基于偏最小二乘回歸的大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計(jì)模型的研究.pdf

1、本文在全面總結(jié)歸納前人在大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計(jì)模型研究成果的基礎(chǔ)上,針對(duì)最小二乘回歸方法存在的不足,以偏最小二乘回歸方法、正交信號(hào)修正法、加權(quán)塊式遞推偏最小二乘回歸方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論為依據(jù),提出了大壩安全監(jiān)控的偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型、基于正交信號(hào)修正的偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型、加權(quán)塊式遞推偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型及基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型,并結(jié)合黑河金盆水庫(kù)實(shí)測(cè)資料詳細(xì)分析了各種模型的性能.此項(xiàng)研究工作不僅對(duì)工程實(shí)踐有著重要的實(shí)

2、用價(jià)值,而且對(duì)提高我國(guó)大壩安全管理水平有著重要意義. 主要研究?jī)?nèi)容及成果如下: (1)全面系統(tǒng)地歸納總結(jié)了前人的大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計(jì)模型,并結(jié)合工程實(shí)例,分析了最小二乘回歸方法在統(tǒng)計(jì)模型建模過(guò)程中存在的問(wèn)題,指出因子間嚴(yán)重多重相關(guān)性是造成最小二乘回歸模型結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和解釋性差的根本原因. (2)依據(jù)偏最小二乘回歸方法的理論,以統(tǒng)計(jì)模型的建模為應(yīng)用目標(biāo),提出了偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型.研究分析表明,該模型能有效克服因子間嚴(yán)

3、重的多重相關(guān)性,從而得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及解釋性強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)模型.經(jīng)工程實(shí)測(cè)資料的驗(yàn)算并與最小二乘回歸模型比較,證明該模型是因子嚴(yán)重多重相關(guān)情況下建模的有力工具.為此本文在利用偏最小二乘回歸方法提供穩(wěn)定的統(tǒng)計(jì)模型結(jié)構(gòu),以及在將模型中時(shí)效變化圖作為評(píng)價(jià)大壩安全狀態(tài)的重要方法等方面取得了具有創(chuàng)新性的成果. (3)首先利用正交信號(hào)修正法對(duì)自變量預(yù)處理,再運(yùn)用偏最小二乘回歸法,結(jié)合大壩實(shí)測(cè)資料,首次建立了基于正交信號(hào)修正的偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型.研

4、究表明,由于利用正交信號(hào)修正法,去除了效應(yīng)量的正交因素,在運(yùn)用偏最小二乘回歸法時(shí),只需要選擇一個(gè)主成分,就能夠建立模型.與傳統(tǒng)的偏最小二乘回歸統(tǒng)計(jì)模型相比,該模型結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,解釋性更好. (4)傳統(tǒng)的偏最小二乘回歸法存在如下缺點(diǎn):模型一旦建立便固定下來(lái),當(dāng)過(guò)程特性或操作條件發(fā)生變化時(shí),不能及時(shí)更新.針對(duì)這一缺點(diǎn),本文首次提出運(yùn)用加權(quán)塊式遞推偏最小二乘回歸法建立大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計(jì)模型,通過(guò)實(shí)例研究發(fā)現(xiàn),該模型能夠很好地適應(yīng)大壩運(yùn)行狀