邊坡位移非線性時(shí)間序列的高斯過(guò)程預(yù)測(cè)方法.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展及國(guó)家對(duì)水利事業(yè)的重視，水利工程建設(shè)方興未艾。水利工程建設(shè)中常遇到高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，此外，水庫(kù)蓄水誘發(fā)庫(kù)區(qū)滑坡問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。邊坡安全關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，邊坡變形時(shí)間序列預(yù)測(cè)是水利工程學(xué)科的重要研究領(lǐng)域。邊坡系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜非線性動(dòng)力系統(tǒng)，其穩(wěn)定性受水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及人類工程活動(dòng)等多種因素綜合影響，變形破壞機(jī)制復(fù)雜，給邊坡變形時(shí)間序列的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)帶來(lái)了極大困難。因此，開(kāi)展邊坡變形非線

2、性時(shí)間序列預(yù)測(cè)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與研究?jī)r(jià)值。
　　 高斯過(guò)程(Gaussian Process)是新近發(fā)展起來(lái)的一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對(duì)于處理高維數(shù)、小樣本、非線性等復(fù)雜問(wèn)題具有良好的適應(yīng)性，本文將高斯過(guò)程機(jī)器學(xué)習(xí)方法引入到邊坡位移的預(yù)測(cè)中來(lái)，主要研究工作及成果如下：
　　 (1)針對(duì)傳統(tǒng)的基于線性模型時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)精度不高、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易出現(xiàn)過(guò)學(xué)習(xí)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其超參數(shù)難以確定、支持向量機(jī)核函數(shù)及其超參數(shù)難以合

3、理確定等公開(kāi)問(wèn)題，開(kāi)展了基于高斯過(guò)程回歸模型的非線性時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法研究，經(jīng)典算例研究結(jié)果表明，該方法是可行的，與傳統(tǒng)方法相比較，該方法在外推預(yù)測(cè)精度上具有一定的優(yōu)越性。
　　 (2)提出了基于高斯過(guò)程回歸模型的邊坡變形非線性時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，通過(guò)三峽水電站永久船閘高邊坡、臥龍寺新滑坡、龍灘水電站進(jìn)水口高邊坡等三個(gè)大型邊坡工程實(shí)例的應(yīng)用研究，驗(yàn)證了本文方法具有預(yù)測(cè)精度高、參數(shù)自適應(yīng)獲取的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)邊坡變形非線性時(shí)間序列預(yù)測(cè)具有良好