基于GM-ANN模型建筑物沉降量變化趨勢預(yù)測方法

該文基于實(shí)測資料進(jìn)行建筑物沉降預(yù)測。在灰色模型和泊松曲線模型理論的基礎(chǔ)上,引入對非等間距數(shù)列進(jìn)行變換處理的方法,從而建立了非等間距預(yù)測模型。結(jié)合建筑物沉降監(jiān)測資料進(jìn)行分析比較,結(jié)果表明,兩種預(yù)測方法均能較好地反映建筑物的沉降趨勢。

路基沉降的理論值與實(shí)際監(jiān)測值通常存在較大偏差,對此,在詳細(xì)論述四種常用的路基沉降預(yù)測方法的基礎(chǔ)上,提出一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與灰色模型的組合預(yù)測方法,并結(jié)合工程實(shí)例的實(shí)測數(shù)據(jù),證實(shí)了組合方法在路基沉降趨勢分析中的有效性和合理性。

GM(1,1)加權(quán)模型預(yù)測建筑物沉降的研討

GM(1,1)加權(quán)模型預(yù)測建筑物沉降的研討

灰色理論模型以其建模過程簡單而應(yīng)用于監(jiān)測中，但也存在局限性、預(yù)測精度不高等問題。針對這些不足，嘗試對其

鑒于gm(1,n)模型預(yù)測精度高及gm(1,1)所需統(tǒng)計數(shù)據(jù)數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn),通過自相關(guān)理論,把gm(1,1)和gm(1,n)兩者有機(jī)結(jié)合形成一個聯(lián)合模型,以進(jìn)一步提高灰色模型的預(yù)測精度。該文在沉降資料的基礎(chǔ)上,利用該聯(lián)合模型對南京一泵站的沉降進(jìn)行了分析預(yù)報,其結(jié)果與回歸模型和gm(1,1)模型進(jìn)行了比較,最后得出了基于自相關(guān)理論的gm(1,1)、gm(1,n)聯(lián)合預(yù)測模型,其精度可靠,可信度高,預(yù)報結(jié)果也與實(shí)際情況相吻合,從而證明了該方法在實(shí)際工程中的可行性。

建筑物地基沉降的灰色模型gm（1，1）預(yù)測法——文章主要運(yùn)用灰色理論建立基于實(shí)際觀測數(shù)據(jù)的沉降預(yù)測模型gm(1，1)．并通過其與另外2個工程中常用到的模型在同一實(shí)際工程的沉降預(yù)測值和實(shí)際觀測結(jié)果的比較。證明gm（1，1）模型具有較好的預(yù)測結(jié)糶?？捎糜诠こ虒?shí)...

文章主要運(yùn)用灰色理論建立基于實(shí)際觀測數(shù)據(jù)的沉降預(yù)測模型gm(1,1),并通過其與另外2個工程中常用到的模型在同一實(shí)際工程的沉降預(yù)測值和實(shí)際觀測結(jié)果的比較,證明gm(1,1)模型具有較好的預(yù)測結(jié)果,可用于工程實(shí)踐。

本文簡述了時間序列分析的理論,并運(yùn)用核理論,提出一套建筑物沉降建模方法,進(jìn)行動態(tài)預(yù)測建筑物沉降的發(fā)展.通過例算,證明該種建筑物沉降動態(tài)預(yù)測方法的正確性.

針對建筑能耗的預(yù)測問題,提出一種基于深度條件受限玻爾茲曼機(jī)(crbm)的預(yù)測方法.首先,將傳統(tǒng)受限玻爾茲曼機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展,融入一個歷史條件輸入層,使其能夠根據(jù)歷史時間序列來預(yù)測未來序列.然后,在crbm基礎(chǔ)上構(gòu)建深度crbm模型,用來執(zhí)行建筑能耗的預(yù)測.在一個\"個體家庭電力消耗\"數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測出預(yù)定時間段內(nèi)的建筑能耗,能夠?yàn)殡娏φ{(diào)度提供一定的依據(jù).

建立基于支持向量機(jī)的建筑物沉降預(yù)測模型,并將其應(yīng)用于建筑物的沉降預(yù)測。與采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測結(jié)果相比,支持向量機(jī)取得較好的預(yù)測結(jié)果。實(shí)例表明支持向量機(jī)在小樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測上具有精度高、泛化能力強(qiáng)的特點(diǎn),為建筑物的沉降預(yù)測提供一種新的方法。

為了確保建筑物施工、運(yùn)營期間的安全,需要進(jìn)行沉降觀測.分析了沉降觀測的流程和要求,在沉降觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,提出了使用雙曲線進(jìn)行沉降預(yù)測的方法,從而可以根據(jù)預(yù)測的沉降量,科學(xué)決策,確定沉降觀測的周期.

由于非等間隔gm(1,1)灰色模型對于處理數(shù)據(jù)量小且表達(dá)信息不確定的數(shù)據(jù)具有優(yōu)越性,因此廣泛應(yīng)用于石油天然氣勘探、機(jī)床故障診斷、電力負(fù)荷預(yù)測、大壩安全監(jiān)測等領(lǐng)域?；诜堑乳g隔gm(1,1)灰色模型理論,利用某小區(qū)建筑物沉降觀測的實(shí)測數(shù)據(jù),建立了適合該小區(qū)建筑物沉降預(yù)測的灰色模型。通過對比理論預(yù)測值和實(shí)測值,并進(jìn)行模型對應(yīng)的精度評定分析,結(jié)果表明,此模型適用于該建筑物沉降預(yù)測分析的研究。

為了研究隧道周邊建筑物地表的變形,本文根據(jù)京東方蒸汽管道工程隧道開挖過程中周邊建筑物地表的沉降觀測數(shù)據(jù),利用二次指數(shù)平滑法和灰色系統(tǒng)法建立數(shù)學(xué)模型,分別對建筑物地表做變形預(yù)測,并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析和對比,結(jié)果顯示二次指數(shù)平滑法的預(yù)測精度更高。對于隧道周邊建筑地表沉降的預(yù)測二次指數(shù)平滑法效果更好,比較符合實(shí)際變形曲線,相對來說是一種較好的變形預(yù)測方法,為隧道的開發(fā)過程中防止安全事故的發(fā)生、避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡提供一種參考方法。

本論文先簡單介紹建筑物沉降觀測的基本內(nèi)容和預(yù)測方法,再重點(diǎn)介紹非等間距灰色理論模型的基本原理、模型及其應(yīng)用,采用了一個實(shí)例預(yù)測分析了其模型gm(1,1)在建筑物沉降預(yù)報中的結(jié)果,對比多項(xiàng)式擬合方法預(yù)測結(jié)果,驗(yàn)證了非等間距灰色模型對建筑物沉降預(yù)測中的有效性。

利用matlab7.0軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行等間距處理后,用一次累加數(shù)列與原始數(shù)列構(gòu)建微分模型,通過不斷去掉舊數(shù)據(jù)加入新數(shù)據(jù),以工程數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),運(yùn)用灰色理論構(gòu)建新陳代謝gm(1,1)模型。并以工程實(shí)例進(jìn)行模擬和預(yù)測效果檢驗(yàn),將普通gm(1,1)模型和新信息gm(1,1)模型預(yù)測效果進(jìn)行比較,計算和對比結(jié)果表明,新陳代謝gm(1,1)模型精度明顯高于其它模型,預(yù)測效果大大提高。

以天津臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)某圍海造陸工程地基處理項(xiàng)目為背景,選取某位置處地基沉降監(jiān)測數(shù)據(jù),利用weibull模型預(yù)測吹填土地基沉降與時間的對應(yīng)關(guān)系。計算結(jié)果表明,該方法預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確,具有廣泛的適應(yīng)性。

以往的震害預(yù)測方法往往需要調(diào)查建筑物的詳細(xì)力學(xué)特性參數(shù),這對個別社區(qū)的范圍是可行的,但對整個城市的震害預(yù)測,則需要耗費(fèi)巨大的財力、物力,因此需要研究適用于城市群體建筑物的快速震害預(yù)測方法.提出基于范例推理的建筑物震害預(yù)測方法,該方法通過建筑物震害范例的表示、索引、檢索和調(diào)整模型,并運(yùn)用access建立了建筑物震害范例庫,實(shí)現(xiàn)了基于灰色關(guān)聯(lián)分析確定屬性權(quán)重和歐式距離、曼哈頓距離、模糊相似優(yōu)先及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的4種檢索方法來預(yù)測城市未知建筑物的震害結(jié)果.該方法能夠在較少的投資和時間下,迅速給出城市的震害預(yù)測結(jié)果.最后將該方法應(yīng)用于廈門市的建筑物震害預(yù)測,結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的可操作性和結(jié)果可靠性.

針對建筑物沉降變形中各監(jiān)測點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)、相互影響的情形,可將灰色系統(tǒng)理論中的gm(1,n)模型引入到建筑物沉降分析中。本文利用灰度關(guān)聯(lián)方法確定相關(guān)因子的關(guān)聯(lián)度,建立gm(1,n)模型,并與回歸分析、gm(1,1)模型比較。通過工程實(shí)例,得出灰關(guān)聯(lián)gm(1,n)模型預(yù)測精度明顯高于另外兩種模型,驗(yàn)證了該模型在進(jìn)行建筑物沉降分析預(yù)測中應(yīng)用的可行性。

針對傳統(tǒng)的灰色預(yù)測模型對建筑物沉降預(yù)測精度不高、擬合數(shù)據(jù)較差的問題,在傳統(tǒng)的gm（1,1）模型基礎(chǔ)上提出了分?jǐn)?shù)階建模的思想,采用粒子群優(yōu)化算法求解最優(yōu)分?jǐn)?shù)階次,建立基于粒子群優(yōu)化的分?jǐn)?shù)階pfgm（1,1）模型.實(shí)例計算表明,分?jǐn)?shù)階fgm（1,1）模型可以提高建筑物沉降的預(yù)測精度,通過粒子群優(yōu)化算法選取最優(yōu)階次可以進(jìn)一步提高預(yù)測精度和誤差檢驗(yàn)等級.由此可見,基于粒子群優(yōu)化的分?jǐn)?shù)階pfgm（1,1）模型對建筑物的沉降控制有著重要的指導(dǎo)作用.

本文利用氣象要素曲線波譜相似原理分析通道縣1957～1995年40年氣候變化趨勢,再用時間序列外推方法診斷預(yù)報1996～2000年平均氣溫,年總雨量及主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的變化趨勢。繪制40年平均氣溫變化曲線圖,年均氣溫經(jīng)歷“三暖兩冷”交替變化過程,1958～1966年、1977～1979年、1990～1992年為三個暖期,兩個冷期是1967～1976年、1980～1984年。由40年年總雨量繪制的曲線功率波譜圖可知,1957～1967年、1974～1975年、1984～1987年為少雨階段（1959、1961、1965年例外）;1968～1973年、1976～1983年、1988～1994年（1989年例外）均為多雨階段,有11年左右的大波動和3～4年的小波動。

為了更加準(zhǔn)確地預(yù)測高層建筑物沉降趨勢,利用matlab軟件,實(shí)現(xiàn)灰色系統(tǒng)理論gm(1,1)模型的參數(shù)估計、檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)擬合及預(yù)測。首先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理,經(jīng)過累加生成和相關(guān)生成逐步使灰色量白化,使之呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性,從而建立相應(yīng)于微分方程解的動態(tài)模型并作出預(yù)報,通過殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)、后驗(yàn)差檢驗(yàn)對所建立的灰色gm模型進(jìn)行評價;經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn),所建立系統(tǒng)精度可靠,灰色預(yù)測模型從理論上預(yù)判高層建筑沉降趨勢,對施工及監(jiān)測具有指導(dǎo)意義。