論文の概要: Spatio-Temporal Forecasting of Retaining Wall Deformation: Mitigating Error Accumulation via Multi-Resolution ConvLSTM Stacking Ensemble
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10453v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 06:12:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-12 16:22:32.804734
- Title: Spatio-Temporal Forecasting of Retaining Wall Deformation: Mitigating Error Accumulation via Multi-Resolution ConvLSTM Stacking Ensemble
- Title（参考訳）: 壁面変形の時空間予測:多解コンvLSTM重ね合わせによる誤差蓄積の軽減
- Abstract要約: 異なる入力解像度でトレーニングされた3つのConvLSTMモデルを、完全に接続されたニューラルネットワークメタリアナを使用して統合し、アンサンブルモデルを構築した。
数値結果と実測値の両方を用いて検証したところ、アンサンブルアプローチはスタンドアローンのConvLSTMモデルよりも一貫して優れていた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7704625373713543
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This study proposes a multi-resolution Convolutional Long Short-Term Memory (ConvLSTM) ensemble framework that leverages diverse temporal input resolutions to mitigate error accumulation and improve long-horizon forecasting of retaining-structure behavior during staged excavation. An extensive database of lateral wall displacement responses was generated through PLAXIS2D simulations incorporating five-layered soil stratigraphy, two excavation depths (14 and 20 m), and stochastically varied geotechnical and structural parameters, yielding 2,000 time-series deflection profiles. Three ConvLSTM models trained at different input resolutions were integrated using a fully connected neural network meta-learner to construct the ensemble model. Validation using both numerical results and field measurements demonstrated that the ensemble approach consistently outperformed the standalone ConvLSTM models, particularly in long-term multi-step prediction, exhibiting reduced error propagation and improved generalization. These findings underscore the potential of multi-resolution ensemble strategies that jointly exploit diverse temporal input scales to enhance predictive stability and accuracy in AI-driven geotechnical forecasting.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,多種多様な時間的入力分解能を利用した多段階的畳み込み長短期記憶(ConvLSTM)アンサンブルフレームワークを提案する。
5層地盤層序と2つの掘削深度 (14m, 20m) と, 地形学的および構造的パラメータを組み込んだPLAXIS2Dシミュレーションにより, 横壁変位応答の広範囲なデータベースを作成し, 2,000の時系列偏向プロファイルを得た。
異なる入力解像度でトレーニングされた3つのConvLSTMモデルを、完全に接続されたニューラルネットワークメタリアナを使用して統合し、アンサンブルモデルを構築した。
数値結果と実測値の両方を用いて検証したところ、アンサンブルアプローチはスタンドアローンのConvLSTMモデル、特に長期の多段階予測において一貫して性能を向上し、エラーの伝播が減少し、一般化が向上した。
これらの知見は、AIによる測地予測における予測安定性と精度を高めるために、多様な時間的入力尺度を共同で活用するマルチレゾリューション・アンサンブル戦略の可能性を強調している。
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