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基于非線性理論的高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預測

時間:2010-05-25 18:07來源: 作者:秦鵬   點擊:
高邊坡 監(jiān)測數(shù)據(jù) 動力系統(tǒng) 非線性理論 預測模型 分形 混沌 Lyapunov指數(shù)
  【摘要】: 隨著高山峽谷地區(qū)大型水利工程建設(shè)項目的日益增多,邊坡工程的高度越來越大,面臨的問題也日趨復雜和困難,邊坡失穩(wěn)不僅影響工程進度,造成重大經(jīng)濟損失,且多涉及生命財產(chǎn),故高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測是水利工程建設(shè)的核心內(nèi)容之一,對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析及對高邊坡性態(tài)的預測具有重要的社會和經(jīng)濟意義。本文將高邊坡視作一個動力系統(tǒng),充分考慮其非線性問題,將分形理論、混沌理論等非線性科學應用到邊坡監(jiān)測資料分析和預測領(lǐng)域中,具體研究內(nèi)容如下: 首先運用R/S法對高邊坡監(jiān)測時間序列進行分析,發(fā)現(xiàn)巖質(zhì)高邊坡是一個復雜的非線性動態(tài)系統(tǒng),具有較強的分形特性,并在此基礎(chǔ)上建立改進的變維分形預測模型對高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進行擬合、預測,計算結(jié)果表明該預測模型具有抗噪性強、適應小數(shù)據(jù)量監(jiān)測資料,預測精度高等優(yōu)點;接著引入混沌理論,研究了高邊坡動力系統(tǒng)的相空間重構(gòu)方法以及高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)相空間重構(gòu)參數(shù)的確定方法;最后對監(jiān)測資料進行分析,證明了系統(tǒng)演化中存在混沌特性,并建立了基于Lyapunov指數(shù)的高邊坡監(jiān)控預測模型。 【關(guān)鍵詞】:高邊坡 監(jiān)測數(shù)據(jù) 動力系統(tǒng) 非線性理論 預測模型 分形 混沌 Lyapunov指數(shù)
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2009
【分類號】:TV698.1
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2009.156143
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-7
  • 致謝7-11
  • 第一章 緒論11-14
  • 1.1 選題的目的和意義11-12
  • 1.2 國內(nèi)外研究狀況分析12-13
  • 1.3 本文的研究思路及主要工作13-14
  • 第二章 高邊坡監(jiān)控理論分析方法及預測模型研究14-20
  • 2.1 高邊坡監(jiān)控理論分析方法及預測模型14-19
  • 2.1.1 邊坡系統(tǒng)的自組織特征14-15
  • 2.1.2 邊坡系統(tǒng)灰色理論研究15-16
  • 2.1.3 邊坡系統(tǒng)協(xié)同學研究16-17
  • 2.1.4 邊坡系統(tǒng)突變理論17-18
  • 2.1.5 邊坡系統(tǒng)分析、預測的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法18-19
  • 2.2 本章小結(jié)19-20
  • 第三章 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的分形特征分析及分形預測模型建立20-39
  • 3.1 概述20-21
  • 3.2 分形理論的基本概念21-24
  • 3.2.1 分形理論簡述21-22
  • 3.2.2 分形維數(shù)的定義與計算22-24
  • 3.3 巖質(zhì)高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的分形特征分析24-33
  • 3.3.1 重標度級差分析的時間序列法(R/S 分析方法)24-26
  • 3.3.2 工程實例26-32
  • 3.3.3 結(jié)論32-33
  • 3.4 巖質(zhì)高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的分形預測模型33-38
  • 3.4.1 改進的變維分形模型的建立33-35
  • 3.4.2 工程實例35-37
  • 3.4.3 結(jié)論37-38
  • 3.5 本章小結(jié)38-39
  • 第四章 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的混沌特征分析及混沌預測模型建立39-57
  • 4.1 概述39-40
  • 4.2 混沌的概念40-41
  • 4.2.1 混沌的基本定義40-41
  • 4.2.2 混沌的基本特征41
  • 4.3 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)的相空間重構(gòu)41-47
  • 4.3.1 相空間重構(gòu)技術(shù)42-43
  • 4.3.2 相空間重構(gòu)參數(shù)的選取43-47
  • 4.4 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)的混沌特征量47-50
  • 4.4.1 關(guān)聯(lián)維數(shù)d_247-48
  • 4.4.2 Lyapunov 指數(shù)48-50
  • 4.5 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列預測混沌模型50-52
  • 4.5.1 基于Lyapunov 指數(shù)的時間序列預測模式50-51
  • 4.5.2 模型的可預測時間51
  • 4.5.3 高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列預測混沌模型的計算過程51-52
  • 4.6 工程實例52-55
  • 4.7 本章小節(jié)55-57
  • 第五章 結(jié)論與展望57-59
  • 5.1 結(jié)論57-58
  • 5.2 展望58-59
  • 參考文獻59-62
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