Bayesian optimization of ensemble learning algorithms in predicting local scouring around offshore monopiles

2026

Закрытый доступ Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1080/1064119x.2026.2698894
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Monopile foundations are widely used in marine engineering, but local scouring around the monopile can significantly reduce its bearing capacity. Accurately predicting the equilibrium scour depth is essential for the design of marine structures. This study employs Bayesian optimization to tune hyperparameters for machine learning models, such as Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Adaptive Boosting (AdaBoost), and eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), to establish a comprehensive prediction model for scour depth around monopiles. Results demonstrate that Bayesian optimization effectively regulates model hyperparameters, enhancing model accuracy while reducing overfitting risks. The optimized machine learning models precisely predict scour depth under both wave-only and combined wave-current conditions. Performance comparisons show that all three ensemble learning models, both before and after optimization, outperform the standalone SVM model. Across all optimized models, the BO-AdaBoost model achieved the optimal Root Mean Squared Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE), and Coefficient of Determination (R2) values during both training and testing phases, exhibiting the strongest model robustness. Furthermore, its predictive accuracy significantly surpasses that of existing empirical equations. Sensitivity analysis reveals near-bed velocity induced by current (Uc) as the most influential parameter, as changes in Uc alter sediment shear stress and subsequently affect scour depth.