) was adjusted for C&DW concrete strength prediction at different curing times. Although BNN
has good accuracy for strength prediction, due to the importance of 28th day of concrete strength the need
to improve the accuracy was felt. So discrete wavelet transform (DWT) was used on BNN and a hybrid
network was produced. DWT by filtering the noises can improve the homogeneity of the dataset. The
results of DWT-BNN showed that the regression can increase to 98% and the MSE index reduces to
0.001. Continued research has shown that increasing the number of filters to four steps leads to reduced
accuracy and increased computational cost. So using DWT-BNN as a hybrid network with one filter can
improve prediction ability to the desired level but adding up the number of filters not recommended.
Farsi abstract :
مطالعه حاضر بر دو هدف متمركز است. در بخش اول يك بتن دوستدار محيط زيست به كمك سنگدانه ساخته شده از ضايعات ساختماني توليد شد. نتايج مقاومت فشاري نشان داد اين نوع بتن تفاوت چنداني از لحاظ مقاومت فشاري با بتن ساخته شده از سنگدانه طبيعي ندارد. در بخش دوم با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي انتشار برگشت اقدام به پيش بيني مقاومت فشاري شد. نتايج نشان داد اگرچه مقاومت فشاري با كمك شبكه انتشار برگشتي قابل قبول است اما لازم است به دليل اهميت بالاي مقاومت 28 روزه بتن، دقت شبكه افزايش يابد. شبكه هيبريدي انتشار برگشتي - موجكي براي اين امر پيشنهاد داده شد. استفاده از موجك توانست دقت شبكه را تا رگرسيون 98 درصد بالا برده و خطا را تا 0/001 كاهش دهد. ادامه بررسي ها نشان داد افزايش تعداد فيلترها به جاي كاهش نويزها منجر به افزايش خطا و زمان محاسبات مي شود. بر اين اساس شبكه هيبريدي انتشار برگشتي - موجكي با يك فيلتر براي پيش بيني مقاومت فشاري اين نوع بتن مناسب است و افزايش بيشتر فيلترها پيشنهاد نمي شود.
Keywords :
Concrete , Waste Management , Backpropagation Network , Discrete Wavelet Transform , Sustainable Development
Journal title :
International Journal of Engineering