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相似文献
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1.
深基坑施工时地表沉降预测的时序-投影寻踪回归模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
尹盛斌  丁红岩 《岩土力学》2011,32(2):369-374
为了保证施工的正常进行、实现信息化施工,必须对基坑实际监测数据进行分析与预测。现有的趋势时间序列分析方法很难满足实际施工中高度非线性问题的拟合,预测误差较大。基于这点考虑,以天津某工程基坑施工地表沉降观测序列为例,在对原始数据进行分析的基础上,提出既可以考虑趋势时间序列,又具有高度非线性拟合性能的时序-投影寻踪回归模型。首先,通过比较分析几种时间序列方法的逼近误差和预测误差,寻求出一种逼近较好的时间序列预测方法。然后,将预测得到的时间序列和观测数据相结合,采用投影寻踪回归方法拟合。应用结果表明,该模型逼近性能良好,预测误差小,可为深基坑位移沉降的动态预测提供一条较好的途径,对基坑动态设计与信息化施工等方面具有重要的参考价值。  相似文献   

2.
矿井涌水量混沌时间序列分析与预测   总被引:5,自引:0,他引:5  
矿井地下水系统是个非线性系统,由于地下水系统的复杂性,很难完全确定影响矿井涌水量的因素,因此传统的矿井涌水预测表现出较大的局限性。而混沌时间序列分析能够利用单变量处理方法,分析矿井地下水系统中,由于多因素耦合作用所产生的矿井涌水量时间序列。通过对某矿区1985年9月至2005年2月矿井涌水量时间序列资料的分析,显示矿井涌水量时间序列具有混沌特征;通过对比预测值和实测值,表明预测精度高。因此,混沌时间序列分析方法用于矿井涌水量预测是可行的。  相似文献   

3.
径流时间序列混沌特性识别的常用方法是基于相空间重构的关联维数法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵法。引入一种新的时间序列混沌特性识别方法:0-1混沌测试方法。该方法直接应用于时间序列不需要相空间重构,并且通过量化指标Kc是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。以Logistic映射生成的序列、金沙江流域和美国Umpqua河多年日径流序列为研究对象,首先利用0-1混沌测试方法进行了混沌特性识别和判定;然后基于相空间重构,运用相空间重构、伪最近邻点法、关联维数方法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵5种非线性研究方法分析了这两列径流时间序列混沌特性。研究结果表明0-1混沌测试方法简单有效。以上方法交互验证了该两列径流时间序列存在低维混沌特性。  相似文献   

4.
长江径流时间序列混沌特性的定量分析   总被引:29,自引:3,他引:29       下载免费PDF全文
定量分析了长江径流时间序列的混饨特性,论述了长江径流时间序列的李雅普诺夫指数的计算和实际意义,计算了长江径流时间序列的长程相关性指数,即分数阶差分指数,讨论了这一指数与相关分维的相对值可能存在的关系。这些非线性信息的提取,将进一步揭示径流时间序列的变化规律,并将对提高预测水平产生影响。  相似文献   

5.
水环境非线性时序预测的高精度RBF网络模型   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
为提高水环境非线性时序预测模型的精度,用自相关技术分析水环境时间序列的延迟特性,确定径向基函数(RBF)网络的输入、输出向量,建立了水环境时间序列预测的高精度RBF网络模型.用32年海洋水温时间序列实测资料来训练和检验网络并用于预测.用该模型对长江流域望江楼站8年总硬度、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、挥发酚、镉、氯化物、硫酸盐等9种水环境要素时间序列进行预测.实例分析表明,所建模型预测误差均较小,好于门限自回归模型,BP神经网络模型和ELMAN神经网络模型.所建模型不仅精度高,而且收敛速度快.  相似文献   

6.
第四纪研究的非线性科学方法   总被引:22,自引:1,他引:22       下载免费PDF全文
第四纪研究中最常用的非线性科学方法可能是分形理论、时间序列分析及混沌动力学。振荡在新构造运动和古气候变化中都是普遍存在的,它是介于有规振荡和混沌之间的中间阶段和过渡。分形理论可以描述地貌的状态和演化特征,混沌吸引子的分维又是混沌的一个重要参量。在时间序列分析中计算混沌吸引子的关联维、李雅普诺夫指数、赫斯特指数、柯尔莫果洛夫熵等可以更深入地揭示时间序列的性质,加深对演化过程的认识。  相似文献   

7.
基于ARMA模型的隧道位移时间序列分析   总被引:7,自引:0,他引:7  
尹光志  岳顺  钟焘  李德泉 《岩土力学》2009,30(9):2727-2732
在新奥法隧道施工中,隧道位移监测对于评价围岩稳定性和支护结构合理性起重要作用。目前大都采用AR模型对隧道位移进行时间序列分析,避开了非线性估计,致使拟合精度和模型实用性较差。为此,介绍了具有较高预测精度和较好适用条件的ARMA模型及其常用参数估计方法,基于其参数非线性估计带来的不便性,提出一种ARMA模型参数估计近似线性方法,把残差用Taylor级数一阶展开,将非线性估计线性化,用线性最小二乘法估计参数最终值。用该方法对重庆市大足县南环二路南山隧道位移监测数据进行时间序列建模分析,预测与实测值吻合较好,证明了该方法的实用性。  相似文献   

8.
南洞地下河月径流时间序列的混沌特征及预测   总被引:2,自引:1,他引:1  
利用基于相空间重构技术、混沌识别与预测理论对1993-2013年南洞地下河月径流时间序列的非线性特征进行了分析,由所获得的延迟时间和最佳嵌入维数实现了月径流时间序列的相空间重构,运用饱和关联维数法和小数据量法计算出南洞地下河月径流时间序列的饱和关联维数和最大Lyapunov指数,并运用Volterra模型对南洞地下河月径流时间序列进行了多步预测研究。研究结果表明,南洞地下河月径流时间序列相空间重构的延迟时间和最佳嵌入维数分别为τ=5、m=8,饱和关联维数D和最大Lyapunov指数λ分别为4.63、0.748 9,从定性和定量的角度证明了南洞地下河月径流时间序列具有弱混沌特征。Volterra自适应滤波模型的预测结果能较好地表征南洞地下河月径流的变化趋势和规律,对18个月内的短期预测精度较高,模拟效果较好。   相似文献   

9.
日流量预测的小波网络模型初探   总被引:20,自引:0,他引:20       下载免费PDF全文
针对日流量时间序列的非线性和多时间尺度特性,提出了将小波分析与人工神经网络相结合进行日流量预测的新方法——小波网络模型。该模型吸取了小波分析的多分辨功能和人工神经网络的非线性逼近能力。以长江寸滩站日流量预测为例,研究表明,所构造的模型各预见期的拟合、检验精度较高。小波网络模型延长了预见期,提高了预报精度,具有广阔的应用前景。  相似文献   

10.
刘传孝  王龙  刘星辉  庄帅  于绍波 《岩土力学》2016,37(6):1588-1596
应用Lyapunov指数法,对试验得到的深埋煤层应力松弛系统演化对应于各级应变水平的时间序列进行分析,科学重构相空间,得到了每一递进应变水平的相轨迹均不重复地围绕各自对应的历史应力中值而顺次演化。采用分形几何学方法进行时间序列分析,定量揭示出煤样应力松弛系统演化的各层次间自相似性,并部分反映了经典力学与非线性科学间的关系。得到了对应各级应变水平系统演化时间序列的非线性动力学评价指标,并判定深埋煤层应力松弛系统为复杂系统且具有典型混沌特征。深埋煤层应力松弛系统演化的混沌程度及复杂程度呈下降规律,煤体内部力学性质弱化因素与强化因素之间竞争最为激烈的阶段,其混沌程度最高,而宏观破坏后系统伴随最低的混沌程度及复杂程度。  相似文献   

11.
混沌分析在水文预测中的应用和展望   总被引:21,自引:4,他引:17       下载免费PDF全文
赵永龙  丁晶 《水科学进展》1998,9(2):181-186
简述了将混沌理论应用于水文预测中需要解决的三个关键问题:(1)水文系统重建相空间技术;(2)水文系统混沌性识别;(3)水文混沌预测方法。分析了现有的研究成果和最新进展,并指出今后需要开展的工作及存在的问题。  相似文献   

12.
基于相空间重构的边坡位移预测   总被引:20,自引:1,他引:19  
周创兵  陈益峰 《岩土力学》2000,21(3):205-208
根据边坡位移时间序列的非线性性质, 应用基于相空间重构的实时预测方法, 可以充分利用时间序列信息, 预测 各种边坡变形演化趋势。 讨论了局域法和基于 Ly apunov 指数的预测法。 实例研究表明, 基于相空间重构的预测方法具 有比非平稳时间序列更高的预测精度和更广的适应性。  相似文献   

13.
在许多固态材料的表面存在着一种天然的非线性振荡花样,这些花样经计算机图像处理在时间和空间上呈现明显的分形特征。利用普通光学显微镜对Cu—Zn—Al合金表面的金相组织进行观察和分析,用高速摄像机拍摄了典型的振荡现象。借助计算机图像处理技术系统地研究该非线性振荡现象的形貌、结构特征及形成动力学规律,通过计算机编程技术构建系统的非线性动力模型,并重构系统的相空间。用R/S方法对系统时间序列的演化特征进行分析论证,结果表明,这种相空间重构方法具有较好的非线性预报效果。  相似文献   

14.
斜坡演化过程极为复杂,在演化过程中往往表现出明显的非线性特性。采用BDS统计分析和非线性时滞相关性判定法,研究这种非线性特性,研究结果表明,通常斜坡演化时间序列所呈现的波动性不是完全随机的,波动数值间存在着复杂的非线性相关关系,这种相关性,可为预报斜坡演化趋势提供准确尺度。  相似文献   

15.
Bias in topographic thresholds for gully heads   总被引:1,自引:0,他引:1  
Rossi  M.  Torri  D.  Santi  E. 《Natural Hazards》2015,77(1):51-63
Inter-event time series of seismic activities of Sumatra region with magnitude (m b  ≥ 4.8) and period spanning over 1973–2012 has been analyzed using the techniques of nonlinear dynamics. The earthquake data were collected from the USGS Web catalog. The rank order statistics of inter-event time series reveal mixed response with distinct breaks in slope suggesting that earthquake dynamics in this region are unstable, but “self-organized.” Comparison of return maps of the data with random, stochastic, and chaotic time records shows quasi-deterministic behavior. We assessed the dimensionality of earthquake-generating mechanism using a nonlinear predictor technique on two-dimensional phase portrait constructed by recurrence time series. The nonlinear forecasting analysis suggests that the earthquake processes in the Sumatra region evolve on a non-random low-dimensional chaotic plane. Further, second-order Kolmogorov entropy “K2” analysis revealed a coherent time structure, indicating quasi-deterministic dynamical pattern. Our result is consistent with “self-organized” processes determined by the internal dynamics, where impulsively derived interdependencies cascade through the tectonic stress generated by plate movement. However, we do not preclude the triggering role of other external processes on the coupled underlying system.  相似文献   

16.
  基于新疆卡群水文站和塔什库尔干气象站1959~2005年的观测资料,运用小波分析和统计分析相结合的方法,从多时间尺度研究叶尔羌河源流区近50年来年径流的非线性变化趋势,以及径流对气候变化的响应。结果表明: 1)年径流、气温和降水的主要变化周期几乎一致,年径流和年降水量都存在24年的主要变化周期,而年平均气温则是23年。2)年径流量表现出具有时间尺度依赖性的非线性变化趋势,与区域气候变化密切相关。3)年径流变化是区域气候变化响应的结果,从8(23)年、4(22)年和2(21)年时间尺度上来看,年径流量与年平均气温和年降水量之间存在显著的线性相关关系。  相似文献   

17.
为了完善系统聚类分析算法理论,使之具有区分数据集非线性集群特征的能力,将核函数理论和系统聚类分析算法有机结合,推导出基于核函数理论的系统聚类分析方法。其基本思路是:把样本从低维观测空间非线性变换至高维像空间,使样本变得线性可分;然后,应用核函数理论“隐式”地实现高维像空间的系统聚类分析。用Pb、Bi、Mo质量浓度作为化探异常的分类依据,对8处化探异常进行分类实验研究,在Pb、Bi、Mo两两组合的二维平面图中,8处化探异常明显地分为(1, 3, 8),(2, 4)和(5, 6, 7)3个点群,用核系统聚类方法能够很好地区分出这3个点群;而传统系统聚类方法却把8处化探异常错分成(1, 3, 8, 6)和(2, 4, 5, 7)两个类。由此可见,核系统聚类方法的类群区分能力高于传统系统聚类方法。  相似文献   

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