不同小波函数对灰色模型精度影响分析

针对小波灰色模型在水文序列预测中面临的小波函数的选择问题,采用安庆站1956~2011年实测降雨量作为算例,以传统的灰色模型预测值作为参考,考虑了Haar、Db、Smy、Coif、Bior、Rbio、Dmey等7种小波基函数,通过方差和纳什系数作为模型预测评价指标,对不同小波灰色模型精度影响进行了分析。结果表明:不是所有小波函数与灰色模型耦合都能提高模型的精度;安庆站1956~2011年实测降雨量水文序列来说,db1小波函数对模型精度提高的效果最明显。     

灰色理论在干旱预测中的应用

介绍灰色系统理论及其建模原理,利用沁河流域上游沁源气象站42年的实测降水量资料建立灰色预测GM(1,1)灾变模型,对干旱灾害进行预测,经残差、后验差检验等分析,模型精度较高平均达98.8%.并对实测资料进行检验,效果较理想,为沁河流域上游抗旱及供水提供必要的预测信息.     

灰色双向差分模型在地下水动态预测中的应用

应用双向差分方法建立GM(1,1)灰色预测模型,并用于地下水动态预测中。实例应用结果表明,该方法对具有波动性和周期性的地下水动态预测时,比传统的灰色模型更有效。     

基于灰色拓扑的年径流序列预测研究

考虑到径流资料变化幅值较大,又不具有明显的周期性,为建立能客观反映径流变化这种复杂波形的模型,本文引进灰色拓扑预测方法,对黄河上游兰州站年径流进行了长期预测,预测结果精度较高,满足规范要求,此结论为黄河上游水资源的优化配置提供了科学依据.     

背景值优化的多变量灰色模型在路基沉降预测中的应用

路基沉降是一个复杂的系统过程,常用的单点预测模型不能考虑各沉降监测点间的相关性,不足以反映路基整体的变形规律。多变量灰色模型MGM(1, n)是单点GM(1, 1)模型在多元变量条件下的拓展,可以实现对路基中相互影响的多个监测点变形预测模型的建模和预测。针对传统多变量灰色模型背景值取值存在的误差,利用非齐次指数函数拟合模型中各变量的一次累加生成序列重构了背景值计算公式,提出了背景值优化的多变量灰色模型。对路基横断面上3个监测点进行了灰色关联分析,建立了相应的背景值优化的MGM(1,3)模型,采用新陈代谢方法预测路基沉降值。实例计算表明,与传统MGM (1, n)模型以及GM(1, 1)模型相比,背景值优化的多变量灰色模型具有更高的预测精度,显示了该方法进行路基沉降预测的有效性。     

含分数阶的灰色模型及其在地基沉降预测中的应用

基于灰色理论建立的传统沉降预测模型均为整数阶,存在不连续、与实测数据差异较大的缺陷。鉴于此,本文以灰色模型为研究对象,通过改变模型中的整数阶微分为分数阶微分来改进灰色模型的预测效果。本模型与传统模型的最大区别在于增加了分数阶阶次的识别,首先结合灰色理论得到无输入的常微分方程;接着对其引入输入项,并将常微分方程做变换得到含分数阶的微分方程;最后将该模型与实测数据进行对比,且与传统灰色理论沉降预测模型进行误差计算,发现本文建立的沉降预测模型可以较好地预测地基沉降。     

钻机易磨损件更换时间间隔的灰色预测

提出了采用铁谱分析技术、运用灰色预测理论对钻机易磨损件的更换时间间隔进行灰色预测。通过实例计算,证明本方法效果良好。     

利用灰色理论预测干旱年

通过利用灰色理论预测柳河水系的干旱年,阐述了灰色理论预测随机水文要素的基本方法。并对预报模型进行了精度检验。     

基于灰色模型的城市用水量预测

介绍灰色理论建模原理和模型参数辨识方法,并结合实例建立灰色GM(1,1)预测模型,运用残差检验与后验差检验2种方法对模型进行精度检验,其模型拟合精度达99％.用所建立的模型对某市2010-2013年城市用水量进行外推预测.结果表明,该灰色模型用于城市用水量预测,符合其灰色特性,通用性好,并且所需数据少,计算量适中,预测...     

基于灰色GM（1，1）模型的城市生活用水量预测

介绍灰色理论建模原理和模型参数辨识方法,并以上海市为实例建立灰色GM（1,1）预测模型,运用残差检验、后验差检验以及关联度检验3种方法对模型进行精度检验,其模型拟合精度达97．25％。用所建立的模型对上海市2003～2007年城市生活用水量进行预测。结果表明,该灰色模型用于城市生活用水量预测,符合其灰色特性,通用性好,并且所需数据少,计算量适中,预测结果与实际情况比较吻合。     

基于统计理论方法的水文模型参数敏感性分析

参数敏感性分析是模型不确定性量化的重要环节,有助于有效识别关键参数,减少参数的不确定性影响,进而提高参数优化效率。利用Morris筛选方法定性识别相对重要参数,耦合方差分解的Sobol方法和统计理论的响应曲面模型构建一种新的定量敏感性分析方法——RSMSobol方法。以长江支流沿渡河流域的日降雨径流过程模拟为例,系统分析4种不同目标函数响应条件下新安江模型的参数敏感性。结果表明Morris方法和RSMSobol方法的集成应用极大地提高了全局敏感性分析的效率,Morris定性筛选结果为定量评估减少了模型参数维数,采用代理模型技术的RSMSobol方法减少了模型的计算消耗。     

基于高斯过程回归的地下水模型结构不确定性分析与控制

目前针对模型结构不确定性的研究方法主要为贝叶斯模型平均方法,而该方法受到模型权重计算困难等影响,应用受限。基于数据驱动的模型结构误差统计学习方法最近得到关注。研究采用高斯过程回归方法对地下水模型结构误差进行统计模拟,并将DREAMzs算法与高斯过程回归相结合,对地下水模型和统计模型的参数同时进行识别。基于此方法,分别以理想岩溶裂隙海水入侵过程和溶质运移柱体实验为例,进行地下水数值模拟及预测结果的不确定性分析。相对于不考虑模型结构误差条件的不确定性分析,结果表明,考虑结构误差之后,能够明显减少参数识别过程中的参数补偿影响,且能显著提高模型的预测性能。因此,基于高斯过程回归的模型结构不确定性分析可以一定程度控制地下水数值模拟的不确定性,提高模型预测可靠性。     

岩质边坡稳定性及预应力锚固分析现状

本文首先对目前常用的各类边坡稳定性分析方法的主要特点进行了评述,包括定性方法类的历史分析法、工程地质类比法、图解法、专家系统法,定量分析方法类的确定性模型法,如极限平衡法,应力应变分析法;非确定性模型法,如可靠性分析法、灰色系统理论法及模糊综合评判法等;及两类方法结合而成的随机有限元法。其次,对预应力锚固边坡的设计及稳定性分析作了阐述。     

基于权重反分析和功效系数法的地下储油洞库围岩分类模型及应用研究

选取岩石抗压强度、完整系数、结构面状态、地下水发育情况、洞轴线与软弱结构面的夹角作为地下储油库工程围岩稳定性的评价因素,并采用权重反分析的方法确定各指标的权重,建立了基于权重反分析方法和功效系数法的洞库围岩稳定性评价模型。最后,将建立的围岩分类模型应用于实际工程,通过与实际开挖结果对比表明,模型判别结果与实际开挖揭露围岩类别相吻合,证明了该方法用于地下储油洞库围岩分类的合理性和有效性,为地下储油洞库围岩稳定性判别提供了一种新思路。     

分离重力区域场与局部场的Matlab趋势分析法

趋势分析法作为场分离的一种方法,当地形情况复杂、测区面积较大时,往往很难达到场分离的要求。文章通过改变多项式数学模型的阶次,选择最优的多项式数学模型进行趋势分析。通过对剖面趋势分析和曲面趋势分析的对比得知,在同一地质模型上剖面趋势分析效果较曲面趋势分析效果好,由此运用切割法将叠加异常数据直接截取,获得多个剖面进行趋势分析,再由剖面趋势分析得到曲面趋势分析。实验结果表明趋势分析效果理想,能达到场分离的要求。     

边坡破坏过程离心模型试验的应力位移场研究

提出了一种确定离心模型试验过程中边坡的应力和位移场及其变化过程的方法。基于物理测量与数值模拟相结合的思路,首先采用离心场非接触位移测量技术测量出边坡的位移场;然后通过数值模拟和反演分析等途径算出边坡的应力场。该方法已成功用于多个边坡离心模型试验中的应力位移场的确定,表明了该方法可以较好地得出离心模型试验过程中边坡的应力和位移场。边坡离心模型试验结果表明,边坡的破坏过程与应变局部化和应力集中的过程有着密切联系。     

地磁场模型的计算和评述

评述了计算地磁场区域模型的各种数学方法,如:利用多项式方法可以计算地磁场的Taylor多项式模型和Legendre多项式模型,利用球冠谐和分析方法可以计算出磁场的冠谐模型。本文指出了建立区域模型各种方法的优缺点,指出球冠谐和分析方法是计算地磁场三维模型的好方法。     

基于DDA方法一种流-固耦合模型的建立及裂隙体渗流场分析和应用

以非连续变形分析方法（DDA）为基础并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析。利用DDA方法生成裂隙岩体模型,在此基础上采用矩阵搜索等方法形成新的裂隙水通网络模型。采用稳态迭代算法和立方定律求得裂隙水压力,并把裂隙水压力作为线载荷施加到块体边界,在DDA算法中每个迭代步完成后更新裂隙开度和水压值,与DDA算法结合研究裂隙水与块体之间相互作用关系。利用以上裂隙岩体流-固耦合计算方法研究了某水封油库开挖和运行过程洞室围岩流量和密封性,为该工程预测水封效果提供了有益的主要依据,也是国内首次采用DDA方法做大型工程的流-固耦合模型分析。     

隧道施工地层变形预测研究综述和展望

在分析总结软土隧道施工变形预测方法的基础上,将变形预测的研究方法分为静态分析法和动态分析法两大类。其中,静态分析法包括以Peck理论体系,考虑弹性、弹塑性和黏弹性的解析法、理论移植法及专家系统;动态分析法包括各种数值分析法、模型法、时间序列法及神经网络智能预报等。其中Peck理论体系是基于Peck公式,后经不断改进和完善的一系列公式。理论移植法包括随机分析法、模糊数学法、镜象法、回归分析法等。对每类方法的研究进展及优缺点进行了论述,并提出了研究趋向。     

基于遗传算法的岩土力学参数反演及其在 ABAQUS中的实现

岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。结合ABAQUS有限元软件,提出遗传算法与有限元联合反演法,将有限元程序作为一个单独模块嵌入到遗传算法程序中,以测点的实测值与计算值建立误差函数,编制了遗传算法反演分析程序。并给出应用实例验证了该法的有效性,表明该方法可应用于岩土工程中的反演分析工作。