基于多尺度自回归模型体系的混凝土坝位移预报及工程应用

针对混凝土坝位移监测数据的时频非线性特征严重影响到数值模型预报精度的难题,通过小波技术解析原型数据中多重交叉环境驱动的效应实况,有机结合非线性自回归模型(Nonlinear Autoregressive Model with Exogenous Input, NARX)和差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA),建立了多尺度组合机制下的自回归模型体系,解决了内蕴复杂混沌特性的监测序列的信息挖掘难点。工程实例分析表明,所建模型的拟合精度及预测能力均得以提升,相比于传统模型具有较好的抗噪性和鲁棒性。此外,所建立的计算模型经一定的优化和拓展,亦可推广应用于其它水工建筑物的效应预报分析。     

基于监测时序分解再重构的混凝土拱坝位移预测组合模型

针对混凝土拱坝变形机理的复杂性与测值的高度非线性,为提升模型的预测能力,提出了一种融合残差有效成分的混凝土拱坝变形预测组合模型。鉴于统计模型无法有效联系筑坝材料性能演变对大坝变形的影响,结合有限元方法计算水压分量进而构建混合模型;同时,考虑到混合模型残差序列的混沌与周期性特征,应用集合经验模式分解(EEMD)将其解构为具有不同时域特征的本征模态分量,进一步综合粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)和季节性差分自回归积分滑动平均模型(SARIMA)模型对所解构的高频与低频信号分别建模预测,据此构建了变形组合预测模型。工程实例分析表明,较常规监控模型,所建组合模型拟合与预测能力更优,有效验证了所建模型的合理性与可行性,可为大坝变形监测数据分析与预测提供新的技术支撑。