[發明專利]一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法

在審

• 申請號: 202210027358.8
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114462682A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 于先文;鄭一帆
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/08;G06F17/16;G06F17/18;G06F17/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法，該方法包括以下步驟：(1)、構建以時間t的函數為自變量的線性沉降預測模型；(2)、基于前n期沉降觀測數據，利用最小二乘法獲得預測模型的系數向量估值與其權陣W_(n)；(3)、對第m(m＞n)期沉降觀測數據建立預測模型誤差方程；(4)利用系數向量估值建立預測模型虛擬誤差方程；引入降權系數k，將權陣W_(m?1)修正為W′_(m?1)；(5)、聯立步驟三、四中的誤差方程，計算得到更新后的系數向量估值及其權陣W_(m)；(6)、不斷增加沉降觀測數據，重復步驟三、四、五，實現沉降預測模型隨工程進展的同步更新。

技術領域

本發明屬于測繪領域，涉及一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法。

背景技術

建構筑物在工程完工后，由于土的固結效應以及其他因素變化所造成的沉降，被稱為工后沉降。精確預測工后沉降能夠為工程的安全性評估與維護方案設計提供重要的參考。對于隧道、道路、橋梁等需要長期維護的工程項目，沉降預測的重要性更加突出。

目前，工后沉降主要通過預測模型來預測，常見的模型包括雙曲線法、指數曲線法、星野法等。不論何種沉降預測模型，其隨機模型一般都基于觀測值的精度確定。因此，現有工程都普遍采用等權的隨機模型。考慮到新數據比舊數據更能體現預測點的沉降變化趨勢，等權的隨機模型用于預測工后沉降并不合理。因此，有必要探討新的隨機模型，強化沉降預測模型的合理性，以提高沉降預測模型的預測精度。

發明內容

技術問題：針對現有技術地不足，本發明提出一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法，用于解決實際土木工程應用中，用于預測工后沉降中的隨機模型不合理的缺陷。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法，具體包括以下步驟：

步驟一、構建以時間t的函數為自變量的線性沉降預測模型；

步驟二、基于前n期沉降觀測數據，利用最小二乘法獲得預測模型的系數向量估值與其權陣W_(n)，該估值與權陣可用于后續計算；

步驟三、從第n+1期觀測數據起，對第m期沉降觀測數據建立預測模型誤差方程，m＞n，m的取值范圍大于等于n+1；

步驟四、利用系數向量估值建立預測模型虛擬誤差方程；引入降權系數k，將權陣W_(m-1)修正為W′_(m-1)，；

步驟五、聯立步驟三、四中的誤差方程，計算得到更新后的系數向量估值及其權陣W_(m)；

步驟六、不斷增加沉降觀測數據，重復步驟三、四、五，實現沉降預測模型隨工程進展的同步更新。

作為本發明一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法的進一步優選方案，在步驟一中，所述的線性沉降預測模型為：

y＝FA (1)

其中，因變量y＝f₁(s)，是沉降量s的相關函數；F＝[1 f₂(t)]，f₂(t)是時間量t的相關函數；為待估系數向量。

作為本發明一種顧及數據時效的沉降預測模型建模方法的進一步優選方案，在步驟二中，計算系數向量的估值的公式如下

其中，F_i＝[1 f₂(t_i)]，t_i為第i期沉降數據的時間值，y_i為第i期因變量值，i＝1，2，…,n。