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邊坡監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)智能化方法研究

時(shí)間:2010-05-25 18:07來源: 作者:楊永波   點(diǎn)擊:
邊坡監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 處理 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 信息融合 預(yù)報(bào)判據(jù) 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
  【摘要】: 邊坡工程是一項(xiàng)隨處可見而且危險(xiǎn)性極高的巖土工程項(xiàng)目。邊坡的穩(wěn)定狀況事關(guān)人類生命財(cái)產(chǎn)安全,有時(shí)甚至關(guān)系到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。本文重點(diǎn)研究邊坡監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中的智能化方法。 首先,論文對(duì)邊坡的監(jiān)測(cè)方法做了比較詳細(xì)的討論與分析。傳統(tǒng)的邊坡監(jiān)測(cè)往往不能實(shí)時(shí)采集到有用的信息。因此,本文提出了多參數(shù)、多測(cè)點(diǎn)集成化監(jiān)測(cè)的技術(shù)構(gòu)想,即在監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)布置的監(jiān)測(cè)儀器能夠一臺(tái)儀器連接多個(gè)傳感器,采集多個(gè)參數(shù)的信息,再通過無線傳輸技術(shù)把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提交給監(jiān)控中心進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。 其次,論文詳細(xì)介紹了對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)的種種方法,包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、分析過程和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法。對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)是提取數(shù)據(jù)的方法,但是對(duì)提取的數(shù)據(jù)如何得出其中的規(guī)律性,并對(duì)邊坡的未來狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)更是一個(gè)重要的部分。因此本文提出采用曲線擬合、趨勢(shì)疊加、卡爾曼濾波和小波濾波方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不同種類和屬性,我們可以采用多元線性回歸分析、非線性回歸分析、指數(shù)平滑法、自回歸模型、滑動(dòng)平均模型、自回歸滑動(dòng)平均模型、門限自回歸模型、非線性動(dòng)力學(xué)模型、非線性混沌模型、灰色系統(tǒng)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)合信息融合技術(shù),本文建立了組合灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。并且對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)軟件進(jìn)行了開發(fā)。 同時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后,如何通過數(shù)據(jù)的后期發(fā)展來表述邊坡的穩(wěn)定狀況便是預(yù)報(bào)判據(jù)建立的過程。由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括物理的、數(shù)學(xué)的和統(tǒng)計(jì)的等參量,本文提出了采用信息融合技術(shù)結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)的方法建立智能預(yù)報(bào)判據(jù)。 最后,在對(duì)前三方面進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上,本文對(duì)邊坡的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了探討。 【關(guān)鍵詞】:邊坡監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 處理 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 信息融合 預(yù)報(bào)判據(jù) 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:TU43
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2006.194671
【目錄】:
  • 中文摘要5-6
  • 英文摘要6-12
  • 第一章 緒論12-19
  • 1.1 引言12-14
  • 1.2 國內(nèi)外研究的歷史與現(xiàn)狀14-17
  • 1.2.1 監(jiān)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.2.2 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的研究歷史與現(xiàn)狀15-16
  • 1.2.3 預(yù)報(bào)判據(jù)的研究現(xiàn)狀16-17
  • 1.3 本文研究的主要內(nèi)容、目的和意義17-19
  • 1.3.1 研究?jī)?nèi)容17
  • 1.3.2 研究目標(biāo)17-18
  • 1.3.3 研究意義18-19
  • 第二章 邊坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)參數(shù)的提取19-34
  • 2.1 引言19-20
  • 2.2 邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵20-21
  • 2.2.1 監(jiān)測(cè)的目的和作用20-21
  • 2.2.2 邊坡監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容21
  • 2.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提取的具體實(shí)現(xiàn)21-30
  • 2.4 目前方法的改進(jìn)和多參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的形成30-32
  • 2.4.1 監(jiān)測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展30-31
  • 2.4.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成的原則31
  • 2.4.3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的形成31-32
  • 2.5 本章小結(jié)32-34
  • 第三章 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)綜合信息分析處理平臺(tái)34-95
  • 3.1 引言34-35
  • 3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理35-42
  • 3.2.1 數(shù)據(jù)的曲線擬合35-36
  • 3.2.2 趨勢(shì)疊加36-37
  • 3.2.3 數(shù)據(jù)的濾波處理37-40
  • 3.2.4 多元非線性相關(guān)分析40-42
  • 3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的常規(guī)處理42-53
  • 3.3.1 回歸分析42-45
  • 3.3.1.1 多元線性回歸分析42-43
  • 3.3.1.2 非線性回歸分析43-45
  • 3.3.2 時(shí)間序列分析45-53
  • 3.3.2.1 指數(shù)平滑法45-47
  • 3.3.2.2 自回歸模型47-49
  • 3.3.2.3 滑動(dòng)平均模型49-50
  • 3.3.2.4 自回歸滑動(dòng)平均模型50-51
  • 3.3.2.5 門限自回歸模型51-53
  • 3.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的非線性處理53-69
  • 3.4.1 非線性動(dòng)力學(xué)模型53-58
  • 3.4.1.1 基本反演方法和建模要點(diǎn)53-56
  • 3.4.1.2 滑坡非線性動(dòng)力學(xué)模型的建立56-58
  • 3.4.2 非線性混沌模型58-69
  • 3.4.2.1 幾個(gè)基本問題58-62
  • 3.4.2.2 全域預(yù)測(cè)法62-63
  • 3.4.2.3 局域預(yù)測(cè)法63
  • 3.4.2.4 加權(quán)零階局域法63-64
  • 3.4.2.5 加權(quán)一階局域法64-66
  • 3.4.2.6 基于Lyapunov 指數(shù)法66-69
  • 3.5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的灰色系統(tǒng)理論預(yù)測(cè)69-75
  • 3.5.1 基本原理與基本概念69-70
  • 3.5.2 GM(1,1)模型70-71
  • 3.5.3 Verhulst 模型71-73
  • 3.5.4 其它模型73-75
  • 3.6 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)75-84
  • 3.6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在邊坡中應(yīng)用概述75-77
  • 3.6.2 基本原理77-78
  • 3.6.3 模型構(gòu)建78-80
  • 3.6.4 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模80-84
  • 3.7 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多理論綜合處理84-89
  • 3.7.1 組合灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型84-86
  • 3.7.1.1 建模的思想84-85
  • 3.7.1.2 模型的建立85-86
  • 3.7.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型86-89
  • 3.7.2.1 建模的思想86-87
  • 3.7.2.2 模型的建立87-89
  • 3.8 綜合性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)軟件的開發(fā)89-94
  • 3.8.1 現(xiàn)有預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)軟件的主要不足89-90
  • 3.8.2 軟件設(shè)計(jì)思想90-93
  • 3.8.3 軟件設(shè)計(jì)過程93-94
  • 3.9 本章小結(jié)94-95
  • 第四章 專家系統(tǒng)與智能預(yù)報(bào)判據(jù)95-109
  • 4.1 引言95
  • 4.2 常用預(yù)報(bào)判據(jù)95-99
  • 4.3 各種判據(jù)的不足與改進(jìn)99-100
  • 4.4 信息融合結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)建立智能判據(jù)100-108
  • 4.4.1 信息融合的基本點(diǎn)101-102
  • 4.4.2 信息融合的模型102-104
  • 4.4.3 信息融合的算法104
  • 4.4.4 基于貝葉斯規(guī)則的融合方法104-105
  • 4.4.5 證據(jù)推理105-107
  • 4.4.6 綜合信息處理與專家評(píng)估107-108
  • 4.5 本章小結(jié)108-109
  • 第五章 邊坡遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的建立109-121
  • 5.1 引言109
  • 5.2 系統(tǒng)的構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)109-115
  • 5.2.1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)110-113
  • 5.2.2 現(xiàn)場(chǎng)信息監(jiān)控平臺(tái)113-114
  • 5.2.3 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心114-115
  • 5.3 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)115-116
  • 5.3.1 功能分析115-116
  • 5.3.2 通信協(xié)議116
  • 5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)116-120
  • 5.4.1 短距離無線傳輸軟件設(shè)計(jì)116-117
  • 5.4.2 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件實(shí)現(xiàn)117-119
  • 5.4.3 現(xiàn)場(chǎng)信息綜合處理平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)119-120
  • 5.5 本章小結(jié)120-121
  • 第六章 結(jié)論與展望121-125
  • 6.1 結(jié)論121-123
  • 6.2 展望123-125
  • 參考文獻(xiàn)125-132
  • 致謝132-133
  • 科研成果統(tǒng)計(jì)133
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