用時(shí)間序列分析法進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的研究

1、<p>　　用時(shí)間序列分析法進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的研究</p><p>　　摘要：時(shí)間序列方法分析已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用在建筑沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的沉降檢測(cè)工作。通過這項(xiàng)新技術(shù)的運(yùn)用和處理有效的對(duì)沉降趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)化的預(yù)測(cè)和監(jiān)控，提高了建筑沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作效率，促進(jìn)了動(dòng)態(tài)沉降預(yù)測(cè)模型的建立和運(yùn)行。為選擇科學(xué)的解決辦法而做好充分的準(zhǔn)備。其中需要注意的是必須將沉降的總量控制在一定的范圍內(nèi)，

2、確保其能正常的投入到工作中去，本文主要對(duì)幾種主要的時(shí)間序列分析方法的形式和功能進(jìn)行研究和分析。 </p><p>　　關(guān)鍵字：時(shí)間序列；建筑沉降；數(shù)據(jù)處理；觀測(cè) </p><p>　　我國改革開發(fā)政策的實(shí)行帶動(dòng)著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷進(jìn)步和增長，在城市化的進(jìn)程中，高層建筑成為城市發(fā)展的標(biāo)志，具有現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)增長的象征意義。在地基上建設(shè)高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)就對(duì)土層的負(fù)載承受提出了更高的要求，為了實(shí)現(xiàn)

3、建筑的安全施工和建設(shè)必須將預(yù)防建筑物基礎(chǔ)的沉降和傾斜作為重點(diǎn)的建設(shè)項(xiàng)目。將沉降的觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)模型充分的運(yùn)用在建筑物的施工中去，以便為建筑施工提供科學(xué)、準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常，及時(shí)預(yù)警，從而確保建筑施工安全，根據(jù)這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行基礎(chǔ)的地基處理方法的研究和設(shè)計(jì)，確保地基的沉降總量在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)。 </p><p>　　一、時(shí)序分析法的概念 </p><p>　　在動(dòng)態(tài)的領(lǐng)域研究中，時(shí)

4、間序列分析法被廣泛的運(yùn)用在動(dòng)態(tài)模型的數(shù)據(jù)建設(shè)中，通過多數(shù)據(jù)模型的科學(xué)分析來有效地判斷，全面的掌握數(shù)據(jù)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征和性能。時(shí)間序列法的工作主要是針對(duì)固定時(shí)間內(nèi)，連續(xù)變化數(shù)字之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系分析，在研究的對(duì)象中這些動(dòng)態(tài)數(shù)字是普遍存在的，由于觀測(cè)的數(shù)據(jù)形式背景存在差異，其具體的信息內(nèi)容和所呈現(xiàn)的規(guī)律也不相同，造成人們的認(rèn)識(shí)也存在一定的偏差，對(duì)于目前建筑陳沉降中的具體應(yīng)用以自回歸模型展開。 </p><p>　　為了在有

5、限的時(shí)間內(nèi)，高效的解決動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理并保證結(jié)果的精確，時(shí)序分析法就成為實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)目的的科學(xué)分析方法，因?yàn)榫邆溥@樣顯著的特征而被工程和自然領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用?；诮ㄖ锏某两禉z測(cè)序列具有動(dòng)態(tài)的特征，需要結(jié)合實(shí)例來具體分析時(shí)序分析法的作用和工作原理，以對(duì)同一檢測(cè)項(xiàng)的觀測(cè)序列來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的模式開展工作，通過數(shù)學(xué)的表達(dá)式來反映檢測(cè)項(xiàng)目的變化特征和趨勢(shì)以及它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。在根據(jù)這個(gè)特殊的關(guān)系式來進(jìn)行確定時(shí)間的預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)工作，能夠有效地為施工的評(píng)估內(nèi)容

6、和工程后期維護(hù)做準(zhǔn)備。 </p><p>　　二、時(shí)間序列分析法 </p><p>　?。ㄒ唬┳曰貧w模型介紹 </p><p>　　t=1，2，3，是自回歸模型中的數(shù)學(xué)表達(dá)式，其中自回歸的的階用p來表示，回歸系數(shù)則通過這樣形式的表達(dá)更加直觀。通過這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式能準(zhǔn)確的放映各種動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。p作為模型階數(shù)具有非常特殊的意義，他能對(duì)序列模型的形狀進(jìn)行初步的鑒定和識(shí)別，達(dá)

7、到模型識(shí)別的功效。自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)擁有特殊的截尾和拖尾性，這是平穩(wěn)時(shí)間序列所有的特征，為模型的識(shí)別過程提供了良好的參考依據(jù)。將樣本觀測(cè)值的估值進(jìn)行自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)的計(jì)算來確定其估值。{xt}是AR（p）序的判斷結(jié)果是通過建立在AR（p）序的估算結(jié)果偏相關(guān)值在p步截尾的估算得到的。 </p><p>　　將科學(xué)化的F檢測(cè)準(zhǔn)則來判定模型的階數(shù)，具體的實(shí)施過程是將 的高階系數(shù)中的值調(diào)整為零，在這部操作之前必

8、須先建立AR（p）。再用F檢測(cè)的方法來對(duì)階數(shù)降低之后的模型進(jìn)行判定。通過檢驗(yàn)之后與與之前的AR（p）進(jìn)行對(duì)比分析，尋找其中存在差異的部分，檢測(cè)的結(jié)果偏大時(shí)需要將階數(shù)增大來解決這種情況的出現(xiàn)。因此差異非常明顯的情況下則需要將階數(shù)持續(xù)增大直到為理想的數(shù)據(jù)為止，具體的實(shí)施步驟是： </p><p>　　1、先對(duì)AR（p）進(jìn)行初步的建立，再將假設(shè)設(shè)置為 =0 </p><p>　　2、對(duì)AR（p）

9、進(jìn)行平方計(jì)算并將 和AR（p-1）同樣進(jìn)行殘差平方計(jì)算。對(duì)F檢測(cè)準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，將N設(shè)置為樣本的長度，其中將p設(shè)置為參數(shù)，將自由度可以近似的看作是1，以N-1的F分布來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算工作。 </p><p>　　3、根據(jù)所給出的定顯水平來對(duì)臨界值 進(jìn)行查詢，若果 ≤ 則 成立，將AR（p-1）選為合適的模型設(shè)計(jì)。反之則不成立，需要針對(duì)模型的階數(shù)提出持續(xù)上升的要求。 </p><p>　?。ǘ?/p>

10、）模型參數(shù)的估算 </p><p>　　在模型參數(shù)的估計(jì)辦法中經(jīng)常使用的一種方法就是最小二乘估計(jì)法，這種方法的的獨(dú)特性在于能夠滿足條件有最優(yōu)化的估計(jì)辦法，它還有另一種名字叫做精估法。其中將AR模型的參數(shù)設(shè)置為以時(shí)間順序開展的{xt}樣本觀測(cè)值x1，x2，x3，…，xn，根據(jù)變式 來對(duì)AR模型進(jìn)行的最小二乘估計(jì)的數(shù)學(xué)運(yùn)算式。 </p><p><b>　?。ㄈ┠Ｐ偷尿?yàn)收 <

11、/b></p><p>　　在對(duì)模型AR（p）進(jìn)行驗(yàn)收的過程中必須將模型是否具有平穩(wěn)性作為主要參考的內(nèi)容，主要的步驟是建立模型的延遲子方程是否大于1。在具體的計(jì)算過程得到的解如果都是大于1的情況則表示模型的建立相對(duì)穩(wěn)定。除此之外還需要對(duì)模型的噪音進(jìn)行獨(dú)立性能的檢測(cè)，這一過程的具體操作是將估值和樣本值帶入具體的模型中進(jìn)行檢測(cè)，通過數(shù)學(xué)的運(yùn)算來得出殘差，經(jīng)過多組的計(jì)算就可以得到一系列的殘差值，通過對(duì)序列的數(shù)據(jù)分

12、析和白噪聲序列的對(duì)比來判斷其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)的序列是否和白噪聲序列的數(shù)據(jù)一致，將自相關(guān)的檢測(cè)方法運(yùn)用到具體的檢測(cè)過程中，主要涉及的內(nèi)容有：p階段回歸模型參數(shù)的估計(jì)，使用的公式有 </p><p>　　t=1，2，3。q階段的滑動(dòng)平均模型參數(shù)的估計(jì)以及ARMA（p，q）模型的參數(shù)估計(jì)計(jì)算，在這一步中由于涉及的過程比較復(fù)雜可以采用多種計(jì)算方法來對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。 </p><p><b&g

13、t;　　（四）模型的預(yù)報(bào) </b></p><p>　　模型的預(yù)報(bào)需要將{xk}設(shè)置為平穩(wěn)零均值的序列，將之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和預(yù)報(bào)來并為下一步的預(yù)報(bào)做準(zhǔn)備，對(duì)未來的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)報(bào)。將系數(shù)確定為已估計(jì)的值，當(dāng) 時(shí)進(jìn)行如下的計(jì)算 ； ； </p><p>　　通過運(yùn)用這樣的數(shù)學(xué)式來進(jìn)行遞推計(jì)算。來獲取任意步的預(yù)報(bào)值。 </p><p>　　三、實(shí)際引用的

14、計(jì)算 </p><p>　　通過對(duì)預(yù)報(bào)次數(shù)的圖標(biāo)分析可以發(fā)現(xiàn)隨著預(yù)報(bào)次數(shù)的不斷增加，觀測(cè)值和預(yù)報(bào)值之間差值也逐漸的增大，這一現(xiàn)象充分的說明了建筑物的穩(wěn)定性。其次，在運(yùn)用時(shí)間序列的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)報(bào)，這種預(yù)報(bào)方式和實(shí)際的預(yù)報(bào)結(jié)果還存在一定的差距，而隨著時(shí)間的推移這種差距也會(huì)越來越大。 </p><p>　　根據(jù)對(duì)預(yù)報(bào)沉降的總量進(jìn)行趨勢(shì)化的預(yù)報(bào)和趨勢(shì)分析，以最終的結(jié)果為參照，在形式上基本保持一

15、致，同時(shí)因?yàn)闀r(shí)間序列的運(yùn)用而使得在建筑物沉降的預(yù)算過程中表現(xiàn)出定性的趨勢(shì)判斷，實(shí)現(xiàn)較短時(shí)間內(nèi)的建筑物沉降預(yù)報(bào)工作。這種有效的方式是實(shí)現(xiàn)建筑物沉降數(shù)據(jù)觀測(cè)的最好方式，需要充分的將這種方法運(yùn)用到在實(shí)際的建筑工程中去。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　時(shí)間序列的分析辦法在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)性的計(jì)算和變形圖形的分析，在模型的效果上表

16、現(xiàn)的比較突出，因?yàn)闀r(shí)間序列在計(jì)算的過程中需要大量的數(shù)據(jù)作為支持，而數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化非常明顯造成模型的誤差較大，對(duì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性造成一定的影響。本文所闡述的時(shí)間序列分析方法在計(jì)算過程上運(yùn)用到全部原理和特征，其中計(jì)算所得的最終結(jié)果和平差方法所計(jì)算的結(jié)果存在一定的相似性，而時(shí)間序列分析法的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)沉降預(yù)報(bào)的分析。在建筑物的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)中占據(jù)著非常重要的地位，能夠?qū)?dòng)態(tài)的變化規(guī)律進(jìn)行有效的掌握和確認(rèn)，進(jìn)而完成下一步的物理變形解釋分析。 &l

17、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]朱睿，張俊中，龍洋，王忠緯.時(shí)間序列模型在建筑物沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012（2） </p><p>　　[2]陸立，胡曉麗，王春華.用時(shí)間序列分析法進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2004（12） </p><