[发明专利]一种通用的多点非线性整体变形预测方法

摘要

本发明公开了一种通用的多点非线性整体变形预测方法，将工程建筑物变形观测中多个变形监测点进行整体建模与预测，考虑实际工程可能出现等间距和非等间距的变形观测序列，提出一种通用的多点非线性时空变形预测模型，包括多点变形数据获取、观测序列等间距判断、观测数据处理，多点非线性模型建立，模型参数求解、模型精度分析和整体变形趋势预测。本发明公开了一种既适用于等间距和不等间距变形观测序列的通用多点非线性整体变形预测方法，对大坝、桥梁、高层建筑物、隧道、滑坡等工程安全监测与灾害预警能够显著提高整体变形趋势的预测精度与准确度。

主权项

1.一种通用的多点非线性整体变形预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对采集的变形监测点原始观测数据序列进行判读预处理；设m个监测点的观测数据序列为j＝1,2,…,m，m为维数且m>1，n表示观测序列的长度，即观测期数；对应的观测时间序列为T＝(t₁,t₂,…,t_n)；若t_k‑t_k‑1≠const，k＝2,3,…,n，const表示一常数值，则称原始观测数据序列为非等时间间距序列；对观测数据序列进行判读预处理包含以下子步骤：步骤1.1：对观测数据序列进行等距化处理，包含以下子步骤：步骤1.1.1：求观测时间序列的平均时间间隔Δt0，Δt0＝(tn‑t1)/(n‑1),k＝1,2,…,n；步骤1.1.2：求等距处理后的时间序列T'＝(t1',t2',…,tn')，tk'＝t1+(k‑1)Δt0,k＝1,2,…,n；步骤1.1.3：求等距处理前后各期的时间差Δtk＝tk‑tk'＝tk‑t1‑(k‑1)Δt0，k＝1,2,…,n；步骤1.1.4：计算观测数据序列中各期观测值的修正值Δxj(0)(tk)：其中j＝1,2,…,m,k＝1,2,…,n；步骤1.1.5：求得处理后的等时间间距数据序列Zj(0)＝{zj(0)(1),zj(0)(2),…,zj(0)(n)},其中zj(0)(k)＝xj(0)(tk)‑Δxj(0)(tk),j＝1,2,…,m，k＝1,2,…,n；步骤1.2：对等时间间距数据序列Zj(0)进行处理，包含以下子步骤：步骤1.2.1：对进行均值化处理，得到均值序列步骤1.2.2：对均值序列进行一次累加处理，得到一次累加序列若t_k‑t_k‑1＝const(k＝2,3,…,n)，则称原始观测数据序列为等时间间距序列，对原始观测数据序列进行判读预处理包含以下子步骤：步骤1.1：对观测数据序列进行等距化处理，包含以下子步骤：步骤1.1.1：求观测时间序列的平均时间间隔Δt0，Δt0＝(tn‑t1)/(n‑1),k＝1,2,…,n；步骤1.1.2：求得处理后的等时间间距序列zj(0)(k)＝xj(0)(tk),k＝1,2,…,n，步骤1.2：对等时间间距序列Zj(0)进行处理，包含以下子步骤：步骤1.2.1：对进行均值化处理，得到均值序列步骤1.2.2：对均值序列进行一次累加处理，得到一次累加序列步骤2：建立多点非线性模型；步骤3：求解模型参数的估值；步骤4：多点非线性整体变形预测式的确定；步骤5：模型精度分析。