基于遺傳-回歸與BP網(wǎng)絡(luò)的土石壩安全監(jiān)控模型研究.pdf

1、隨著水資源不斷開發(fā)與利用的發(fā)展,大壩安全問題日益突出,歷史上曾多次發(fā)生大壩潰壩災(zāi)害,潰壩壩型大多數(shù)均為土石壩,而我國大壩以土石壩為主,且病險水庫中也以土石壩居多,所以針對土石壩的具體情況和特點,對原型監(jiān)測資料進(jìn)行及時處理和分析,并在定性分析的基礎(chǔ)上,建立預(yù)測模型對其進(jìn)行定量分析,對實現(xiàn)大壩安全性態(tài)的實時評判和饋控大壩的安全運行顯得十分必要,對探求更多監(jiān)測資料分析方法和符合實際的監(jiān)控模型具有重要意義。目前,針對土石壩原型監(jiān)測資料分析中某些

2、方面(僅對變形或者滲流)的研究較多,但對土石壩監(jiān)測資料進(jìn)行系統(tǒng)分析研究相對較少,且分析方法大都局限于傳統(tǒng)的統(tǒng)計回歸分析法或以單個算法(如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行建模分析研究。為此,本文在對土石壩原型監(jiān)測資料系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合多種分析方法對其監(jiān)控模型進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)系統(tǒng)闡述原型監(jiān)測資料分析的一般原理步驟,編制逐步回歸分析計算建模程序分析土石壩各效應(yīng)量與其影響量之間關(guān)系。 (2)建立遺傳-回歸

3、模型。通過逐步回歸分析確定土石壩效應(yīng)量的影響因子總集,采用遺傳算法對預(yù)報因子集進(jìn)行隨機(jī)組合優(yōu)選出一組最佳自變量因子組合(Xa1, Xa2, …, Xak),使根據(jù)該因子組合建立的多元線性回歸方程的擬合和預(yù)測的均方根誤差最小,工程算例應(yīng)用表明該模型是可行的,具有較高的預(yù)測精度。 (3)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。著重論述了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型與結(jié)構(gòu)及其學(xué)習(xí)規(guī)則相關(guān)數(shù)學(xué)表達(dá)式的推導(dǎo),面向MATLAB的BP網(wǎng)絡(luò)原理及設(shè)計,通過對學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程每