改进的不等时距灰色马尔科夫模型在边坡位移预测中的应用

研究了改进的不等时距灰色马尔科夫模型在边坡位移预测中的应用,先用S型函数对厦门某边坡的实测数据进行平滑处理,然后用平滑后的数据建立不等时距灰色GM(1,1)模型,最后用改进的计算公式求得马尔科夫模拟值和预测值。结果表明改进后的不等时距灰色马尔科夫GM(1,1)模型的拟合精度和预测精度有了很大的提高,对边坡稳定性预测有一定的参考价值。     

大坝沉降变形的灰色预测分析研究

用实测沉降资料预测大坝沉降过程是目前国内外大坝沉降变形监测分析中常采用的一种方法,包括双曲线拟合法、指数曲线拟合法和基于灰色理论的GM(1,1)模型预测方法。由于灰色理论在预测时不需要较长的观测数列,且能通过动态预测模型,最大程度的反映新信息在预测中的作用,因此在沉降变形预测方面具有很大的优势。本文针对目前大坝沉降变形GM(1,1)预测分析中存在的一些问题,根据大坝沉降变形的特点,分析了沉降观测数据列长度、观测时间的不等步长性、数据累加方式等对建模预测精度的影响,探讨了用灰色等维预测模型动态预测非稳态沉降变形过程的方法,提出了灰色等维动态预测模型的维数尺度标准。     

GM（1，1）在软基海堤沉降预测中的应用

结合工程实例,以灰色理论为基础,建立GM（1,1）模型,利用前期较少的观测样本建立了数列,进行海堤沉降预测,并与实测数据进行比较。结果表明,当样本选取合适且数量足够时,GM（1,1）模型可获得较精确的预测结果。     

基于灰色理论的预应力锚索抗滑桩预应力损失预测分析

运用灰色理论对预应力锚索抗滑桩预应力监测数据进行分析,建立GM(1,1)模型和改进的GM(1,1)模型,对锚索预应力变化进行预测。GM(1,1)模型与改进的GM(1,1)模型预测结果与实际监测结果均吻合良好,均能够达到合格的标准,并且改进的GM(1,1)模型比GM(1,1)模型计算精度要高。基于灰色理论的预应力锚索抗滑桩预应力损失预测是可行而实用的,具有较高的可靠性,灰色预测较为客观地反映了工程实际情况,对边坡稳定的预测预报有一定的参考价值。     

边坡变形灰色监测模型中时间项的应用

为揭示边坡变形规律、保障边坡安全,采用监测模型对变形监测资料加以分析是一项重要工作.边坡变形的时间效应非常明显,为提高灰色监测模型对边坡不同变形规律的适应性、提高模型拟合和预测能力,探讨在灰色监测模型中加入时间项,对GM(1,1,t)模型和考虑时间项的GM(1,h)模型进行了分析,并通过某水利工程高边坡实例比较,证明时间项在边坡变形灰色监测模型中的应用具有良好的拟合预测效果和更广泛的适用性.     

灰色系统模型在大坝变形预测中的应用

为解决大坝安全监测中变形预测的问题,以某大坝坝顶监测数据为例,介绍了灰色GM模型预测的基本方法,采用MATLAB程序建立了GM（1,1）和GM（2,1）模型,分别对某大坝坝顶视准线部分监测点的变形量进行了预测。将预测值与实测值进行对比分析可知：采用GM（1,1）和GM（2,1）模型得到的预测结果均能很好地拟合实测值,预测精度高,利用该模型在实际工程中加以应用是可行的。     

大坝沉降的灰色预测

根据灰色系统理论的相关知识,建立了小浪底大坝坝顶视准线监测点沉降变形的GM（1,1）模型,并用该模型对大坝沉降变形量进行了预测,结果表明,灰色模型可以较准确地预测大坝的沉降变形量。在实际预测过程中,应不断代入新测的沉降值,调整或更新GM（1,1）模型,以提高预测精度。     

基于灰色模型的基坑变形预测评价

基坑开挖施工必然会引起基坑以及支护结构的变形稳定问题,采用灰色系统预测理论建立了深基坑变形的非等时距GM(1,1)预测模型,利用某工程实例的实际监测数据对基坑各阶段的变形进行预测,通过对预测成果与实际值的对比分析,对应用灰色模型预测基坑变形给予了评价。     

基于灰色理论的瀑布沟库首拉裂体变形分析

为了及时发现水库工程隐患,了解边坡变形规律,掌握边坡稳定性态,通过少量原始数据采用灰色系统理论建立了瀑布沟水库库首拉裂体变形监测GM(1,1)模型.通过对模拟预测值精度的检验和评价,表明模型具有良好的预测效果和预测等级,为判断边坡稳定性提供了重要的参考依据,能够在实际工程中得到很好的应用.     

基于加权灰色-马尔可夫链模型的城市需水预测

城市需水量预测是区域水资源规划及优化配置的基础内容。在基于灰色GM(1,1)模型预测城市需水量总体趋势的基础上,引入加权马尔可夫链预测理论,建立了加权灰色马尔可夫GM(1,1)预测模型。该模型既考虑了GM(1,1)模型较强的处理单调数列的特性,又考虑了通过相对误差的状态转移概率矩阵的变换提取数据随机波动响应的特点。成都市城市需水量预测结果表明:加权灰色马尔可夫GM(1,1)模型充分利用需水量数据给予的信息,实现了对相对误差的状态转移的预测,并提高了修正灰色模型预测值的精度;通过与其它2种灰色预测模型预测结果比较,加权灰色马尔可夫GM(1,1)模型精度更高,预测得到2012年和2013年成都市城市需水量分别为74 250.91万m³和79 818.34万m³,呈明显增长趋势。因此该模型提高了随机波动较大数据序列的预测精度,拓宽了传统灰色模型预测的应用范围,更具科学性。     

变形预测的一种最优线性组合模型

介绍了灰色GM(1,1)、时间序列和非线性组合模型的基本概念,讨论了最优线性组合模型的定义及其权系数的求解方法。结合某大坝变形监测数据,建立了基于灰色与时间序列的非线性组合模型和最优线性组合模型,以及基于灰色、时间序列与非线性组合的最优线性组合模型,并把这3种组合模型的预测结果与GM(1,1)、时间序列模型进行比较。结果表明,融合GM(1,1)、时间序列与非线性灰色时间序列组合的最优线性组合模型的预测效果明显好于另两种模型,其预测误差小于1 mm。     

隧洞开挖下的边坡变形灰色预测分析

隧洞是常见的水利工程结构形式。在开挖过程中受施工条件和受力形式变化的影响,隧洞进出口边坡会产生一定的变形,一旦变形过大,会对工程安全造成不利影响。及时监测和预测边坡变形具有重要的工程意义。针对隧洞开挖过程中的边坡变形预测问题,引入灰色预测模型,通过构建经典灰色预测的GM（1,1）模型,基于实测点位的变形数据,对未来的变形趋势进行预测。选取某输水隧洞实例进行分析,在该隧洞开挖的进出口边坡上设置若干监测点,记录监测点的水平、垂直位移数据,采用文章提出的灰色预测模型对监测点位的变形进行预测,并将预测值和实测值进行对比。结果表明预测的位移量与真实的位移量相差较小,误差均在5%以内,可以较好地实现隧洞开挖过程中边坡位移的预测,具有较高的预测精度。提出的边坡变形灰色预测分析模型可以较好实现隧洞开挖下的变形预测,方法简单实用,可为隧洞开挖过程中的变形控制提供技术支持,可在类似工程中推广应用。     

最优加权组合模型在边坡变形预测中的应用

利用某岩质边坡2002年-2011年的变形监测资料,结合区域地质与气象背景,运用莱茵达准则选定有效的监测数据,分别建立了GM(1,1)模型和趋势曲线预测模型;最后,基于最优加权组合原理,建立了边坡变形的最优加权组合模型。运用组合模型对该岩质边坡的变形进行了拟合和变形预测,模拟变形趋势与实际变形趋势对比结果表明,组合模型的预测精度高于任何单一模型的拟合精度,证明该组合模型合理、可靠。     

填海造地道路软基沉降的不同数据序列GM（1，1）预测模型

为了研究不同样本数据序列GM（1,1）灰色模型在填海造地道路软基沉降预测中的实用性和有效性。结合工程实例,以软基沉降监测数据为依据,分别选取堆载预压恒载期的10组和20组实测地基沉降数据作为样本数据序列,建立了相应的GM（1,1）灰色预测模型,对软土地基固结沉降进行了预测,并将两种不同数据序列灰色模型预测结果与现场实测数据进行了对比分析。研究结果表明：GM（1,1）灰色模型所得预测曲线与实测曲线变化趋势基本一致,预测值与实测值吻合较好,实测曲线比预测曲线收敛较快,较多样本数据序列灰色模型所得预测精度更高。     

白城市农业灌溉需水量预测方法研究

文中主要探讨了趋势法、对数模型法、指数模型法和GM（1,1）灰色预测模型等4种需水预测方法对白城市灌溉需水量预测的效果,结果表明GM（1,1）灰色预测模型方法的相对误差和与真值的拟合度均优于其他3种方法.     

大坝位移的改进非等间距GM(1,1)预测模型

基于灰色理论建立的GM(1,1)灰色预测模型常被用于大坝位移实测资料序列的分析。为提高大坝位移预测精度,在分析传统GM(1,1)预测模型构建原理、步骤的基础上,提出了对原始数据序列进行平滑处理、对背景值和残差序列进行优化等方法,建立了大坝位移预测的改进非等间距GM(1,1)模型,并用某大坝水平径向位移监测数据对其进行了检验,结果表明:改进的模型在大坝位移预测中的适用性更强,不仅提高了预测精度,而且保留了灰色模型建模灵活、所需数据少等优点,用于短期预测效果较好,用于长期预测的效果有待考证。     

基于Ito随机微分方程大坝实时性态预测方法

针对大坝实时性态预测方法精度,首先基于Ito随机微分方程对某坝的多年扬压力监测极值建立GM(1,1)了实测序列预测模型,并根据建立模型的残差序列构建了Markov残差模型,其次对比分析了GM(1,1)残差预测模型和Markov残差模型。最后,综合GM(1,1)模型和Markov残差模型建立灰色Markov模型,并利用灰色Markov模型预测扬压力的极大值。计算结果表明,建立的灰色Markov模型不仅能提高预报精度还能真实地反映其过程的摆动性。     

PVA-FRCC抗压强度增长规律灰色理论分析

为评价龄期对PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)立方体抗压强度的影响,采用灰色系统理论对非等时距(14、28、56、90 d)的抗压强度原始序列进行等时距(9、35、61、87 d)处理,并构建微分模型,得到非等时距GM(1,1)模型。采用残差和后验差检验验证了该模型的合理性,并对抗压强度作了进一步预测。结果表明:非等时距GM(1,1)模型符合PVA-FRCC抗压强度的发展规律,精度较高,预测值与试验值相吻合且收敛,可以方便可靠地预测PVA-FRCC的立方体抗压强度。     

灰色新陈代谢GM(1,1)模型在土钉支护结构变形预测中的应用

土钉支护结构在深基坑、边坡支护中有着越来越广泛的应用,因其受众多因素的影响,且部分因素难以确定,故是一个典型的灰色系统。由于常规GM(1,1)模型被用于预测时,精度较高的仅仅是最近的几个数据,越往未来发展,该模型的预测意义就越弱,故尝试用灰色新陈代谢GM(1,1)模型来模拟和预测土钉结构的变形。事实表明,这种预测可以取得非常好的效果,有着很好的利用价值。     

大坝沉降变形的灰色分析方法

用灰色理论建立了大坝沉降变形的GM(1,1)预测模型,分析了观测数据列长度、观测时间的不等步长性、数据累加方式等对建模和预测精度的影响,考虑了荷载变化对沉降过程的影响和处理方法,探讨了灰色等维预测模型维数尺度的确定原则和精度标准。