[發明專利]一種精確預測大壩壩體垂直變形量的方法

有效

• 申請號: 201310189139.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103353295A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 張志偉;靳璐巖;胡伍生
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王華

技術領域

本發明屬于測繪科學與技術學科中的大地測量學技術領域，尤其涉及大壩壩體垂直變形量的預測方法。?

背景技術

隨著水力資源的開發，大壩的規模越來越大，壩址的地質條件也越來越復雜。因此，大壩的安全問題值得關注。據全國第三次統計數據表明，截止2003年，我國潰壩事故共有3481起。所以，大壩建成后，為了了解大壩的運行狀態，保障大壩的安全運行，都必須進行安全監測。大壩事故的發生不是偶然的，一般都存在從量變到質變的逐步發展過程。通過對大壩壩體變形數據的分析和處理，可以及時掌握大壩壩體的實時工作動態，有效的降低工程風險，減少大壩事故。可以說，大壩變形監測是工程測量領域的一項重要內容。更為重要的是利用監測的數據對涉及安全的變形發展趨勢做出預測，提前采取措施，防止安全事故的發生。?

目前，預測大壩壩體垂直變形量方法主要集中于基于沉降機理的理論方法、基于統計理論的隨機統計方法和基于人工智能的方法3個方面。3種方法研究角度不同,預測原理也有著根本的區別,然而在沉降預報中都起到了較好的作用。但概括起來，存在著以下不足：?

（1）理論方法是建立在詳細的工程地質勘察基礎之上的,結合結構內在特征和相關外部影響因素進行計算分析,要求沉降機理明確、各類參數準確,但由于影響沉降的因素繁多復雜,沉降機理較難弄清,各類參數因試驗條件、取樣方法限制也較難準確獲取,使得理論方法對沉降預測只能基于理想假設或者經驗結論從單個因素進行描述,從而導致計算分析結果與實際情況存在較大差別；?

（2）隨機統計方法基于實測數據,具有快捷、計算簡單等優點,但在建模過程中只能建立沉降量與單個或者多個因素之間的函數關系,不能充分考慮各類影響因素相互之間的關系,難以適應復雜條件下的沉降預測；?

（3）對于人工智能方法,雖然較為適合沉降非線性系統的預測,但計算復雜，計算時間長，而且計算結果不穩定。?

針對這些方法存在的以上不足，本發明通過研究預測垂直變形量方法的穩定?性和組合技術等優點，提出采用一定的工作流程來精確預測大壩壩體垂直變形量。本發明的實質是將上述三種方法按照規定的流程進行有機地結合，實現了以上各種方法的優勢互補，可以大大提高大壩壩體垂直變形量的預測精度。通過現場的實際監測數據，分析監測對象的變形特點及其變化規律，利用監測的數據對涉及安全的變形發展趨勢做出精確預測，提前采取措施，對防患大壩安全事故具有重要意義。?

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種精確預測大壩壩體垂直變形量的方法，該方法預測大壩壩體變形量的預測精度更高、使用更方便。?

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：一種精確預測大壩壩體垂直變形量的方法，包括以下步驟：?

第一步、將監測數據按時間順序分為兩部分：一部分為時間在前的學習數據M，且M的個數必須大于或等于10；另一部分為其余時間的檢驗數據J；?

第二步、利用學習數據M建立i種預測方法的數學模型，其中i=1,2,…m；i≥2；?

第三步、計算各種預測方法的穩定度：?

a、大壩時間序列監測值為y_t(t＝1,2,Λn),根據第二步建立的m種不同的單項預測模型，y_it＝(i＝1,2,Lm)為第i種單項模型在t時刻的學習值或預測值，按公式（1）計算第i種單項模型在第t期誤差e_it：?

e_it＝y_t-y_it????（1）?

按公式（2）計算第i種單項模型在第t期的精度A_it：?