混沌理論預測模型研究及其在大壩安全監(jiān)測中的應用.pdf

1、隨著水利事業(yè)的發(fā)展,水利工程建設條件越趨復雜,這就使得在水電工程建成后工程建筑物面臨的安全問題日漸突出。鑒于這一問題,基于數(shù)學模型的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和預測分析自然被提到了一個重要的位置。本文正是針對這一問題展開研究,從對大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)處理這一目的出發(fā),建立了基于混沌理論的時間序列預測模型,通過模型對基于混沌理論的預測模型的內(nèi)容和應用方向加以分析研究,并將模型應用到大壩滲流、位移監(jiān)測數(shù)據(jù)預測中。確定了適用于水利工程的相空間重構(gòu)理論計算方法和

2、最大Lyapunov指數(shù)計算過程;對于建立模型的精確性,采用了灰色系統(tǒng)模型進行比較分析。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)系統(tǒng)闡述了混沌理論的基本原理,并設計其求解步驟。結(jié)合大壩滲流和位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點,通過對工程實例采集的數(shù)據(jù)分析,確定大壩滲流和位移監(jiān)測數(shù)據(jù)在混沌理論中的適用性和可行性。
　　 (2)提出了“相空間重構(gòu)理論”的幾種算法,闡述算法原理,設計算法求解步驟。針對目前多種重構(gòu)算法進行比較分析,結(jié)合實際工程算

3、例,對大壩滲流和位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行重構(gòu)處理,通過多組數(shù)值分析比較計算結(jié)果,選取監(jiān)測數(shù)據(jù)處理適用的計算方法。
　　 (3)提出了計算“最大Lyapunov指數(shù)”和關(guān)聯(lián)維數(shù)的幾種算法,闡述算法原理,設計算法求解步驟。在把握混沌特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際工程算例,對以上幾種方法進行運算求解。判斷原型數(shù)據(jù)的混沌特性。
　　 (4)建立了全域法、局域法、加權(quán)零階局域法和基于最大Lyapunov指數(shù)預測方法四種預測模型,對其進行工程實例分