BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型在深基坑地表沉降中的應(yīng)用

軟基沉降的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色系統(tǒng)聯(lián)合預(yù)測(cè)——使用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值方法對(duì)灰色數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，進(jìn)而建立了預(yù)測(cè)軟基沉降量的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色系統(tǒng)聯(lián)合模型。實(shí)例分析表明，該模型短期沉降預(yù)測(cè)結(jié)果的最大相對(duì)誤差小于2，最終沉降預(yù)測(cè)結(jié)果的相對(duì)偏差小于5，且灰色...

根據(jù)盾構(gòu)施工引起地表沉降的具體問(wèn)題,結(jié)合廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)某區(qū)間地質(zhì)資料,建立了地表沉降預(yù)測(cè)的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練和測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行盾構(gòu)隧道施工的地表沉降預(yù)測(cè)是可行的,可用于工程實(shí)踐。

基于灰色bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的基坑變形預(yù)測(cè)研究——為了使得基坑變形預(yù)測(cè)在“少樣本”、“貧信息”的情況下依然能夠得出精度較高的結(jié)果，在傳統(tǒng)的灰色gm(1，1)模型和bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了灰色bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的研究。通過(guò)總結(jié)2傳統(tǒng)模型的原理和算...

提出一種采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)預(yù)測(cè)深基坑沉降的方法,結(jié)合具體工程實(shí)例,構(gòu)建了預(yù)測(cè)深基坑周邊地表沉降具體bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,預(yù)測(cè)結(jié)果表明,該模型有較高的預(yù)測(cè)精度,可作為預(yù)測(cè)沉降的一種新方法。

本文采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型,通過(guò)在matlab軟件建模,并對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)其后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)果表明bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合效果優(yōu)越,仿真性強(qiáng),具有很強(qiáng)的泛化能力,能夠?qū)?shí)際工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移進(jìn)行有效預(yù)測(cè).

深基坑開(kāi)挖引起的周邊地表變形預(yù)測(cè)是一個(gè)復(fù)雜非線(xiàn)性問(wèn)題,引起地表沉降的影響因素很多,各因素之間呈高度的非線(xiàn)性關(guān)系。傳統(tǒng)的基坑用邊地表沉降變形預(yù)測(cè)方法存在著一定的局限性,其預(yù)測(cè)精度有待提高,而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多元非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),可以靈活方便地對(duì)多成因的復(fù)雜未知系統(tǒng)進(jìn)行高度建模,實(shí)現(xiàn)全面考慮各種主要影響因素的深基坑周邊地表沉降變形預(yù)測(cè)。本文介紹了誤差反向傳播(bp)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)過(guò)程及其算法的改進(jìn),徑向基函數(shù)(rbf)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)及其學(xué)習(xí)過(guò)程;分析了影響深基坑開(kāi)挖周邊土體沉降變形的主要影響因素;以25個(gè)基坑工程的地表沉降實(shí)測(cè)資料為訓(xùn)練樣本,建立了11個(gè)輸入影響因素的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)對(duì)樣本的學(xué)習(xí)訓(xùn)練過(guò)程及對(duì)5個(gè)檢驗(yàn)樣本的預(yù)測(cè)精度,說(shuō)明了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于預(yù)測(cè)基坑周邊地表沉降的可行性和準(zhǔn)確性。

針對(duì)基坑變形預(yù)測(cè)中信息的灰色性和數(shù)據(jù)的非線(xiàn)性性,提出用灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)基坑變形的新方法。用一樁錨聯(lián)合支護(hù)體系實(shí)例進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究,得到支護(hù)體系的不同預(yù)測(cè)模型的組合預(yù)測(cè)值。研究結(jié)果表明:灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)誤差比gm(1,1)預(yù)測(cè)模型小;與bp預(yù)測(cè)模型相比,前期誤差大,后期誤差小。在基坑變形監(jiān)測(cè)中,為了更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)基坑變形,可以采用灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)與bp預(yù)測(cè)相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

為了分析深基坑的沉降規(guī)律,以某實(shí)際工程為例,利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)該工程的深基坑沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和預(yù)測(cè)分析,采用c語(yǔ)言編寫(xiě)程序進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的預(yù)測(cè)結(jié)果合理,誤差在允許范圍內(nèi),滿(mǎn)足工程要求,并且對(duì)類(lèi)似的工程施工具有指導(dǎo)作用。

以bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ),建立預(yù)測(cè)模型,以小區(qū)某棟建筑物1期～8期的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù),對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練,并對(duì)9期～12期實(shí)際觀測(cè)值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行了比較,結(jié)果比較理想,從而驗(yàn)證了采用bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行建筑物沉降的預(yù)測(cè)是可行的。

1.引言神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種信息處理系統(tǒng),它由大量而簡(jiǎn)單的處理單元(神經(jīng)元)廣泛的相連接而形成復(fù)雜系統(tǒng),它通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)解決問(wèn)題,基坑沉降的預(yù)測(cè)是一項(xiàng)難以通過(guò)理論分析出影響因素與沉降結(jié)果映射關(guān)系的工作,而這項(xiàng)工作如果交

為了預(yù)測(cè)高速公路路基最終沉降量,首先依據(jù)影響軟土路基沉降的因素選取參數(shù)建立了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)最終沉降量模型.結(jié)合成都-南充高速公路沉降實(shí)測(cè)資料及其它文獻(xiàn)中大量路基沉降資料,利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)了其各自最終沉降量.通過(guò)檢驗(yàn)樣本驗(yàn)證,預(yù)測(cè)精度較高,能夠滿(mǎn)足實(shí)際需要.并對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在公路建設(shè)中的應(yīng)用提出了一些注意事項(xiàng).

通過(guò)分析城市深基坑沉降量時(shí)間序列的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),認(rèn)為該時(shí)間序列具有混沌特性.在此基礎(chǔ)上,通過(guò)相空間重構(gòu)的方法建立了用于城市深基坑沉降量預(yù)測(cè)的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型;并利用此模型對(duì)上海某深基坑沉降量進(jìn)行了預(yù)測(cè),取得了較為滿(mǎn)意的預(yù)測(cè)效果.

地鉸施工段地表沉降預(yù)測(cè)是地鐵施工及周邊建筑物安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。結(jié)合某工程實(shí)例，運(yùn)用logistic模型分析了適用于基境地表沉降變形監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型，對(duì)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析和檢驗(yàn)。從而驗(yàn)證了誼模型應(yīng)用在地鐵車(chē)站基坑變形監(jiān)測(cè)中的可行性。基坑用邊地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果表明?；娱_(kāi)挖會(huì)遺成一定范圍的地表沉降，對(duì)此提出相應(yīng)的保護(hù)措施。

bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在基坑變形預(yù)測(cè)分析中的應(yīng)用——本文提出了基坑變形預(yù)測(cè)與分析的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立了基坑變形預(yù)測(cè)分析的模型，應(yīng)用matlab語(yǔ)言編制計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算并與實(shí)際工程監(jiān)測(cè)值進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在基坑變形預(yù)測(cè)分析中的可行性、有效性。　　

在對(duì)某基坑工程采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)基坑開(kāi)挖引起地表變形的分析中,考慮到現(xiàn)有模型可能會(huì)遇到預(yù)測(cè)結(jié)果跳不出訓(xùn)練樣本以及訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,提出采用matlab中的mapminmax函數(shù)進(jìn)行歸一化處理,并基于牛頓法、共軛梯度法和l-m法三種數(shù)值優(yōu)化方法對(duì)bp網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法進(jìn)行了改進(jìn).研究結(jié)果表明:與常用的基于梯度下降原則相比,改進(jìn)后的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練時(shí)間和預(yù)測(cè)誤差方面均有明顯的優(yōu)勢(shì),采用l-m法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練樣本時(shí)的迭代次數(shù)最少為74次,采用共軛梯度法的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的誤差最大為2.4％,而采用牛頓法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值則比較均衡,預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)最佳.

借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,建立了可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)信息對(duì)軟基路堤沉降量隨時(shí)間而發(fā)展的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)的分析方法。其要點(diǎn)是:建立公路軟基沉降預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并將前期沉降觀測(cè)值作為樣本,通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練尋求沉降及其主要影響因素的內(nèi)在關(guān)系,據(jù)以預(yù)測(cè)后期沉降量

建筑物沉降的因素多種多樣，因此，采用變形監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用精度較高的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行沉降量預(yù)測(cè)預(yù)警很有意義。為了提高建筑物變形監(jiān)測(cè)的精度以及變形監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性，針對(duì)gm（1，1）模型和rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，提出灰色rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)對(duì)某建筑物的沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，結(jié)果顯示灰色rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有較高的預(yù)測(cè)精度。

根據(jù)遼寧地區(qū)橋梁承載力下降檢測(cè)資料,應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)在役橋梁劣化趨勢(shì)進(jìn)行分析,提出以時(shí)間與狀態(tài)得分為等間隔初始序列,推導(dǎo)出橋梁劣化預(yù)測(cè)模型按指數(shù)分布表達(dá)式,并對(duì)檢測(cè)序列進(jìn)行分析驗(yàn)證,為橋梁劣化預(yù)測(cè)提供參考。

在城市地下工程建設(shè)中,深基坑開(kāi)挖引起的周?chē)乇硗脸两祮?wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。地表沉降將引起鄰近建、構(gòu)筑物破壞,從而造成經(jīng)濟(jì)損失。因此,預(yù)測(cè)基坑周?chē)馏w未來(lái)一段時(shí)間的沉降,對(duì)及時(shí)采取治理措施具有重要意義。文章針對(duì)gm(1,1)模型地面沉降預(yù)測(cè)精度較低的問(wèn)題,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)灰色預(yù)測(cè)模型進(jìn)行組合,生成灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,結(jié)果表明,利用灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)的沉降值,比單獨(dú)的灰色gm(1,1)模型預(yù)測(cè)的沉降值具有更高的精度。

灰色gm(1,1)預(yù)測(cè)模型,要求樣本數(shù)據(jù)少,具有原理簡(jiǎn)單、運(yùn)算方便、短期預(yù)測(cè)精度高、可檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn),在負(fù)荷預(yù)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用,但是也有其局限性。當(dāng)數(shù)據(jù)灰度越大,預(yù)測(cè)精度越差,且不太適合經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期后推若干年的預(yù)測(cè),在一定程度上是由模型中的參數(shù)α造成的,為此引入向量θ,建立殘差gm(1,1,θ)模型,利用蟻群優(yōu)化算法對(duì)其進(jìn)行求解,同時(shí)應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)證分析表明,與傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法相比,大大提高了預(yù)測(cè)精度,該方法具有一定的實(shí)用價(jià)值。

介紹灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建模原理和方法,并采用該模型對(duì)實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。結(jié)果表明,灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠在小樣本、貧信息和波動(dòng)數(shù)據(jù)序列等情況下對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做出比較準(zhǔn)確的模擬和預(yù)報(bào),從而能夠?yàn)樽冃伪O(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理提供一種較好的方法,能夠滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求。

基坑工程系統(tǒng)是一個(gè)灰色系統(tǒng)。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,建立了基坑變形的gm(1,1)預(yù)測(cè)模型。根據(jù)工程實(shí)例的位移及沉降觀測(cè)值對(duì)后續(xù)施工中的變形值進(jìn)行預(yù)測(cè),并用工程實(shí)例后續(xù)監(jiān)測(cè)值加以驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,基坑變形的灰色預(yù)測(cè)模型具有較好的精度,對(duì)指導(dǎo)基坑開(kāi)挖和支護(hù)具有積極意義。