非等时距MGM(1,m)模型在高速公路沉降预测中的应用

分别以Lagrange插值法和三次样条曲线法为基础,利用灰色理论建立高速公路沉降预测的非等时距GM(1,m)模型。分析比较MGM(1,m)与GM(1,1)模型精度,基于非等时距的MGM(1,3)模型沉降预测结果与实测情况吻合较好,拟合与预测精度也比非等时距GM(1,1)的精度高,非等时距的序列转换采用Lagrange插值函数法和三次样条曲线法求得,对于此次工程数据采用三次样条曲线法较Lagrange插值函数法精度高。     

结合三次样条和时序模型的桥墩沉降预测

在时间序列模型中,等时间序列模型建模过程简单,预报准确,但观测时间是不等间隔的;三次样条插值可以对一定的区间进行有效内插,得到等时间间隔的拟合数据。针对两种模型的优点,该文结合等时间序列模型和三次样条插值进行高铁桥墩的沉降预测。首先通过三次样条插值将数据进行等时间间隔处理,然后利用得到的数据建立时间序列模型,最后通过三次样条插值求得相应观测时间的预测值。以某高铁桥墩沉降的观测点为例,分别进行原始数据时间序列建模以及三次样条插值和等时间序列组合模型建模。实验结果证明,组合模型的预测精度更高。     

基于原始序列的灰色预测模型

针对原始序列平滑处理和用直线斜率代替t=k+1/2时刻导数两方面的问题,该文在分析GM(1,1)建模过程和原理的基础上,应用中心逼近原理,提出了基于原始序列的灰色预测模型OGM(1,1)。对于严格呈指数增长趋势的原始序列,通过平滑处理使其更利于建模,再通过累减获得新的初始序列,建立OGM(1,1)模型。通过对高增长、低增长和缓慢递减3种类型实测数据序列验证分析,比较GM(1,1)、PGM(1,1)和OGM(1,1)3种模型在变形监测数据处理中的拟合和预测结果,结果表明OGM(1,1)模型拟合效果更好、预测精度更高。     

基于 Markov 理论的加权非等距GM（1，1）预测优化模型

背景值的构造方法是影响加权非等距GM(1,1)预测模型的精度和适应性的关键因素。文中通过等分函数法构造新的背景值对传统的加权非等距GM(1,1)模型进行优化,优化后的模型使其同时适应于高增长指数序列和低增长指数序列,提高传统模型的预测精度和适应性能力。但是优化后的模型依然易受建模数据随机扰动影响。马尔科夫(Markov)模型具有削弱建模数据的随机扰动性的优势。基于此,将优化的加权非等距GM(1,1)模型和Markov理论有机结合,构建优化的加权非等距Markov-GM(1,1)预测模型。最后,结合秀山湖二期工程的变形实测数据,运用新陈代谢的计算模式进行预测验证。结果表明:优化的加权非等距Markov-GM(1,1)预测模型的拟合和预测精度都优于传统的加权非等距GM(1,1)预测模型,新的预测模型的适用性更强,具有实际的参考价值。     

非等间距WGM-AR模型在基坑周边建筑物沉降预测中的应用

非等间距GM（1,1）模型在不等时间间隔序列的趋势分析和预测方面具有重要作用,在此基础上,提出一种基于非等间距加权GM（1,1）模型和自回归AR（p）模型相结合的非等间距加权灰色自回归模型（非等间距WGM-AR模型）.将基坑周边建筑物沉降监测数据视为具有确定趋势的非等时间序列,对序列进行平滑处理,利用非等间距加权GM（1,1）模型提取该时序中的确定性趋势项,用自回归AR（p）模型分析生成的等间距序列中的随机项,并采用内插法得到沉降监测序列的随机项.将组合模型与非等间距GM（1,1）模型计算结果对比分析,结果表明,组合模型具有更高的预测精度,在基坑周边建筑物沉降预测中具有较高的应用价值.     

K-GM（1，1）模型在岩体变形监测中的应用

传统GM （1,1）模型存在着长期预测效果差、模型精度不高等问题,卡尔曼滤波能够排除建模过程中随机干扰因素,滤波值能够反映更真实的数据情况。为了能更好地提高变形监测的预测精度,基于传统GM （1,1）模型和卡尔曼滤波,提出K‐GM （1,1）模型,利用该模型对岩体变形监测数据进行建模预测,并与传统GM （1,1）模型预测结果进行对比分析,结果表明,K‐GM （1,1）模型具有较高的预测精度,可作为变形监测的一种新方法。     

基于插值指数平滑组合模型对深基坑沉降的预测研究

深基坑测量在较短周期内获得的观测数据所建立的预测模型,往往不能有效地体现出深基坑非线性变形的特点。通过对深基坑实测,本文提出先使用三次样条插值法,对原始观测数据做预处理,以凸显数据的非线性特点,再使用三次指数平滑法建立串联式组合预测模型,并对沉降趋势做预测。结果表明,这种串联式组合预测模型适用于基坑沉降变形的非线性特点,相比单一的指数平滑法建立的预测模型,提高了初值拟合精度,使预测精度更高。     

非等间距GM(1,1)建模方法对比分析及应用

非等间距GM(1,1)模型为实际工程变形监测中不等间距观测数据的处理提供较好的解决途径。文中以两种非等间距GM(1,1)建模方法为研究对象,通过工程实例的对比分析与实际应用,讨论两种模型的建模差异,给出模型精度与预测评价,提出选择非等间距GM(1,1)建模方法的参考建议。     

灰色模型在非等步长变形监测数据处理中的应用

常规变形监测数据处理中的GM(1,1)灰色模型是以等时间间隔观测值为原始序列,经一次累加处理,建立生成数列的一阶微分方程,并利用最小二乘求解未知参数的建模方法;但实际监测过程中,因受诸多因素影响,采集到的原始数据多呈现非等间隔分布,引入时间权重思想建立改进的GM(1,1)灰色模型,通过对沉降数据进行建模分析及精度检验,扩大了灰色模型的适用范围,验证了该模型的可靠性和科学性。     

基于小波去噪的非等间隔变形监测数据GM(1,1)预测方法研究

在小波去噪和非等间隔GM(1,1)的基础上提出基于小波去噪的非等间隔GM(1,1)组合模型的预测方法,并且通过矿区实测数据模拟实验对三种方法进行对比分析。结果表明,小波去噪的模拟精度高于非等间隔GM(1,1),组合模型的预计精度高于单独使用非等间隔GM(1,1),验证了该方法的实用性和可靠性。     

GNSS 监测数据预处理在变形预测中的应用

GNSS监测技术被广泛应用于变形监测工作中,但GNSS监测数据中会有缺失值、噪声等误差的存在,对预测结果造成影响。引入改进的小波神经网络模型进行变形预测,并考虑该模型的自适应性和容错性,分别采用三次样条插值法、小波滤波法和拉依达准则对原始监测数据进行缺失值填补、去噪和粗差剔除等预处理。并利用实际监测数据进行短期预报分析,对比原始监测数据和预处理后的监测数据的预测结果,结果表明预处理后的监测数据的预测效果更好。     

基于MATLAB的铁路路基沉降预测优化方法

高速铁路路基的工后沉降严重影响着行车安全。在已有的预测模型中,所采用的初始数据往往不能满足等时间周期采集,而且还会伴随着一系列不可避免的观测误差,模型本身的误差累计,不能进行长期预测。文中利用最小二乘原理对初始值进行拟合改进,采用Lagrange插值方法将非等间隔序列转为等间隔序列,并基于新陈更替GM(1,1)模型利用MATLAB建立沉降预测模型;在此基础上,提出对模型残差进行GM改正以提高模型精度的方法。研究表明,通过对初始值序列改正后的模型具有较好的适应性,优化改进后的模型预测误差小,预测精度优于新陈更替GM(1,1)模型。     

灰色-马尔科夫模型在大坝内部变形预测中的应用

传统的灰色-马尔科夫模型一般都是等时距的。针对样本不能满足等时距的需要,通过一定方法将样本等时距化,用多变量灰色模型MGM(1,n)与马尔科夫转移矩阵相结合对等时距样本进行建模,建立非等时距的灰色-马尔科夫模型。文中结合某大坝内部水平位移实测数据,用此模型进行建模。结果表明,灰色-马尔科夫模型不仅比灰色模型的拟合精度高,而且提高了预测精度。     

变权组合模型两种定权方法精度探讨

以指数曲线模型和泊松曲线模型为基础,对基于绝对误差平方和最小与绝对误差绝对值之和最小的两种定权方法进行比较分析,分别对两种模型进行变权组合。文中就确定最佳变权系数的方法进行分析研究,并以某大楼的等时距沉降观测数据为例进行验证,最后得出两种定权方法拟合精度大致相等。     

大冶铁矿露天采场位移监测数据预处理技术

作为预警与决策主要依据的位移监测数据,存在非均匀时段观测、数据丢失和因观测误差剔除等问题。采用一元线型回归、三次样条的方法对观测数据进行预处理,比较处理结论,为预测判据提供科学的基础数据。     

EM算法的二次曲面拟合在GNSS高程的研究

GNSS高程拟合常用的是二次曲面拟合法,该方法需要控制点位分布均匀,针对实际作业中受观测条件的影响部分控制点位数据无法获取,影响到GNSS高程测量精度问题,引入期望极大算法(EM算法),提出高斯分布下的EM算法与二次曲面拟合法相结合的组合算法模型,运用高斯分布下的EM算法的二次曲面拟合法对缺失数据的控制点进行建模分析。该组合算法可以获得缺失数据下未知参数的最佳估值,可有效提高水平面的拟合精度。将某区域的高程拟合控制点作为实验数据,结果表明,组合算法模型可以对缺失数据进行高程拟合,检核点最大误差为0.8 cm,组合模型拟合精度较高。     

不等时距灰色模型在深基坑变形预测中的应用

传统的灰色模型多适用于等间距序列监测数据的模拟预测,而实际上由于各种原因往往使所获得的监测数据是不等时距的。研究了基于不等时距灰色预测方法的深基坑变形预测模型,应用深基坑工程变形的实际监测资料,对其预测精度及可行性进行了充分的分析比较与论证。结果表明,不等时距灰色模型预测深基坑变形的精度及可信度较高。     

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。