时变参数PGM(1, 1)变形预测模型及其应用

在GM(1，1)模型的基础上，考虑参数随时间的变化，用多项式逼近模型参数，同时针对GM(1，1)模型背景值取值方法的不足，引入背景值最佳生成系数，建立了时变参数PGM(1，1)变形预测模型。多项式中的待定系数采用最小二乘法确定，背景值最佳生成系数采用搜索法确定。实例计算表明，时变参数PGM(1，1)变形预测模型具有较高的模拟精度和预测精度，适合用于变形体的变形预测。     

时变参数灰色模型背景值重构及实现

针对时变参数灰色模型PGM(1,1)的背景值重构收敛速度及稳定性问题,该文运用积分的方法综合序列在Δt内不同变化趋势,导出背景值模型的准确表达式。实现了反映序列对新老信息偏爱程度的最优权值介于(0,1)内,且非不能越过某一阈值;给出了背景值重构模型最优解准确求取的具体算法步骤。基于MATLAB语言的实验结果表明:改进模型预测精度高,易于实现;所研究的带权灰色模型GM(1,n)背景值模型的重构及计算方法验证了PGM(1,1)模型重构及计算实现方法的有效性和实用性。     

pGM(1,1)预测模型及其参数估计

从分析GM(1，1)预测模型的背景值取值不足入手，根据误差处理理论，对GM(1，1)预测模型进行扩展，提出一种基于比例因子来确定背景值的pGM(1，1)预测模型。同时，讨论该模型参数的最佳估计方法。最后对实例进行分析和比较。     

三重加权变形监测预测模型及应用

针对GM(1,1)建模过程存在背景值、时间因素和初始条件3方面的不足,该文提出三重加权TPGM(1,1)预测模型。通过对背景值进行加权生成新的背景值,建立PGM(1,1)模型;在PGM(1,1)基础上考虑到时间因素,在求解灰参数时进行第2次加权建立DPGM(1,1)模型;最后考虑到初始条件对预测模型的影响,在DPGM(1,1)基础上进行第3次加权,建立TPGM(1,1)模型。通过实例分析,比较GM(1,1)、PGM(1,1)、DPGM(1,1)、TPGM(1,1)4种模型在变形监测数据处理中的拟合和预测结果,表明三重加权TPGM(1,1)模型拟合效果更好、预测精度更高;该模型具有前3种模型的优点,同时弥补了传统GM(1,1)存在的不足。     

小波时变参数PGM(1,1)模型的工程应用研究

首先阐述了小波去除数据噪声的方法及小波模型的选取问题,然后对GM(1,1)模型背景值生成序列进行改进,采用搜索法确定背景值最佳生成系数.考虑到模型中的灰参数会随时间而变化,采用多项式逼近模型灰参数,并通过最小二乘方法求解多项式的系数,最后形成了小波时变参数PGM(1,1)模型同时采用Runge-Kutta方法求解.通过武成城际铁路沉降监测数据的计算分析表明,小波时变参数PGM(1,1)在高铁沉降预测中具有较高的精度.     

变形监测双重加权DPGM(1,1)预测模型的建立

针对GM(1,1)建模过程中背景值、时间因素两方面存在的不足,文中提出双重加权DPGM(1,1)预测模型,通过对背景值进行加权生成新的背景值,建立PGM(1,1)模型;在PGM(1,1)基础上考虑到时间因素在求解灰参数时进行第二次加权建立DPGM(1,1)模型。通过实例分析,比较GM(1,1)、PGM(1,1)、DPGM(1,1)三种模型在变形监测数据处理中的拟合和预测结果。表明,双重加权DPGM(1,1)模型拟合效果更好、预测精度更高。该模型具有前两种模型的优点,同时弥补了传统GM(1,1)的不足。     

加权灰色模型及其在变形分析中的应用

鉴于以往灰色模型背景值取值的不足,拓展了背景值的取值范围,提出在一定条件下任意加权模型背景值的确定方法,通过算例,得出RGM(1,1)模型预测和模拟效果相比较GM(1,1)和PGM(1,1)更好.     

基于新陈代谢的PGM(1,1)模型在建筑物变形监测中的应用

针对目前灰色理论模型在变形监测中的应用,本文分析了PGM(1,1)模型中的参数及其求解的方法;对于建模时前期观测值对后期预测值的影响,引入新陈代谢理论,通过整体最小二乘求解得到模型的背景值。结合高层建筑物沉降监测的实例进行计算分析,结果表明,基于新陈代谢的PGM(1,1)模型相比于传统的GM(1,1)模型,在建筑物沉降预测方面具有较好的效果。     

非等间距GM(1,1)模型背景值优化方法在沉降预测中应用

基于初始条件、背景值等是灰色建模精度和适应性的重要影响因素,本文针对非等间距GM(1,1)模型中的背景值进行了优化改正,提出一种带有适应因子λ的背景值构造方法。根据灰色模型的一次累加生成序列的近指数特征计算了模型发展系数a与适应因子λ。结合实例,与非等时距GM(1,1)的初始条件优化模型对比分析,结果表明经过优化背景值的非等时距GM(1,1)模型有效地提高模拟预测精度,同时也适用于等间距模型,具有较强的适用性。     

改进GM(1,1)模型在建筑沉降变形观测中的应用

灰色预测模型GM（1,1）的建模思想是：原始序列（非负序列）经过一次累加生成后,形成一个单调递增数列,新序列中各数据点的连线可以用指数函数y=ae^bx进行拟合。根据这个指数函数可以推导出下一个累加值的预测值（即第一个预测期）,最后通过累减生成将累加序列预测值还原为原始序列预测值。本文通过对原始序列进行指数-幂函数变换,增加了原始序列的光滑度;并在灰参数求取过程中对原始序列赋以权重,利用迭代计算的方法推导出了模型精确背景值;最后通过使预测序列残差平方和最小的方法计算出最优初始条件,进而提出了一个改进后的GM（1,1）模型。利用改进后GM（1,1）模型对某大厦沉降监测数据进行模拟与分析,并对改进前后的模型进行对比与分析,结果表明,改进后模型的各项精度因子相比于传统模型均有所提高,且时间序列越往后的预测值,精度越高。     

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。     

时变参数PGM（1,1）模型在变形监测中的应用研究

给出了时变参数PGM（1,1）模型的数值解法,比较了其与GM（1,1）、PGM（1,1）模型的预测精度,分析了灰区间作为预测结果的可靠性。     

自适应变异粒子群优化灰色模型在变形分析中的应用

标准灰色模型GM(1,1)以序列第一个分量作为初始条件进行灰色微分建模,未能充分利用序列中的新信息;其背景值的构造本质上采用了数值积分中的梯形法,精度不高。针对上述缺点,提出一种基于粒子群算法的灰色预测模型,即PSOGM(1,1)模型,对初始值和背景值参数进行优化,并将模型应用于岩体变形分析中。计算结果表明,PSOGM(1,1)模型具有较高的预测精度,可作为变形分析的一种新方法。     

改进的GM(1,1)模型在公路隧道沉降预测中的应用

根据灰色系统理论,可以将公路隧道的沉降过程看做一个灰色系统。本文对传统的GM(1,1)模型中的初始值、背景值进行改进,得到改进的GM(1,1)模型,并将其应用到公路隧道的沉降预测中。通过实例验证,改进的GM(1,1)模型的模拟和预测精度比传统的GM(1,1)模型有显著提高。     

灰色-小波神经网络支持下对地铁工程沉降变形的预测

变形监测是安全化工程施工和管理的重要内容，贯穿于项目的设计、施工和运行，对监测的沉降数据进行处理，并预测沉降量，提前对工程作出安全预警，有很重要的实际意义。本文基于GM（1，1）灰色模型、小波分析和神经网络结合的相关理论，借助Matlab软件编程，建立了灰色-小波神经网络变形预测网络模型。结合工程实例，将建立的变形预测网络模型应用于累积沉降量观测数据，结果表明组合模型具有很稳定的预测效果，比单独的GM（1，1）灰色模型预测准确度高，且训练样本越多，预测越符合实际情况。     

小浪底水利枢纽大坝变形的灰色预测模型

在分析大坝变形预测方法的基础上,首次运用灰色理论和方法通过模型的建立、模型精度检验过程得出用于预测大坝变形的GM(1,1)模型,并用该模型对小浪底水利枢纽大坝坝顶视准线部分监测点的变形量进行了预测,预测取得比较满意的结果,证明此模型在实际工程中应用是可行的,同时为大坝安全运行提供了重要的依据。     

灰色GM(1,1)模型在高铁线下工程沉降变形预测中的应用

讨论了GM(1,1)预报模型的建立及应用问题,并通过对贵广铁路某高架桥沉降变形数据进行研究,结果表明,利用GM(1,1)建模进行预报具有理论的可行性和现实意义,说明灰色理论在线下工程沉降变形监测中具有实用价值。     

建筑物沉降监测中的改进灰色模型

针对传统非等间距GM(1,1)模型在建筑物沉降监测中预测精度不够高的问题,提出了一种新的非等间距GM(1,1)建模方法。此法基于初始条件改进及把灰色微分方程的白化方程中的灰导数用离散形式进行表示的改进相结合、提高非等间距GM(1,1)模型的建模精度。结合桂林市某广场的集商用、住房于一体的高层建筑的沉降变形监测实例,将本模型的沉降预测的结果同文献中另一非等间距GM(1,1)改进方法进行对比分析和检验,充分验证了建筑物沉降变形分析预报中本模型方法的可行性和优越性,对进一步促进非等间距GM(1,1)模型在沉降变形预测中的应用起到了积极的作用。     

灰色动态预测方法及其在变形预测中的应用

在分析比较了ＧＭ（１，１）预测模型的不足之后，提出一种实时引入新信息的等维新息和等维灰数递补组合动态预测方法。首先同常规预测法作了比较，然后进行了三峡链子崖危岩体变形发展趋势预测及有效性验证。