灰色关联预测及其在变形预测中的应用

提出了多点关联预测的必要性,并且在GM(1,n)模型的基础上进行扩展得到了灰色关联预测模型.介绍了灰色关联预测模型的建模方法、参数求解、精度评估以及程序流程.在一个隧道地面沉降预测的工程实例中,分别用灰色关联预测模型以及单点灰色模型进行预测并且对结果进行了比较,发现在预测精度方面灰色关联预测模型较单点模型有了较大的提高.     

降雨量预测理论模型及其工程应用研究

历年降雨量组成一灰色系统，利用灰色GM（1，1）模型建立降雨量的预测理论模型，灰色GM（1，1）模型主要用于时间短，数据少，波动小的预测问题，它要求预测的数据序列的几何图形呈单调递增或递减，因而对随机波动性较大的数据序列拟合性较差，故预测精度也低，而Markov链预报的对象为一随机变化的动态系统，它主要是根据研究对象的水同状态之间的概率转移来推测系统的未来发展变化，转化概率反映了各种随机因素的影响程度，因而Markov链适合随机波动大的预报问题，在这一点上它恰好弥补了GM（1，1）模型的局限性，由于降雨量的预报问题为随时间变化而呈某种变化趋势的非平衡随机过程，并受各种随机因素的影响,因此灰色GM（1，1）对降雨量的预测结果总是要围绕某一变化趋势产生偏差，跳跃，摆动，因此在灰色预测的基础上，与Markov链耦合建立了修正降雨量的理论预测模型，并进行了严密逻辑推理，最后结合工程实际，进行应用研究，并与实际观测结果进行比较，预测结果接近实际观测结果，验证了模型的正确性，为降雨量的预测提供了一种新途径。^[1]     

高速铁路路桥过渡段地基沉降测试与预测方法研究

以津秦客运专线路桥过渡段路基沉降测试为例,利用BP神经网络方法和灰色系统法研究了路桥过渡段沉降预测问题。计算实例表明,神经网络法和灰色系统法短期沉降预测结果比较准确,简便易行,因而具有广泛的工程实用价值和应用前景。     

改进的动态灰色模型在高铁路基变形预测中的应用

在分析灰色预测理论的建模机理和已有动态预测模型研究成果的基础上,从级比检验、背景构造值及残差等方面分别对动态新陈代谢模型进行了改进以提高预测精度,并通过工程实例的部分数据验证其改进效果,而后将其应用于工程中不同位置测点沉降变形的实时预测与分析。研究结果表明:建立的改进动态灰色新陈代谢预测模型群,精度较高,即使对于波动较大的测点,其预测也具有一定的参考价值,适用于高速铁路路基沉降变形的实时预测。     

基于灰色理论的轨道几何状态中长期时变参数预测模型的研究

根据轨道几何不平顺的发展特性,在灰色预测理论的基础上,考虑模型参数随时间的变化,并优化背景值,建立以轨道几何不平顺检测数据为时间序列的非等时距灰色时变参数模型。为更好地描述轨道几何不平顺影响因素间复杂的函数关系,提高模型拟合和预测精度,基于残差分析引入周期性函数,对模型进行组合修正。应用此模型对轨道质量指数TQI数据进行分析预测,并对其精度进行检验。结果表明:模型能较好地反映轨道质量随时间发展的随机波动特征,拟合、预测精度高,适合进行中长期预测,可为了解和掌握轨道质量状态的发展规律提供新的方法。     

基于改进型灰色理论模型的山区高速铁路路基沉降变形分析

线下工程工后沉降变形分析评估是高速铁路轨道工程铺设的必要条件和关键工序之一。以重庆至万州铁路为例,在有砟轨道铁路施工过程中,引入改进型灰色预测模型Np GM(1,1)和UQGM(1,1)进行沉降变形分析,相比于传统的预测方法,两种改进型的灰色预测模型在预报的稳定性和相关性上有显著提升。对于考虑到的9个测点,改进型灰色预测模型得到的相关性均大于0.97,明显优于传统模型(相关系数为0.8左右,个别站点超过0.9);改进型模型得到的S(t)/S(∞)均接近或者等于1,显著高于传统模型。结果适用于西南山区高速铁路沉降变形评估预报,可以为类似区域的铁路路基沉降预测提供参考。     

高性能混凝土碳化深度的灰色系统理论计算模型

采用灰色系统理论计算模型GM(1,1)对8个高性能混凝土实体构件的碳化深度进行了建模计算,计算龄期分别为28,60,90,740 d和14年,并根据灰色模型模拟计算的误差变化规律,给出了非等间隔数据序列的转换、优化数据序列边界和优化数据序列参数等建模基本方法。将计算结果与8个构件实测碳化深度进行比较,验证了灰色系统理论计算模型的正确性和可行性。     

动态灰色模型的滑坡位移时间预测方法研究

针对传统灰色模型对于波动性较大的数据建模预测失真与原点误差影响显著的问题,提出应用动态灰色模型,引入固定维度概念与信息优先原则,进行滑坡位移时间预测研究.并将研究成果以MATLAB语言程序化实现.研究成果显示,动态灰色模型相对于静态灰色模型拥有更高的预测准确性与灵敏度,能更好地反应滑坡变形破坏的发展趋势.     

投标报价基于GM(1,1)灰色动态模型的主材价格预测

在建设工程中,建筑材料的价格是随时变化的。在工程投标报价时,如何准确预测主材价格,是施工企业研究的主题。此文基于灰色系统理论,通过建立GM(1,1)灰色预测模型,对工程主要材料(钢筋)的价格进行分析与预测,并以实际工程为例进行验证,证明基于建立的GM(1,1)灰色动态模型预测钢筋价格,精度较高、效果较好,可为工程投标和施工采购钢筋提供有益参考。     

时变遗忘因子的高速列车自适应子空间预测控制

针对传统列车固定模型难以描述和控制具有时变、非线性等特征的高速列车运行过程问题,本文提出时变遗忘因子的高速列车自适应子空间预测控制方法。首先基于列车状态空间模型描述构建列车的增量式子空间预报模型;接着融合子空间辨识与反馈校正的思想得到时变遗忘因子的列车自适应模型,进而分析高速列车自适应子空间预测控制器的设计方法,并给出相应的控制算法。最后进行高速列车运行过程控制的仿真对比实验,结果表明本文控制方法在高速列车正常运行及强干扰情况下的预测跟踪控制性能是有效的。