[發(fā)明專(zhuān)利]一種通用的多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610056070.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105674943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹暉;周曉慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/32;G06F17/50
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開(kāi)了一種通用的多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)方法，將工程建筑物變形觀(guān)測(cè)中多個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行整體建模與預(yù)測(cè)，考慮實(shí)際工程可能出現(xiàn)等間距和非等間距的變形觀(guān)測(cè)序列，提出一種通用的多點(diǎn)非線(xiàn)性時(shí)空變形預(yù)測(cè)模型，包括多點(diǎn)變形數(shù)據(jù)獲取、觀(guān)測(cè)序列等間距判斷、觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)處理，多點(diǎn)非線(xiàn)性模型建立，模型參數(shù)求解、模型精度分析和整體變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)。本發(fā)明公開(kāi)了一種既適用于等間距和不等間距變形觀(guān)測(cè)序列的通用多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)方法，對(duì)大壩、橋梁、高層建筑物、隧道、滑坡等工程安全監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警能夠顯著提高整體變形趨勢(shì)的預(yù)測(cè)精度與準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程建筑物變形監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)研究領(lǐng)域，特別涉及高維度數(shù)據(jù)處理與分析，一種適用于工程建筑物整體變形的通用非線(xiàn)性預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前工程建筑物的變形分析與預(yù)測(cè)方法大多是針對(duì)單點(diǎn)甚至是單方向的變形觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列的研究，而實(shí)際工程建筑物變形觀(guān)測(cè)所布設(shè)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)往往是空間、多點(diǎn)的立體監(jiān)測(cè)模式，變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形并不是孤立發(fā)展的，它受到周?chē)渌O(jiān)測(cè)點(diǎn)的影響，同時(shí)它自身也影響周?chē)渌O(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形，因此，將單點(diǎn)的變形分析拓展到空間多點(diǎn)的整體分析與建模，從系統(tǒng)的角度來(lái)統(tǒng)一描述變形體的整體變形趨勢(shì)和規(guī)律，就成為時(shí)空變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)測(cè)更為科學(xué)和合理的方法。

現(xiàn)有的研究成果都是基于變形觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列為等時(shí)間間距的模型和方法，但實(shí)際工程的變形觀(guān)測(cè)，尤其是建筑物的沉降觀(guān)測(cè)，由于受施工條件和其他自然條件的影響，所采集的變形觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)并非都是等時(shí)間間距的，現(xiàn)有模型方法對(duì)這類(lèi)數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測(cè)就存在缺陷。因此，將僅適用于等間距觀(guān)測(cè)序列的變形預(yù)測(cè)方法拓展到非等距的空間多點(diǎn)非線(xiàn)性預(yù)測(cè)模型，建立一種即適用于等時(shí)間間距和不等時(shí)間間距變形觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列的多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)模型才能稱(chēng)之為通用的時(shí)空整體變形分析與預(yù)測(cè)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將工程建筑物變形監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)測(cè)研究中的單點(diǎn)局部變形分析拓展到空間多點(diǎn)的整體分析，將一維數(shù)據(jù)處理拓展為高維度數(shù)據(jù)處理與建模，提出了一種通用的多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種通用的多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對(duì)采集的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)原始觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行判讀預(yù)處理；

步驟2：建立多點(diǎn)非線(xiàn)性模型；

步驟3：求解模型參數(shù)的估值；

步驟4：多點(diǎn)非線(xiàn)性整體變形預(yù)測(cè)式的確定；

步驟5：模型精度分析。

作為優(yōu)選，步驟1中，設(shè)m個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列為j＝1,2,…,m，m為維數(shù)且m>1，n表示觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，即觀(guān)測(cè)期數(shù)；對(duì)應(yīng)的觀(guān)測(cè)時(shí)間序列為T(mén)＝(t₁,t₂,…,t_n)；

若t_k-t_k-1≠const(k＝2,3,…,n；const表示一常數(shù)值)，則稱(chēng)原始觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列為非等時(shí)間間距序列；對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行判讀預(yù)處理包含以下子步驟：

步驟1.1：對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行等距化處理，包含以下子步驟：

步驟1.1.1：求觀(guān)測(cè)時(shí)間序列的平均時(shí)間間隔△t₀，△t₀＝(t_n-t₁)/(n-1),k＝1,2,…,n；

步驟1.1.2：求等距處理后的時(shí)間序列T'＝(t₁',t₂',…,t_n')，t_k'＝t₁+(k-1)△t₀,k＝1,2,…,n；