基于組合模型的橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、在國家的現(xiàn)代化建設(shè)中，橋梁建設(shè)是必不可少的。由于橋梁投資巨大、使用期漫長，因此其使用的安全性極為重要。為了實時了解橋梁結(jié)構(gòu)在各階段的運(yùn)行狀態(tài)，許多橋梁在建設(shè)時就安裝了監(jiān)測的傳感器，在橋梁的運(yùn)行過程中產(chǎn)生了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。如何有效合理的利用這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)對橋梁運(yùn)行現(xiàn)狀的安全評估，是橋梁工程研究的一個重要課題。本文將基于ARIMA模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型應(yīng)用到橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析中，致力于提高橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)分析時模型的預(yù)測精度，滿足實際工程應(yīng)

2、用的需要。
　　本文的主要研究內(nèi)容為：
　　首先，將基于ARIMA模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型引入到橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析中，利用ARIMA模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行建模預(yù)測，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行建模預(yù)測，最后將兩種預(yù)測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到組合模型的最終預(yù)測值；并以實際的橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，證明了組合模型在橋梁結(jié)構(gòu)未來發(fā)展趨勢預(yù)測中的可行性；
　　其次，將滾動學(xué)習(xí)滑動窗口預(yù)測機(jī)制引入到組合模型中，對 ARIMA模型和BP神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)一步預(yù)測算法進(jìn)行改進(jìn)；利用Akaike信息量函數(shù)的FPE準(zhǔn)則、AIC準(zhǔn)則及BIC準(zhǔn)則確定滑動窗口的最佳滑動次數(shù)L；當(dāng)窗口滑動L次時，則把最新采集的L期觀測數(shù)據(jù)添加到訓(xùn)練集中，同時刪除訓(xùn)練集中最早的L期數(shù)據(jù)，然后利用窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)重新建立組合模型；
　　最后，利用組合模型對橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測并計算未來觀測值的置信區(qū)間，當(dāng)實際觀測值以概率 P落入置信區(qū)間以內(nèi)，則判定該觀測值為正常數(shù)據(jù)，否則判定該觀測值為異常數(shù)據(jù)，并以相應(yīng)的