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混沌理论支持下的桥梁变形监测研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对桥墩的非线性下沉问题，引入了混沌理论。采用改进的C-C算法计算时间序列的时间延迟τ，采用改进的G-P算法计算最佳嵌入维数m，进行相空间重构，并与传统算法对比抗干扰性，计算效率等得到了改善，运用Lvyapunov指数判别该时间序列的混沌特性；最后根据所求参数建立加权一阶局域预计模型和RBF神经网络混沌预计模型，分别对观测数据进行预计分析，将混沌时间预测结果与指数平滑法预测结果进行对比分析。得出混沌时间预测精度高于指数平滑法预测精度，RBF神经网络混沌预计模型的预计精度最高，证明混沌时间序列预计精度可靠，能够实时对桥身变形进行监测，避免灾害的发生。 相似文献
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跨海大桥因船体撞击、移动车辆荷载、河水冲刷等因素的作用,桥墩的沉降变形表现为非线性特征。因此,首先对桥墩的沉降时间序列求取延迟时间τ和嵌入维数m,并采用最大Lyapunov指数证明该时间序列具有混沌特性;然后根据求取的参数建立加权零阶局域预测模型和加权一阶局域预测模型分别对沉降时间序列进行预测。算例结果表明,加权一阶局域预测模型具有较高的预测精度,且混沌局域预测法不适合做长期预测,但可做短期预测。 相似文献
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边坡变形序列存在一定混沌特征,本文将混沌分析方法应用到边坡变形预测中。为解决标准LSSVM模型中惩罚参数和核函数参数因任意给定或经验给定带来的非最优问题,将遗传算法和粒子群算法引入LSSVM模型,根据变形序列建立GA-LSSVM和PSO-LSSVM预测模型,与标准LSSVM混沌预测模型和基于神经网络的混沌预测模型进行比较。结果表明,GA-LSSVM和PSO-LSSVM模型预测中误差分别为0.73 mm和0.77 mm,LSSVM,BP,RBF三种模型中误差分别为0.90 mm,0.80 mm和0.75 mm;因此,本文提出的预测模型用于边坡变形预测比其他几种模型具有更高的精度。 相似文献
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彭磊 《测绘与空间地理信息》2024,(3):206-208
针对变形监测数据混沌序列的特点,提出一种基于Volterra级数的混沌时间序列变形预测模型。经过相空间重构,确定合适的嵌入维数和延迟时间,输入Volterra级数自适应预测模型,然后得到变形量的预测值。将预测值与实际值及其他预测模型的预测结果进行比较,发现基于Volterra级数的混沌时间序列预测模型精度较高,在变形预测上是可行的。 相似文献
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通过对主井及其附近两个稳定点进行了变形监测,利用混沌理论对两个时间序列进行了混沌特征的分析,发现两个时间序列的关联维数分别为1.3282和1.4587,嵌入维数都为3,最大Lyapunov指数分别为λ=0.0833和λ=0.0745。说明这两个监测点的时间序列具有混沌的特征,存在混沌现象。采用混沌一阶局域法进行预测时,采用不同时间间隔得到预测结果有较大差异。其中,采用最小时间间隔得到预测结果最差,而采用平均时间间隔得到的预报精度等级和预报准确率均为最优。 相似文献
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随着我国CORS基准站的投入使用,获得了大量高精度连续观测数据,这些数据被广泛应用到测绘行业、航天、航空和军事等许多行业的领域中,因此,对高程时间序列分析有着极其重要的意义。本文先采用Pan Ta方法剔除异常值,然后基于混沌动力学系统,采用Lyapunov指数Wolf方法检验与Lyapunov指数谱矩阵估计对时间序列进行平稳性分析;采用约束实现CAFFT算法生成替代时间序列与Lyapunov指数p-范数检验时间序列非线性。通过分析可知,北京房山站高程时间序列为非线性、非稳态时间序列,观测系统为部分确定性机制低阶混沌动力系统,所以在对该高程时间序列进行拟合、谱估计和周期拟合等数据处理前,必须对数据进行数据相空间重构。 相似文献
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天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)是影响GPS定位精度的关键因素,为了提高ZTD的预测精度,提出一种基于相空间重构的高斯过程回归预测模型。针对ZTD时间序列的混沌特性,利用国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)站提供的ZTD数据,采用Cao方法确定嵌入维数,对ZTD数据进行相空间重构,探究高斯过程(Gaussian process,GP)模型对12个位于南、北半球不同纬度等级IGS站的ZTD预测精度和准确性。为了验证GP模型的有效性,将预测结果分别与原始数据和反向传播(back propagation,BP)神经网络模型预测结果作对比分析,进一步探究不同时间对ZTD预测精度的影响,并分析了经度和海拔对ZTD预测精度的影响。结果表明,GP模型预测结果的均方根误差(root mean square error,RMSE)达到mm级,GP模型与理论值的相关性达到0.997,预测精度指标明显优于BP神经网络模型;GP模型在南半球的预测精度高于北半球,且在高纬地区的RMSE小于3.6 mm,更适用于高纬地区的对流层延迟预测;在研究时域内,GP模型在大部分站点对晚上的预测精度高于白天,经度对ZTD预测精度的影响不明显,海拔与ZTD预测精度呈正比。 相似文献
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在分析RBF神经网络预测算法和主成分分析方法的基础上,本文针对地理空间数据的复杂相关性和较强非线性,深入研究了主成分分析与RBF神经网络结合原理,构建了PCA-RBF网络预测模型,最后将预测模型应用于水质信息预测中。实验结果表明:该模型对海量的高维异构数据可进行有效降维,从而优化RBF神经网络结构,有效地提高了地理空间数据预测时的精度,并为GIS领域地理空间数据的预测提供了一种新思路。 相似文献
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由于大坝位移时间序列数据受各种复杂因素的影响,具有非平稳和非线性等特征,因此,利用传统、单一的时间序列预测模型较难准确地描述大坝位移变形的复杂规律。综合考虑大坝位移时间序列非线性和线性特征,本文提出了一种SVM和ARIMA相结合的时间序列预测模型。将大坝变形的时间序列分为非线性部分和线性部分。针对非线性部分,利用SVM进行滚动预测,并与NAR动态神经网络进行对比,试验表明SVM处理非线性问题具有相对的优势;针对线性部分,通过ARIMA模型对其进行单步滚动预测,综合两项预测结果得到组合模型的预测值。结合大坝实测资料对组合模型进行检验,试验结果表明,SVM-ARIMA组合模型的预测精度高,能更好地描述大坝位移的变化趋势,具有一定的实用价值。 相似文献
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基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的PM_(2.5)浓度预测北大核心CSCD 总被引：1，自引：0，他引：1
针对传统BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部极值等问题,本文采用分段线性混沌映射(PWLCM)和萤火虫算法(FA)改进麻雀搜索算法(SSA),并优化BP神经网络模型初始权值和阈值,对西安市PM_(2.5)浓度进行预测。通过比较不同模型预测结果的评价指标,并与性能较优的SSA-BP模型对比,ISSA-BP模型预测结果的RMSE、MAPE、MAE分别下降了3.70、3.73、3.34。试验结果表明,改进后的麻雀搜索算法具有高效的全局最优搜索能力,优化后的ISSA-BP神经网络预测稳定性高,精度优于BP、SSA-BP神经网络模型,可用于预测PM_(2.5)浓度。 相似文献
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结合钟差数据的特点,提出了一种基于变化率的T-S模糊神经网络(TSFNN)钟差预报模型。首先计算相邻历元间钟差的变化率值并对其进行建模;然后利用TSFNN模型预报钟差变化率值,再将预报的变化率值还原,得到钟差预报值;最后,通过算例将本文所建模型与IGU-P产品、二次多项式模型(QP)及灰色模型(GM(1,1))进行试验对比。结果表明:在使用变化率方法后,TSFNN模型预报的精度和稳定性分别提高了69.8%和76.3%,而且与IGU-P钟差产品相比,预报的精度高出约10倍,同时模型预报的效果优于两种常用模型。因此,该模型可以实现卫星钟差较高精度的预报。 相似文献
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最优权组合预测法在采煤沉陷变形预测中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
煤矿地表沉降变形预测多基于煤矿开采沉陷预计理论展开，基于变形分析理论的变形预测模型目前多集中在单模型预测。本文基于组合预测思想，以非等间隔灰色预测模型与BP神经网络模型为预测单模型，以陕西北部某煤矿采煤工作面上方实测地表沉降值为数据源，以最优加权法对单模型预测结果开展了最优权组合，组合模型中两种单模型的权重分别为0.466 7、0.533 3。选取部分监测点的预测结果进行模型精度评价，结果表明：3种预测模型精度均达到了一级。经对比3种模型预测结果，最优权组合预测的模型精度较单模型明显提升，预测结果较非等间隔灰色预测模型与BP神经网络预测模型有明显增益。 相似文献
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神经网络在卫星钟差短期预报中的应用研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文针对卫星钟差的特点,提出了基于神经网络的卫星钟差短期预报模型,给出了基于径向基函数(RBF)网络进行卫星钟差预测的基本思想、预测模型和实施步骤,并对比分析了神经网络模型与灰色系统理论模型的区别.为验证本文提出的预报模型的可行性和有效性,利用GPS卫星钟差数据进行钟差预报精度分析,并与灰色系统模型进行对比分析.仿真结... 相似文献