引入修正因子的非等时距时变参数灰色预测模型及应用

边坡系统是一类典型的复杂灰色系统,由于其位移监测数据离散程度较高,因此应用经典灰色预测模型往往会出现预测值偏差较大的情况。本文针对经典灰色预测模型GM(1,1)的不足,依据灰色系统理论信息处理原则,在灰色预测模型中引入Legendre时变参数,建立了非等时距时变参数边坡位移的灰色预测模型,并在计算过程中引入修正因子修正预测结果,根据后验方差比C的大小确定修正因子λ的取值,从而确定引入修正因子后边坡位移预测的整体最优化值,提高预测精度。此位移预测模型充分考虑了预测系统的时变性和灰色性,降低了预测系统的整体预测误差。由于文中预测实例的监测数据及测试时间间隔均有较大离散性,因此应用此模型进行预测较为合理。实例计算表明:预测模型可以较好的模拟已测数据并对边坡位移的短、中期变化有较为理想的预测效果。     

时变参数预测模型及其在沉降预测中的应用

在灰色GM(1.1)模型的基础上,建立了非等时距的时变参数灰色预测模型。模型参数假定是时间的连续函数,并表示成多项式形式,根据前期已有的信息,采用最小二乘法确定参数多项式中的待定系数,可得参数的预测公式,然后根据参数预测公式来建立响应的预测公式,即时变参数预测模型。最后将此模型应用于沉降预测,实例计算表明时变参数预测模型有望提高沉降的预测精度。     

改进残差修正GM(1,1)模型在基础沉降预测中的应用

普通的灰色残差修正GM(1,1)模型利用差分代替微分,并用原始数据第一个点的值作为时间响应函数的初始值C0,从而给预测带来了一定的误差。本文用多项式逼近法对残差修正GM(1,1)模型进行了改进,并增加了一个初始值参数;还通过一个基础沉降预测的工程实例,对此模型与普通残差修正GM(1,1)模型进行对比。沉降预测结果表明,改进后的模型明显提高了精度,更加适合于基础沉降的预测,具有较好的准确性和工程应用价值。     

动态残差修正的新陈代谢灰色模型在沉降预测中的应用

在原始传统GM(1,1)和新陈代谢动态灰色模型的基础上,建立了傅里叶变换修正动态残差的新陈代谢灰色模型。结合工程实例沉降数据,用原始传统灰色模型、新陈代谢灰色模型、动态残差修正的新陈代谢GM(1,1)三种模型进行短期和中长期沉降预测分析比较,结果动态残差修正的新陈代谢GM(1,1)模型比动态灰色模型、原始传统灰色模型的预测精度均有所提高,并有一定的收敛性和较好的预测效果,为今后的沉降预测评估提供了一定的参考。     

地基沉降预测的两种灰色模型与Asaoka法

Asaoka法、GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型都是地基沉降预测中的常用模型。通过分析Asaoka方程与两种灰色模型之间的联系,指出灰色模型理论与Asaoka法一阶微分方程具有一致性,可以利用GM(1,1)模型代替Asaoka法进行沉降预测;灰色Verhulst模型是参数收敛的时变参数Asaoka方程。分析指出三种方法都存在两点不足,即只能应用于等时距沉降数据分析以及参数求解精度还可以进一步提高,从而建立了改进的GM(1,1)模型和改进的灰色Verhulst模型,最后通过工程实例说明了改进灰色模型的具体应用。     

矿区地表沉降灰色系统预测模型适用性——以陕西榆家梁煤矿为例

灰色系统理论模型是矿区地表沉降预测的重要方法之一,针对各种灰色系统理论模型在矿区地表沉降预测中的适用性问题,该文以灰色数列模型、GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型为地表沉降预测模型,以陕西神木县榆家梁煤矿综采工作面地表沉降监测数据为数据源,开展了灰色系统理论模型预测对比研究.同时,以后验差比C和小误差概率P对...     

基于TGM-ARMA模型的地铁隧道结构沉降预测分析

地铁隧道结构沉降主要受土层状况、地下水位、轨道荷载及周边环境等诸多因素影响,机理复杂,随机性强,而且随时间不断变化,难以用固定的数学模型表示,是一个非平稳的过程。据此,结合以灰色系统理论为基础的TGM(1,1)模型和以时间序列为基础的ARMA(n,m)模型各自的特点,建立了时变参数灰序模型TGM(1,1)-ARMA(n,m),并对地铁隧道主体结构沉降进行了分析与预报,结果表明时变参数灰序模型预测精度较高,且适用于中长期预测。因此,该组合模型在地铁隧道结构沉降预测分析中有较强的适用性,具有一定的应用价值。     

灰色系统理论在桩基竖向荷载试验中的预测应用研究

桩基极限承载力是基础设计及施工指导所需的重要参数,但是实际工程中将桩基加载至极限破坏状态极其困难。灰色系统理论作为一种新型预测方法,不仅可实现对桩基加载破坏时极限承载力的预测,且具有所需数据量少、预测精度高等特点。文中以桩基的竖向荷载静载试验中各级荷载作用下的荷载和沉降为研究对象,分析建立了基于灰色系统理论的预测模型,并用于预测桩基试验的荷载沉降规律。结果表明,灰色系统理论预测的沉降曲线与不同桩长的桩基础加载试验的实测沉降曲线间的误差较小,尽管灰色系统理论在不同桩长的预测规律误差方面有所差异,但灰色系统理论在桩基预测的整体预测效果上较为理想且具有较好的适用性。     

灰色系统理论在桩基竖向荷载试验中的预测应用研究

桩基极限承载力是基础设计及施工指导所需的重要参数,但是实际工程中将桩基加载至极限破坏状态极其困难。灰色系统理论作为一种新型预测方法,不仅可实现对桩基加载破坏时极限承载力的预测,且具有所需数据量少、预测精度高等特点。以桩基的竖向荷载静载试验中各级荷载作用下的荷载和沉降为研究对象,分析建立了基于灰色系统理论的预测模型,并用于预测桩基试验的荷载沉降规律。结果表明:灰色系统理论预测的沉降曲线与不同桩长的桩基础加载试验的实测沉降曲线间的误差较小,尽管灰色系统理论在不同桩长的预测规律误差方面有所差异,但灰色系统理论在桩基预测的整体预测效果上较为理想且具有较好的适用性。     

改进的GM(1,1)模型在地铁运营隧道的沉降预测分析

工程监测中常用灰色系统的GM(1,1)模型对建(构)筑物沉降进行预测分析,但由于GM(1,1)模型本身的局限性,其预测往往存在较大误差,为了提高GM(1,1)模型在预测分析上的准确性,本文提出采用利用残差修正的方法对GM(1,1)模型进行改进,并利用该改进模型对地铁运营隧道的沉降进行预测分析,实验证明该方法相对于传统的...     

施工项目成本的灰色预测

灰色预测是根据过去的及现在已知的或非确定的信息建立的一个从过去引申到未来的灰色模型，从而确定系统未来发展变化的趋势，并为规划、决策提供依据．运用灰色预测理论，结合施工项目成本的历史发展趋势，建立了施工项目成本的GM(1，1)预测模型，为了进一步提高预测精度，建立了单段函数残差辩识模型．并通过工程实例，阐述了施工项目成本预测的操作程序．     

悬臂施工的连续梁桥的应力监控分析和研究

对于悬臂施工中的连续梁桥,传统的监控方法缺乏对于应力发展趋势的有效预测。本研究将灰色理论引入应力监控,依据武汉黄陂滠水大桥控制截面应力实测序列建立了多个灰色GM（1,1）模型,预测了桥梁应力随施工进程的发展变化。各灰色模型的后验差检验精度合格,应力全量实测与模型响应序列变化规律相近,说明灰色理论具有实际应用价值。采用滚动优化方法修正后,灰色模型的预测结果与测试结果吻合较好,这说明滚动式GM（1,1）灰色模型具有较高的自适应性。     

Pavement Smoothness Prediction Based on Fuzzy and Gray Theories

Abstract: Pavement smoothness has been recognized as one of the measures of pavement performance. In the Mechanistic‐Empirical Pavement Design Guide (MEPDG), pavement smoothness indicated by the International Roughness Index (IRI) was predicted based on various distresses using traditional regression analysis approaches. Recognizing the limitations of linear regression method, a Gray Theory‐based technique was previously proposed by the authors for the development of pavement smoothness prediction models. In this article, instead of using the conventional least squares method to determine the coefficients for gray prediction models, fuzzy regression method is proposed to solve this gray problem. With pavement IRI and distresses data exported from the Long Term Pavement Performance (LTPP) database, Fuzzy and Gray Model (FGM)‐based smoothness predictions are established using influencing factors similar to those in MEPDG. Based on the comparisons among results originated from MEPDG models, conventional GM models, FGM models, and actual LTPP data, it is shown that the Gray Theory‐based prediction methods with fuzzy regression for estimating model coefficients provide promising results and are useful for modeling pavement performance.     

基于灰色马尔可夫链的深基坑沉降预测

深基坑工程是集岩土工程和结构工程于一体的复杂系统工程,影响因素众多,其位移变化具有较大的不确定性和很强的非线性动力学演化特征。因此,利用传统方法对其位移规律建立满意准确的数学模型非常困难。利用灰色GM(1,1)模型来体现其灰色性,用马尔可夫动态过程来反映系统受影响的随机性。工程实例表明,利用灰色马尔可夫链对深基坑沉降变形进行预测是可行的。     

地基极限承载力的灰色预测

本文提出利用过去大量没有加载至破坏阶段的载荷试验成果，用灰色理论预测其极限承载力，用于铁道部地基可靠度规改中，以节省试验费用。大量的统计分析表明灰色理论预测极限承载力的精度较其它方法高。     

水泥深层搅拌桩极限承载力的灰色预测

］利用过去大量载荷试验成果和较少的沉降观测数据,用灰色理论预测水泥深层搅拌桩的极限承载力,以减少测试时间,节约试验费用。具有较高的精度和使用价值。     

基于灰色模型的软土路基沉降预测及误差分析

针对高速公路软基处理断面的工后沉降预测问题,系统介绍了R．Usher灰色模型预测方法,并探讨了计算起始时间和恒载时间的长短对推算结果的影响。研究结果表明,选择较长的恒载期的观测数据,且起始时间点越接近恒载阶段的末端,预测误差越小。以某高速公路21个软基处理断面的实测沉降资料为基础,应用R．Usher灰色模型进行了工后沉降预测误差分析,探讨了该方法对于不同处理方式软土路基的适用性和推测精度。研究表明,R．Usher灰色模型预测方法的推算结果与实测值相比偏大,该方法较适用于塑料排水板欠载预压处理断面的工后沉降推算,而对于搅拌桩处理断面而言,其推算结果可能明显偏大。     

城市供水管网漏损时间的预测模型研究

城市供水企业迫切需要加强给水管网的漏损管理，以减少漏损水量和提高经济效益。在对华北某市供水管网漏损数据进行统计和分析的基础上，按照管段实际发生漏损次数分两种情况建立了供水管网漏损时间的预测模型，对漏损次数≤4次的管段采用基于SAS系统的多元线性回归方法，对漏损次数〉4次的管段则采用灰色预测方法。经实例验证，多元线性回归方法预测的平均相对误差为21％，灰色预测方法预测的平均相对误差〈6％，整套模型的精度可满足城市供水管网漏损宏观管理的需要，能够提高管网漏损防治的效率。