Methode zur Berechnung der CO₂-Emissionen während der Bauphase von Betonbrücken unter Berücksichtigung der Multikollinearität mehrerer erklärender Variablen

WANG Yuanqing ,  

TIAN Rong ,  

LI Shiming ,  

LIU Nieyangzi ,  

摘要

Als eine der wichtigen Strukturen im Straßenbau sind die während der Bauphase von Betonbrücken entstehenden CO₂-Emissionen relativ hoch, weshalb dringend ein hochpräzises Modell zur Berechnung der CO₂-Emissionen benötigt wird, um den Prozess der CO₂-Reduktion im Bau zu unterstützen. Die CO₂-Emissionsquellen während der Bauphase von Betonbrücken auf Straßen werden in vier Teile unterteilt: Materialproduktion, Materialtransport, Außenbearbeitung und Baustellenarbeiten. Mittels der CO₂-Emissionsfaktorenmethode wurden die CO₂-Emissionen von 31 neuen Betonbrücken an einer neu errichteten Autobahn berechnet. Durch die Analyse der Emissionseigenschaften und deren Korrelation wurde festgestellt, dass die Schlüsselfaktoren, die die CO₂-Emissionen während der Bauphase von Betonbrücken erklären, die Brückenlänge, das Gesamtmaterialgewicht und die Maschinenarbeitszeit sind, mit Spearman-Korrelationskoeffizienten von 0,96, 0,88 bzw. 0,82, wobei zwischen diesen drei Faktoren eine Multikollinearität besteht. Mit diesen drei Faktoren als unabhängige Variablen wurden Ridge-Regression-, Lasso-Regression- und Elastic-Net-Regression-Modelle entwickelt, um die Auswirkungen der Multikollinearität zu eliminieren. Es wurde festgestellt, dass das Lasso-Regression-Modell die höchste Genauigkeit bei der Berechnung der CO₂-Emissionen aufweist, mit einem R² von 0,9762, und als Modell zur Berechnung der CO₂-Emissionen während der Bauphase von Betonbrücken verwendet wird. Dieses Modell kann die CO₂-Emissionen verschiedener Entwurfs- und Baupläne von Betonbrücken basierend auf der Brückenlänge und dem Gesamtmaterialgewicht berechnen und bietet eine methodische Referenz für die Gestaltung kohlenstoffarmer Lösungen und die Optimierung der kohlenstoffreduzierenden Faktoren während der Bauphase von Betonbrücken.

关键词

Betonbrücke;CO₂-Emissionen;Bauphase;Lasso-Regression;Ridge-Regression;Elastic-Net-Regression

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