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实时灰度预测在大坝变形预测中的应用

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  • 发布时间:2014-08-08
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大坝变形预测对于大坝的维护和降状况分析具有十分重要的意义,对保护人民生命财产安全起到了十分积极的作用。目前对于大坝变形预测模型主要还是线性模型和简单灰度预测模型。由于大坝变形 的原因很复杂,受到很多因素的影响。因此,单单依靠线性模型或者是-般非线性模型不能很好起到拟合预测的效果。本文提出的是-种实时灰度预测方法,它通过对每个观测值的实时处理,能够有效拟合预测大坝的变形量。

1 灰度预测模型首先,需要建立灰度预测模型GM1,1,灰度预测模型的建立分为两个步骤 J:1设时间序列有n个初始观测值,X 。1,X 2,,。 n,累加生成新序列 X”X 1,X 2,,Xn,可以得到相应的微分方程如下:dXC0: 1:。 姒 -其中,o为发展灰数; 为内生控制灰数。

2设 为待定参数,ot- l,再利用最小二乘法求解♀得: , 露TB- BTl, 。

求解微分方程,即可得预测模型: 1: 1- e 0'l,2,,因为变形观测是-个时间序列,得到预测模型参数后,之后的k1时刻的预测值Xk1可以由下列公式得到:Xk1x” k1 ” 。

2 实时灰度预测方法实时灰度预测实质上就是得到的灰度模型只预测-个预测值,而对于每-个新得到的观测值都再进行-次灰度模型的建立,这样来实时地预测每-个观测量。流程如图1所示。先选-批观测值,生成初始观测时间序列 t-q1,Xt~q,,xt,利用GM1,1模型预测t1时刻的值x t1,在得到t1时刻的观测值Xt1之后,从初始观测时间序列中移除xt-q1,添加 t1,生成新的时间序列。依次不断进行下去,达到实时预测的效果 。

3 实例检验考虑到大坝变形监测有-定的周期性,所以-开始选择l2个月份的变形数据来作为初始序列,然后保持序列中数据量始终为12个。运用简单灰度预测方法和文中讨论的实时灰度预测方法,分别对于某大坝变形监测量进行预测分析,得到的数据如表 1所示 。

图 1 实时灰度预测流程图表1 预测数据与实测数据实际观测 简单灰度 相对误差 实时灰度 相对误差 月份值/em 预测值/em % 预测值 %1O 66 15 64.58 2.367 64.58 2.36511 66.53 64.75 2.671 65.37 1.74412 66.97 64.92 3 O58 66.15 1.2231 66.53 64.92 2.16l 66.9l 0.5752 66.48 65.26 1 831 67.29 1.2l53 66.48 65.43 1.574 67.46 1.4814 66.48 65.60 1.3l7 67.62 1.7195 68.5 65.78 3 976 67.74 l 1046 69.75 65.95 5.451 67.74 2.6o37 68.88 66.12 4.oo6 69.O8 0.29l8 69.75 66.29 4.955 69.o3 1.0379 72.4 66.47 8.194 69.70 2.O6310 75.1 66.64 l1.264 71.2l 5.18411 76.3l 66.82 12.442 73.49 3.697l2 76.2 66.99 12.086 75.85 0.4591 75.79 67.16 l1.380 77.49 2.2392 76.74 67.34 l2.247 78.36 2.1183 76.31 67.52 11.522 79.08 3.6364 76.99 67.69 12.0l7 4 79.06 2.6965 79.71 67.87 14 852 79.26 0.5396 81.38 68.O5 16 382 8O.33 1.2897 82.8 68.23 17.60o 81.28 1.8418 84.28 68.40 l8.357 82.27 2.3869 85.75 68.58 20 018 83.73 2.358分析表 1的数据,简单灰度预测值的相对误差会随时间累积,而实时灰度预测的相对误差不受时间的影响。绝对误差是预测值和实测值之间的差值,为了直观地反映两种方法的绝对误差,可以将预测数据和实测数据绘制成直观的曲线对比图,如图2,图3所示位于下方的曲线是实测数据。

4 结语收稿日期:2013-08-30 ★:国家自然科学基金项目项目编号:41201380作者简介:吴国超1990.,男,在读硕士; 李全海1964-,男,博士生导师,教授 ; 鲍文月1989-,女,在读硕士第 39卷 第31期2 0 1 3年 1 1月山 西 建 筑SHANX ARCHTEC tUREVo139 No.31Nov. 2013 ·l95·文章编号 :1009·6825201331-0195-02关于公路工程施工测量控制方法的思考籍 钦 国晋中公路分局,山西 晋中 030600摘 要:结合公路工程施工测量的目的,对道路施工测量的工作内容及方法进行了介绍,并对测量中存在的问题进行了总结,提出了施工测量的控制措施,以期使测量工作达到高效率、高质量的效果。

关键词:测量,控制,公路,质量中图分类号:U412.24 文献标识码:A1 施工测量的目的及其重要性测量的精确关系着道路基础设施建设阶段的质量,对项 目的整体质量起着至关重要的作用。在道路建设中,首先要确定测量放样的位置,才能做好基础设施和现池制。这-步非常重要,它影响着测量的准确度与精度,直接关系到整体质量的好坏。-旦测量出现错误,将会影响到整个项 目施工进度和总体质量。

施工测量的目的是使线路 图纸的各种元素准确设计到测量范围,并通过图纸 ,按照相关要求规定指导施工 ,为道路基川设提供安全的测绘工作。从而达到高效率、高质量、安全、经济利益的目的。因此,必须做到以下几点:1施工测量是-个复杂和细致的工作,稍有不慎,可能会产生错误。如果发生错误 ,将影响下-步的工作,甚至影响到测量0 5 10 15O 5 10 15 2O图2 简单灰度预测数据与实测数据对比图0 5 1O l5 200图 3 实时灰度预测数据与实测数据对比图通过实例分析可以看出,-般的灰度预测方法预测 的数据与实测数据随着时间的推移 ,差别越来越大,而实时灰度预测方法预结果。

2测量人员应树立严谨的科学态度。为了确保准确和可靠的测量结果,测量与计算工作必须持之以恒 ,-步-步的检查、督促。如果结果不满足技术要求,就再次测试 ,以确保测量的精度。

3测量人员和施工人员需要密切合作 ,让施工人员了解项 目进展情况和测量项目的不同要求,及时提供相关信息,在工作时间内紧张有序的完成任务。

4各种测量仪器和设备,是测量人员必不可少的工具,必须维修和保养。让设备保持良好状态 ,为随时准备测量工作提供服务,保证施工顺利进行。

2 道路施工测量的工作内容及方法道路施工测量工作包括:控制网测量和测试 、中线恢复 、界限测的数据则很好地避免了这种情况。通过对 比图也可以直观看出,实时灰度预测方法预测的数据与实测数据吻合度很高,说明了该方法的有效性。同时,该方法还有利于编程实现 ,通过不断传输实测数据 ,可以实现大坝变形的自动监测。如果加入设定的阈值条件 ,还可以实现大坝变形监测的实时预警,有很重要的实用价值。该方法还有很大改进空间,例如和其他预测模型相结合,达到对特定的数据类型进行更高精度地预测。

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