[发明专利]一种基于ARIMA-LSTM组合模型的输电杆塔应变时间序列预测与失稳预警方法

权利要求书

1.一种基于ARIMA-LSTM组合模型的输电线路杆塔应变时间序列预测及失稳预警方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤S1.针对采集到的输电杆塔应变时间序列，确定ARIMA模型所用的参数，构建ARIMA模型对应变时间序列训练样本进行预测，得到ARIMA模型预测值；

步骤S2.采用LSTM模型去拟合步骤一中ARIMA模型预测之后的残差序列，得到残差序列的预测值；

步骤S3.构建另一个LSTM模型去拟合步骤一中ARIMA模型预测值、步骤二中LSTM模型拟合得到的残差序列的预测值和采集到的输电杆塔应变时间序列的关系，建立杆塔钢构应变时间序列短期预测模型；

步骤S4.通过建立输电杆塔和导线系统有限元模型，改变输电线路载荷模拟实际情况，依据仿真结果给出相应测点应变变化范围对应的杆塔安全状况分级情况；

步骤S5.针对实测的杆塔钢构应变时间序列，采用上述建立的应变时间序列短期预测模型对应变数据进行滚动预测，结合步骤S4制定的应变变化范围对应的杆塔失稳分级预警判据，对杆塔短期内未来的安全状况进行实时预警。

2.根据权利要求1所述的基于ARIMA-LSTM组合模型的输电线路杆塔应变时间序列预测及失稳预警方法，其特征在于，所述步骤S1中ARIMA模型参数确定主要步骤包括：

S11.采用ADF单位根检验法对应变时间序列进行平稳性检验，若判定为非平稳时间序列将其处理为平稳时间序列；

S12.通过观察序列的自相关图和偏自相关图截尾和拖尾情况判定模型类型并初步确定ARIMA模型参数的取值。

3.根据权利要求1所述的基于ARIMA-LSTM组合模型的输电线路杆塔应变时间序列预测及失稳预警方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于建立输电杆塔和导线系统有限元模型，改变输电线路载荷模拟实际情况，计算得到构件应力比值，根据杆塔结构体系失效判据提取对应测点钢构处应变随载荷变化范围，给出杆塔失稳分级预警判据。

4.根据权利要求3所述的基于ARIMA-LSTM组合模型的输电线路杆塔应变时间序列预测及失稳预警方法，其特征在于，所述杆塔失稳分级预警判据依据失效情况分为三级：轻微破坏、中等破坏和严重破坏。

5.根据权利要求1所述的基于ARIMA-LSTM组合模型的输电线路杆塔应变时间序列预测及失稳预警方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过对杆塔应变时间序列滚动预测，可在短期内预估杆塔安全状况，从而对杆塔失稳进行实时分级预警。