[發(fā)明專利]一種大壩水平位移預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410588297.8
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104376370A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 花勝強(qiáng);蔡杰;夏智娟;陳意;周錫瑯;高磊;向南;鄭健兵
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞集團(tuán)公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)測方法，具體涉及一種大壩水平位移預(yù)測方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國大壩安全監(jiān)測總體處于特殊的階段，很多老壩即將到達(dá)設(shè)計基準(zhǔn)期，而一大批新壩正投運(yùn)，因此對大壩安全監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測從而提供安全監(jiān)測決策輔助，就顯得必要了，大壩安全監(jiān)測和分析評估的主要目的是掌握當(dāng)前大壩的運(yùn)行狀態(tài)，判斷大壩是否安全。目前，大壩安全監(jiān)測分析的工作模式，主要是是結(jié)合日常巡查等方法，分析歷史觀測資料，建立數(shù)學(xué)監(jiān)控模型,對大壩的工作性態(tài)進(jìn)行分析、評價和監(jiān)控，并對重要觀測指標(biāo)量值展開預(yù)測，實(shí)現(xiàn)大壩安全決策輔助的目的，而大壩水平位移對于大壩安全具有重要的表征意義。大壩水平位移是一門涉及眾多學(xué)科和環(huán)境因素的應(yīng)用，難以用確定性的模型給出精確描述，因此基于統(tǒng)計模型的回歸擬合實(shí)現(xiàn)大壩水平位移預(yù)測，就成為了一種目前廣泛采用的方案。水平位移在環(huán)境因素和時效因子的作用下，既呈現(xiàn)出一定的周期性波動特征，又存在一定的趨勢變動，目前行業(yè)內(nèi)主流的分析回歸算法，雖然具有原理簡單，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但是普遍在高維變量、高噪音、采樣不均衡等情況下容易噪音干擾和信息損失，不一定能保證得到最優(yōu)擬合，預(yù)測可信度不高，甚至極端情況下嚴(yán)重失真。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種大壩水平位移預(yù)測方法，解決了現(xiàn)有方法預(yù)測可信度不高的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種大壩水平位移預(yù)測方法，包括以下步驟，

步驟一，根據(jù)大壩水平形變基礎(chǔ)成因分析理論，選擇影響因子；

步驟二，根據(jù)影響因子獲取其對應(yīng)的大壩歷史水平位移數(shù)據(jù)，作為歷史樣本數(shù)據(jù)，并歸一化歷史樣本數(shù)據(jù)；

步驟三，對歷史樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行典型成因分析，獲得效應(yīng)量與影響因子的線性變換向量L；

步驟四，基于聚類分析算法對歷史樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；

步驟五，對每種分類下的歷史樣本數(shù)據(jù)分布進(jìn)行最小二乘回歸分析，得到對應(yīng)的回歸模型；

步驟六，根據(jù)步驟三獲得的線性變換向量，對待測的因子向量進(jìn)行線性變換；

步驟七，確定線性變換后的待測的因子向量所屬的分類；

步驟八，根據(jù)分類對應(yīng)的回歸模型，獲得預(yù)測值。

所述影響因子包括多時段下的水位H、氣溫T、時效t、水位的平方H²、水位的立方H³、水位的四次方H⁴和時效的對數(shù)ln^t。

所述歸一化歷史樣本數(shù)據(jù)公式為，

Vi′=(Vi-V‾i)/δVi]]>??式(1)

其中，V_i′為第i維因子歸一化后的值，V_i為第i維因子的原始值，為第i維因子的算術(shù)平均值，為第i維因子的標(biāo)準(zhǔn)差。

獲得效應(yīng)量與影響因子的線性變換向量的過程為，

A1)假設(shè)m個影響因子(x₁,x₂…x_m)和n個效應(yīng)量(y₁,y₂…y_n)，則

u＝a^Tx??式(2)

v＝b^Ty??式(3)

其中，a和b分別為影響因子和效應(yīng)量的線性組合因子，u和v分別為影響因子和效應(yīng)量變換后的單維投影向量；

A2)求解u和v的皮爾遜相關(guān)系數(shù)Corr(u,v)，其公式和約束條件為；