大坝变形预报的神经网络极限学习方法

针对大坝变形具有强非线性的特点以及在采用传统BP神经网络模型进行预报时存在学习速度慢、易陷入局部极小等问题,提出将极限学习机(ELM)方法用于大坝变形预报。该方法不仅可以简化网络参数选择过程,而且可以明显提高网络的训练速度,并具有良好的泛化性能。工程实例结果分析表明了ELM方法应用于大坝变形预报具有可行性和有效性。     

大坝变形监测的BP网络模型与预报研究

建立有效实用的大坝安全监测模型,对于馆控大坝运行意义重大。针对目前国内外常用统计模型、确定性模型等的不足,提出将基于误差逆传播算法的BP神经网络模型用于大坝变形监测数据的拟合分析及其预测预报研究,最后以福建水口混凝土重力坝变形监测为例,对坝顶垂直位移实测值建立了BP网络模型,并将模型用于坝顶垂直位移预报,结果表明,BP网络模型的拟合和预报精度明显优于相应的统计模型。     

基于集合经验模态分解和 BP 神经网络的北京市 PM2.5 预报研究

利用集合经验模态分解算法(EEMD)和 BP 神经网络组成的混合模型, 对北京城区PM_2.5浓度值进行短期预报。结果表明, 与单独使用BP神经网络模型相比, EEMD-BP混合模型的预报准确率更高; 混合模型高频部分的预报误差是整体误差的主要方面; 混合模型的输入变量中需包含输出变量的信息; 前期污染物浓度的数值对模型的预报结果有较大的影响。     

基于经验模式分解和BP神经网络的刀具状态监测方法

为提高刀具检测识别率,采用经验模式分解法分解不同状态刀具的切削声音信号,计算各信号分量的能量百分比,形成特征向量。利用三次样条插值方法对特征向量进行插值,插值后的特征向量保留了原始信号的所有特征成分,应用BP神经网络识别刀具的状态。实验结果表明:经验模式分解方法和BP神经网络相结合可以有效识别铣刀状态,平均识别率达86%。     

主成分分析与BP网络组合的大坝变形预报

将主成分分析与BP神经网络相结合应用到大坝变形影响因子的优化中,建立大坝变形预测模型.可以有效地降低输入因子的维数,减小因子之间相关性的影响,简化网络结构,降低网络训练难度,提高预测的稳定性及精度,提升BP网络训练的效率,解决由影响因子内部相关性而需引入大量因子的问题.通过实验结果对比表明,主成分分析与BP网络相结合的...     

基于改进的BP神经网络的大坝蓄水期实时预报模型

蓄水期是大坝安全监测的重点时期.鉴于坝体性态随水位快速升高产生实时变化,蓄水期监测资料平稳性较差等特点,传统的BP神经网络对数据处理本质上属于静态网络,不能满足对实时变动的蓄水期数据样本的准确预测.为了解决这个问题,在传统的BP神经网络模型的基础上,通过在误差计算和模型参数中分别引入遗忘因子,实时更新数据的影响权重,建立了大坝蓄水期资料分析的时变分析模型.最后使用传统的BP神经网络模型和改进的BP神经网络模型进行实例分析,结果表明后者比前者在径向位移的预测上精度提高1mm以上,改进的BP神经网络模型更加适用于大坝蓄水期监测资料分析与预测.     

基于经验模式分解消噪的高层建筑物变形监测数据处理方法

经验模式分解方法具有根据信号本身特征进行自适应滤波消噪的功能,基于这一特点将其应用于高层建筑物变形监测数据处理.通过对实际变形监测数据进行分析,表明应用该方法可以取得良好的消噪效果,并可从受强噪声干扰的数据序列中提取出微弱的变形特征信息.     

基于模糊综合评判的大坝变形分析与预报研究

考虑到大坝变形分析中各影响因素与变形量之间存在着模糊性,提出应用聚类分析与模糊综合评判相结合的方法来处理大坝的变形观测数据.文中以西津大坝的52组变形观测数据为例,运用模糊综合评判的基本原理与算法,建立了相应的隶属函数,确定了权重集和模糊关系矩阵,并采用模型3进行模糊关系合成.然后,通过举例说明该方法的计算过程与评价方法.最后,利用表2中的数据及模型3对西津大坝的28套变形监测数据进行了变形分析与预报,准确率达到82%,说明采用该方法来处理大坝的变形观测数据是切实可行的,具有一定的实际应用价值.     

逐一混合遗传算法在大坝变形预报中应用

建立了大坝变形预报的逐一混合遗传模型,并将其与整体遗传模型、逐一Levenberg-Marquardt (LM)模型、整体LM模型进行了比较. 工程实例表明,在建模样本相同,预报因子相同,且结构参数不变的条件下,逐一混合遗传模型和整体遗传模型的预报精度分别高于逐一LM模型和整体LM模型,且预报结果稳定;逐一混合遗传模型和逐一LM模型的预报精度分别高于整体遗传模型和整体LM模型;随着样本的积累,逐一混合遗传模型的预报精度不断提高, 并具有实时性的优点, 可以准确、有效地应用于大坝变形监测量的实时预报.     

基于BP神经网络的纺纱质量预报模型

简述了纺纱质量预报的理论与实际意义，应用了BP神经网络的标准算法。通过建立BP神经网络模型对细纱条干不匀率(CV）断裂强力(BS)与纺纱断头率(ED)进行预报，并与多元线性回归方法进行比较，验证了BP神经网络预报的准确性与高效性。最后以纺纱断头率(ED)预报为例，指出了今后神经网络在纺纱质量预报应用中亟待解决的问题。     

基于互补集合经验模态分解-模糊熵-深度信念网络的短期风速预测

针对原始风速序列具有非线性、非平稳性和不可控性的问题,提出基于互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)-模糊熵(fuzzy entropy,FE)-深度信念网络(deep belief network,DBN)的短期风速预测模型。首先,利用CEEMD方法将原始风速序列分解为一系列不同尺度的本征模态分量(IMF)以降低其非平稳性;其次,利用模糊熵方法将多个IMF分量进行重组以避免分量数目过多给预测精度造成的影响;最后,利用深度信念网络其强大的深度特征提取能力和非线性映射学习能力的优点,分别对新的分量进行预测和叠加获得最终预测值。实验表明,较BP神经网络模型和DBN模型,组合模型提高了预测精度,具有可行性和有效性。     

高边坡施工期变形预测遗传神经网络模型

基于BP网络存在的不足,将遗传算法引入到BP网络模型中,建立了高边坡施工期相邻层开挖暂停阶段变形预测遗传神经网络模型,对边坡时效变形进行预测,并对预测的结果进行检验,结果表明模型取得较好的预测效果,可供类似工程参考使用.     

经验模态分解和小波分解滤波特性的比较研究

 为了更好地了解小波分解(WD)和经验模态分解(EMD)2种方法对非平稳信号滤波特性的差异,以及2种方法的实际应用效果和各自的优缺点,提出了运用对高斯白噪声信号分解分量平均功率谱特性的分析来对比2种方法滤波特性差异的研究方法,并运用多项对比实验对所提研究方法的有效性进行验证.实验结果表明,所提研究方法能够有效地解释2种分解各自的滤波特性.对于EMD分解,各分量平均功率谱表现为带宽逐渐减小,中心频率逐渐降低的一组有序排列的带通滤波器.整个分解过程不需人为干预可自动完成,但存在边缘效应问题,如不加以处理可能会严重影响分解质量;对于小波分解,选择不同小波基,有的表现出与EMD分解类似的多尺度滤波特性,有的则不尽相同,甚至是完全不同.所以小波基的选择和分解层数的设置不同,可能会导致分解结果出现较大差异,因此存在对小波基优化选择问题.此外,小波分解过程速度较快,平均用时仅为EMD的1/25.     

基于经验模态分解的低信噪比探地雷达数据处理

阐述经验模态分解原理及复信号分析理论,着重讨论EMD分解应满足的条件及具体分解过程.应用EMD方法对单道GPR数据及GPR正演加噪剖面分别进行分解,得到从高至低不同频率范围的本征模态函数GPR图.然后,以湖南长沙黑麋峰抽水蓄能电站进厂交通隧洞实测GPR剖面为例,首先对该剖面进行EMD分解去除部分噪声,再利用Hilbert变换求取GPR剖面复信号,并提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率3个参数,绘制出相互独立的瞬时参数剖面图.研究结果表明:EMD分解对于低信噪比GPR数据具有较强的适应性,把EMD分解应用于含噪的雷达信号,并结合GPR复信号分析技术得到的“三瞬”信息,避免了使用单一时距剖面分析所造成的解释偏差,可以较好地实现对低信噪比GPR数据的噪声去除,突出雷达剖面中异常体特征,达到提高GPR信号分析效果及解释精度的目的.     

应用经验模态分解下的AR模型提取旋转机械故障特征

将时间序列的AR模型引入到旋转机械故障诊断中,采用了经验模态分解与AR模型相结合的方法提取旋转机械的故障特征。通过选取含有故障信息的固有模态函数进行功率谱分析,提取故障特征,分析故障原因。仿真和试验结果表明,此法能够有效地提取故障特征参数,为旋转机械的故障诊断提供了方法保障。     

神经网络模型在面板坝堆石体施工期沉降变形预测中的应用

在分析面板坝堆石体施工期坝体沉降影响因素的基础上,将影响沉降的主要因素作为网络输入参数,以测点沉降量作为网络的输出,建立了神经网络模型.以水布垭面板坝堆石体为例,将模型预测值与实测结果进行了对比,结果表明,预测值与实测结果比较接近,该神经网络能很好地反映面板坝堆石体施工期沉降变形与其影响因素之间的非线性映射关系,预测结果可作为后期填筑反馈设计的依据,同时可通过网络输入参数的调整检验某一因素对坝体沉降的影响程度.     

基于EMD的复合故障诊断方法

针对转子不平衡故障和滚动轴承微弱损伤性故障的复合故障诊断问题,提出了一种基于经验模式分解的故障诊断方法,进行复合故障的耦合特征分离和轴承损伤性故障信号特征提取研究. 该方法首先通过经验模式分解将复合信号分解为若干个本征模函数(intrinsic mode function, IMF);然后通过计算各IMF与原始复合信号的相关系数确定包含故障特征信息的主要成分,除去虚假分量;最后针对主要成分中的低频成分进行频谱分析提出转子故障特征,针对主要成分中的高频成分进行Hilbert包络解调提取调制故障特征,即轴承损伤性故障特征. 仿真及实验结果表明该方法的有效性和实用性.     

损伤检测的经验模态分解法

用经验模态分解法对几种典型信号的特征进行分析.首先分解出内在模态函数分量,再对模态函数进行希尔伯特变换,得到时频图,由模态分量中突变点的位置来识别损伤发生的时间,而由时频图识别频率的变化.对一单自由度系统在刚度突变和累积疲劳引起的缓慢变化两种情况进行了分析,根据时频图中频率的变化识别出刚度发生突变的时刻及刚度变化的过程和损伤程度.结果表明经验模态分解法是进行损伤检测和时变参数识别比较理想的方法之一.     

基于经验模态分解的大地电磁资料人文噪声处理

将经验模态分解(Empiricalmodedecomposition,EMD)方法应用到大地电磁资料的人文噪声处理中,根据人文噪声的不同来源和特征,提出基于EMD的时空滤波器或硬(软)阈值对噪声进行抑制的方法。给出经验模态分解去噪方法的原理和步骤,并对实测大地电磁信号中常见的脉冲干扰、矩形干扰和周期正弦噪声等人文干扰进行消噪处理。研究结果表明：本文提出的噪声改正方法是有效的,突出了有用信号的信息,改善了受干扰大地电磁数据的质量。