基于对数变换的优化灰色模型在基坑沉降中的应用

结合青岛某火车站基坑沉降观测工程,本文运用灰色预测模型对其沉降数据进行处理,并对其未来趋势做出预测。传统灰色预测模型的优点是计算简单,但其与原始数据拟合程度较低,预测精度有时也不能满足要求。为了提高灰色模型的拟合和预测精度,本文对原始数据进行对数变换以提高原始数据序列的光滑度,并融入新陈代谢思想对模型做进一步优化。结果表明,优化后的模型预测精度较高,有较好的应用价值。     

改进灰色预测模型及其在变形监测中的应用

分析与预报是基坑监测的重要内容,对于确保基坑和周围设施的安全具有重要意义。灰色系统理论自创立以来被广泛应用于变形监测的预报上,但灰色预测模型仍有一定的局限性。为此本文尝试对其进行改进,采用两种函数变换对灰色预测模型的原始数据进行预处理,并分析改进模型的预报效果。实验表明,经过指数函数变换和线性函数变换的灰色模型均能获得更好的预测结果,且经过线性函数变换的灰色模型的估计结果要优于经过指数函数变换的灰色模型。     

灰色幂模型在基坑变形监测中的应用

灰色幂模型又称非线性灰色伯努利模型(NGBM(1,1)),是灰色GM(1,1)模型的一种改进模型,具有非线性特征,在拟合和预测非线性特征数据方面具有优势。NGBM(1,1)模型相比于GM(1,1)模型具有更高的预测精度和更广的适用范围,它在经济、农业、气象等方面已有较广应用,但是在变形监测领域的应用还比较少。本文在已有的灰色系统理论的基础之上,将NGBM(1,1)模型应用在测绘领域的变形监测中。先对原始的变形监测数据进行累加、累减、求背景值,并根据原始数据求出最佳幂指数值和灰作用量,然后利用求解出的参数建模拟合已有数据并预测边坡监测的数据。实验结果表明,灰色幂模型NGBM(1,1)的预测精度比传统GM(1,1)模型预测精度更高。     

一种监测基坑变形的灰色时序组合模型研究

灰色GM(1,1)模型运算简单,但缺点是精度不够;时间序列模型能计算大量的数据,但是运算过程比较复杂。本文以宿迁某基坑为例,对水平位移量进行检测,利用灰色和时间序列组成的新模型,以前几期数据作为原始数据对后几期数据进行预测,得出组合模型的精度比单一的灰色预测模型精度高,组合模型更适合基坑监测。     

基于小波去噪的灰色Verhulst模型在高铁路基沉降预测的应用

高铁路基需严格控制工后不均匀沉降。鉴于高铁路基沉降预测值精度受观测噪声和预测拟合函数的影响,本文提出了基于小波函数去噪,对去噪数据进行灰色Verhulst模型预测的方法,并阐述了高铁路基沉降预测评价方法。通过工程实例对比分析了去噪灰色Verhulst模型、GM(1,1)模型、双曲线模型在沉降数据处理中的拟合精度和预测精度。结果表明:GM(1,1)模型拟合精度高,预测精度低,不适用于长期预测;双曲线法预测精度最低,预测曲线不包含路基饱和发展过程;小波去噪灰色Verhulst模型符合高铁路基沉降规律,预测精度高,可以广泛用于路基沉降预测。     

改进后灰色神经网络及短期基坑沉降预测研究

在短期基坑沉降监测中,由于数据量少且呈非线性变化,沉降模型很难准确建立。灰色GM(1,1)对数据少、趋势性强、波动小的数据有较高的预测精度,但不能模拟复杂的非线性函数;BP神经网络可以对非线性数据进行学习训练,具有自学习、自适应能力;通过将GM(1,1)与BP神经网络组合,并优化网络部分的学习率、权值和阈值等,建立一种改进的灰色神经网络模型,该模型具有对非线性数据自学习、自适应能力和预测精度更高等优点。通过某基坑沉降监测分析,验证改进的灰色神经网络模型预测精度更高,适合短期建模,具有很好的实用性。     

一种阈值函数与灰预测的组合去噪方法

针对传统的灰色预测模型预测精度随步长的增加而逐渐降低的问题,该文采用一种新的阈值及阈值函数对原始数据(信号)进行小波去噪处理,以期增强建模数据(信号)的可靠性,延长模型的预测步长:通过与传统的硬阈值(函数)和软阈值(函数)的比较,验证新阈值及函数对信号的去噪效果;用去噪处理前后的数据分别建立灰预测模型,通过相应的检验指标来判断两函数的预测精度高低。实验结果表明,该阈值及函数与灰预测的组合预测方法是完全可行的,能够在一定程度上提高模型预测的精度和步长。     

GM(1,1)模型应用于建筑物沉降监测预计中的方法

为了更加准确地预测高层建筑物沉降趋势,利用Matlab软件,实现灰色系统理论GM(1,1)模型的参数估计、检验、数据拟合及预测。首先对原始数据进行整理和处理,经过累加生成和相关生成逐步使灰色量白化,使之呈现出一定的规律性,从而建立相应于微分方程解的动态模型并作出预报,通过残差检验、关联度检验、后验差检验对所建立的灰色GM模型进行评价;经试验数据检验,所建立系统精度可靠,灰色预测模型从理论上预判高层建筑沉降趋势,对施工及监测具有指导意义。     

改进的卡尔曼灰色模型在隧道沉降预测中的应用

为提高地表沉降预测精度,针对灰色预测模型(GM(1,1))易受随机干扰影响致使预测精度不高的问题,建立了基于卡尔曼滤波的灰色理论预测模型。考虑到沉降量受到温度和时间因素影响较大的特点,将地表的沉降看作时间、温度的相关函数来建立卡尔曼滤波模型,并利用迭代滤波理论和LevenbergMarquardt优化滤波,构建改进的卡尔曼滤波模型。改进的卡尔曼滤波模型与灰色模型相结合,应用于地表沉降预测中,并将改进的卡尔曼滤波灰色模型预测结果与卡尔曼滤波灰色模型的预测结果进行对比。实例计算表明,使用改进的卡尔曼滤波对消除检测数据扰动误差后的数据进行灰色模型预测的精度相比于单纯灰色预测的预测精度更高。     

等维新息灰色模型在深基坑变形预测中的应用

分析了改进的等维新息灰色预测模型用于深基坑变形预测的合理性。应用深基坑实际变形监测资料,对其预测精度及可行性进行了验证。结果表明,等维新息灰色模型的预测精度较高,模型的预测结果基本上能满足要求。灰色预测模型的预测精度与监测的时间间隔是否固定、数据变化的规律性是否明显有关。当规律明显时预测精度较高,而当监测时间间隔波动大、数据有大的跳跃突变时,预测精度较低。