震蕩序列的灰色預測模型在邊坡沉降監(jiān)測中的應用

簡要介紹了灰色模型的基本原理及建模方法,并針對具體的工程實例,通過建立灰色預報模型來預報未來幾天的沉降量。結(jié)果表明：灰色模型具有較高的預報精度,數(shù)據(jù)非?？煽?所以可以通過建立灰色模型的方法來了解建筑物短期內(nèi)的沉降變化規(guī)律。

針對傳統(tǒng)非等間距gm(1,1)模型在建筑物沉降監(jiān)測中預測精度不夠高的問題,提出了一種新的非等間距gm(1,1)建模方法。此法基于初始條件改進及把灰色微分方程的白化方程中的灰導數(shù)用離散形式進行表示的改進相結(jié)合、提高非等間距gm(1,1)模型的建模精度。結(jié)合桂林市某廣場的集商用、住房于一體的高層建筑的沉降變形監(jiān)測實例,將本模型的沉降預測的結(jié)果同文獻中另一非等間距gm(1,1)改進方法進行對比分析和檢驗,充分驗證了建筑物沉降變形分析預報中本模型方法的可行性和優(yōu)越性,對進一步促進非等間距gm(1,1)模型在沉降變形預測中的應用起到了積極的作用。

針對傳統(tǒng)灰色模型在長期預測中受外界干擾影響預測精度的問題,通過對灰參數(shù)的二次擬合以及應用動態(tài)新陳代謝理論改進灰色模型,結(jié)合實際邊坡工程予以驗證.結(jié)果表明:改進后的灰色模型預測精度較高,具有工程應用價值.

該文提出了穩(wěn)健灰色模型,并將其應用于某建筑物沉降的預測。結(jié)果表明,穩(wěn)健gm(1,1)模型比常規(guī)gm(1,1)模型具有更好的抗干擾性能和受異常點影響小的優(yōu)點,更具有預測應用價值。同時還編寫了計算機程序?qū)疑A測過程進行電腦處理,大大減少了工作量。

結(jié)合穩(wěn)健估計理論和灰色模型理論,提出了穩(wěn)健灰色gm(1,1)模型。并以泰安市中醫(yī)醫(yī)院大樓為例,預報結(jié)果同常規(guī)的灰色gm(1,1)預報模型相比較,表明該模型具有較強的抗粗差的能力,在實際工程中得到了很好的應用。

介紹灰色非等間距gm(1,1)模型的建立及其精度評定方法,著重探討模型精度的主要影響因素,并從模型背景值的構(gòu)造以及初值選取兩個方面對灰色非等間距gm(1,1)模型進行改進,結(jié)合高層建筑沉降監(jiān)測實例進行預測結(jié)果分析,結(jié)果表明,改進后的灰色模型具有較高的精度,在沉降預測中具有較高的應用價值。

為了合理準確的預測出邊坡變形程度,減少邊坡不穩(wěn)定帶來的損失,針對小波變換去噪理論與灰色模型預測方法的特點,提出了一種基于小波變換理論的灰色模型預測方法來預測邊坡變形量。首先通過小波去噪,獲得具有更小隨機誤差的觀測數(shù)據(jù),然后利用灰色模型預測變形量,最后通過結(jié)果對比分析預測精度。通過實驗證明,基于小波變換的灰色模型邊坡變形預測方法精度更高,效果更好,適合用于邊坡變形預測。

為了保證隧道工程施工和運營的安全,避免造成經(jīng)濟損失和人員傷亡,隧道的變形監(jiān)測已成為隧道工程防災減災的一個重要方面。運用非等間隔序列的灰色模型進行隧道沉降預測,并通過實例計算分析,證明預測值和觀測值的誤差較小,表明該模型有較強可靠性和較高精度,可為隧道工程的信息化施工提供必要的技術(shù)保證。

邊坡工程中,由于材料的非連續(xù)性、非均質(zhì)性以及對結(jié)構(gòu)認識的不完全性,難以用確定的函數(shù)形式對邊坡變形趨勢進行描述。應用灰色系統(tǒng)的原理和方法,對邊坡的變形發(fā)展進行預測是一種有效手段。本文結(jié)合gps變形監(jiān)測所獲得的原始數(shù)據(jù),建立灰色預測gm(1,1)模型,分析邊坡巖體變形趨勢與邊坡穩(wěn)定性。結(jié)果顯示:灰色預測的變形數(shù)據(jù)與實測變形數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度較好,灰色理論用于邊坡巖體變形預測是切實可行的。

以湖南省懷新(懷化—新晃)高速公路k1469+545—745邊坡為研究對象,分別采用灰色gm(1,1)和灰色-馬爾科夫模型對邊坡位移實測數(shù)據(jù)進行建模分析,計算邊坡位移變形預測值,并分析兩種模型的預測精度,進而確定兩種模型的預測適用時間。結(jié)果顯示,灰色gm(1,1)模型適用于4個月內(nèi)邊坡位移預測；灰色-馬爾科夫模型可用于9個月內(nèi)邊坡位移預測,且預測時間內(nèi)邊坡穩(wěn)定。

在傳統(tǒng)gm(1,1)模型的基礎上考慮初始條件選取的理論缺陷,提出了改進的灰色預測模型。通過在隧道開挖后上方建筑物沉降預測值與實測值的對比分析得出,該模型具有良好的精度,并具有一定的工程應用價值。

以秀山湖二期工程為例,運用灰色預測系統(tǒng),建立了兩種非等間隔灰色gm(1,1)模型,并對建筑物進行沉降監(jiān)測,通過對沉降數(shù)據(jù)的對比分析,指出采用數(shù)據(jù)變換的非等間隔gm(1,1)模型要優(yōu)于加權(quán)處理的非等間隔gm(1,1)模型。

針對建筑物出現(xiàn)的變形問題,提出在現(xiàn)有建筑物觀測數(shù)據(jù)的基礎上,在mtalab的語言環(huán)境下,建立gm(1,1)模型,來預測該建筑物的沉降量。分析結(jié)果表明,把灰色gm(1,1)模型和matlab結(jié)合起來預測建筑物的沉降發(fā)展趨勢，具有較強的實用性。

高層建筑物在施工中,主體荷載不斷增加會導致建筑物下沉。如果沉降不穩(wěn)定,則會在施工階段造成人員傷亡影響正常的工作計劃,同時也會影響建筑物的安全使用。該文通過工程實例,將灰色系統(tǒng)預測應用在高層建筑物沉降中,并建立兩種非等間隔灰色系統(tǒng)gm(1,1)模型對沉降數(shù)據(jù)進行處理及預測,選出最優(yōu)模型進行分析。

基于傳統(tǒng)的灰色verhulst模型在基坑沉降預測中精度較低的問題,提出優(yōu)化的灰色離散verhulst模型。在基坑沉降監(jiān)測中,由于有新的監(jiān)測沉降值不斷補充到原始數(shù)據(jù)序列中,各種因素會帶來新的擾動,原來的模型精度降低,為避免由此產(chǎn)生的誤差,用新陳代謝方法建立優(yōu)化灰色離散verhulst一維、二維新陳代謝模型。將傳統(tǒng)verhulst模型、優(yōu)化的灰色離散verhulst模型及優(yōu)化灰色離散verhulst一維、二維新陳代謝模型進行比較。研究結(jié)果表明:該模型通過采用離散化思維對原數(shù)據(jù)序列進行倒數(shù)變換,從連續(xù)形式向離散形式變化,減小了傳統(tǒng)verhulst模型建模過程中從微分方程到差分方程帶來的誤差;采用新陳代謝方法的優(yōu)化灰色離散verhulst模型精度更高,可選用該模型對基坑進行沉降預測。

灰色模型預測高邊坡施工期變形初探

灰色模型預測高邊坡施工期變形初探

結(jié)合小波分析在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢,采用小波包去噪對露天礦邊坡沉降數(shù)據(jù)進行去噪處理,再結(jié)合時間序列分析理論建立小波包-時間序列預測模型,從而對露天礦邊坡進行變形分析預測。通過實驗數(shù)據(jù)對比分析,結(jié)合小波包去噪與時間序列分析理論模型對露天礦邊坡沉降數(shù)據(jù)進行預測,預測精度較高,能夠?qū)ΦV區(qū)邊坡的沉降進行預測。

工程項目在實施階段都在實際進度與計劃進度之間存在偏差,為了更加準確的確定出具體工序的工期,結(jié)合施工企業(yè)的統(tǒng)計資料,提出采用基于灰色理論的gm(1,1)模型形成工期預測的方法,從而為科學合理的編制進度計劃提供有效依據(jù)。

介紹了灰色模型系統(tǒng),并重點論述了灰色模型gm(1.1)在高層建筑的沉降預測中的應用.通過對高層建筑不同周期得到的沉降預測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進行對比分析,成果精度均符合要求,結(jié)果表明該模型在高層建筑的沉降監(jiān)測具有很好的適用性.

應用非等間距時間序列的灰色gm(1,1)模型對建筑物的沉降過程進行模擬,工程實例計算結(jié)果表明,該模型的預測值與實際測量值吻合較好,為建筑物沉降的預測提供了有效可行的方法。

為提高地表沉降預測精度,針對灰色預測模型(gm(1,1))易受隨機干擾影響致使預測精度不高的問題,建立了基于卡爾曼濾波的灰色理論預測模型?？紤]到沉降量受到溫度和時間因素影響較大的特點,將地表的沉降看作時間、溫度的相關(guān)函數(shù)來建立卡爾曼濾波模型,并利用迭代濾波理論和levenbergmarquardt優(yōu)化濾波,構(gòu)建改進的卡爾曼濾波模型。改進的卡爾曼濾波模型與灰色模型相結(jié)合,應用于地表沉降預測中,并將改進的卡爾曼濾波灰色模型預測結(jié)果與卡爾曼濾波灰色模型的預測結(jié)果進行對比。實例計算表明,使用改進的卡爾曼濾波對消除檢測數(shù)據(jù)擾動誤差后的數(shù)據(jù)進行灰色模型預測的精度相比于單純灰色預測的預測精度更高。