基于時(shí)空序列模型的變形分析研究
本文關(guān)鍵詞:基于時(shí)空序列模型的變形分析研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)地分析和預(yù)測(cè)工程建筑物的變形,對(duì)工程建筑的安全施工和正常運(yùn)營(yíng)具有重要意義。選擇合理的模型對(duì)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合、對(duì)未來(lái)變形進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)是變形分析研究的主要內(nèi)容。 時(shí)間序列是指依時(shí)間次序排列的數(shù)據(jù)序列,時(shí)間序列分析是從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)揭示各時(shí)序內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)關(guān)系與各時(shí)序之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系的,近幾十年來(lái),時(shí)間序列分析取得了重要的成果。但是時(shí)間序列模型只是對(duì)單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形序列進(jìn)行建模,沒有考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的相關(guān)性。 時(shí)空序列(Space-Time Series)是時(shí)間序列在空間上的擴(kuò)展,指在空間上有相關(guān)關(guān)系的多個(gè)時(shí)間序列的集合。時(shí)空數(shù)據(jù)是時(shí)間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的組合,與普通的空間數(shù)據(jù)和時(shí)間序列數(shù)據(jù)相比,時(shí)空序列數(shù)據(jù)具有時(shí)空相關(guān)性、時(shí)空異質(zhì)性的特征。研究時(shí)空序列數(shù)據(jù)的性質(zhì)是時(shí)空數(shù)據(jù)建模的重要前提,為了讓時(shí)空關(guān)系和時(shí)空模式更明確的體現(xiàn)出來(lái),時(shí)空序列數(shù)據(jù)建模就必須考慮時(shí)空依賴性。如何有效地分析時(shí)空序列數(shù)據(jù),構(gòu)建時(shí)空一體化的時(shí)空預(yù)測(cè)模型是時(shí)空數(shù)據(jù)建模的重要內(nèi)容。本文對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的性質(zhì)進(jìn)行了研究,包括時(shí)空自相關(guān)性和時(shí)空平穩(wěn)性,詳細(xì)介紹了時(shí)空序列建模的過程。以深基坑周邊一管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程值序列為樣本數(shù)據(jù),首先進(jìn)行時(shí)間序列分析,由自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)確定出幾個(gè)可能的模型,通過各個(gè)模型定階準(zhǔn)則的比較,確定出最優(yōu)模型,并進(jìn)行短期預(yù)測(cè),來(lái)為時(shí)空序列建模做鋪墊;其次利用時(shí)空自回歸移動(dòng)平均模型(STARMA)建立基坑周邊管線高程值的時(shí)空關(guān)聯(lián)關(guān)系,來(lái)進(jìn)行時(shí)空分析和短期預(yù)測(cè),該模型在考慮預(yù)測(cè)值所在位置時(shí)間序列的同時(shí),也考慮到了空間上相鄰位置的時(shí)間序列,通過與時(shí)間序列建模結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了時(shí)空序列模型在基坑管線沉降數(shù)據(jù)的時(shí)空分析和短時(shí)預(yù)測(cè)中的可行性。
【關(guān)鍵詞】:變形分析 時(shí)間序列 時(shí)空序列 ARMA STARMA
【學(xué)位授予單位】:長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:P208;TU196.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-14
- 1.1 課題研究背景和意義9-10
- 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展10-13
- 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容13-14
- 第二章 變形分析常用的建模方法14-30
- 2.1 回歸分析法14-17
- 2.2 灰色系統(tǒng)分析模型17-19
- 2.2.1 數(shù)據(jù)生成17-18
- 2.2.2 GM(1,1)模型18-19
- 2.3 卡爾曼濾波模型19-20
- 2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型20-22
- 2.5 時(shí)間序列分析模型22-29
- 2.5.1 時(shí)間序列的基本模型22-23
- 2.5.2 時(shí)間自相關(guān)性23-25
- 2.5.3 時(shí)間平穩(wěn)性25-26
- 2.5.4 ARMA 模型的建立步驟26-29
- 2.6 本章小結(jié)29-30
- 第三章 時(shí)空序列分析模型30-44
- 3.1 時(shí)空序列分析概述30-31
- 3.2 時(shí)空自相關(guān)性31-35
- 3.2.1 空間自相關(guān)31-33
- 3.2.2 時(shí)空自相關(guān)33-35
- 3.3 時(shí)空平穩(wěn)性35-38
- 3.3.1 空間平穩(wěn)36-37
- 3.3.2 時(shí)空平穩(wěn)37-38
- 3.4 延遲算子38-40
- 3.4.1 空間延遲算子38
- 3.4.2 時(shí)空延遲算子38-40
- 3.5 STARMA 模型的建立步驟40-43
- 3.5.1 模型識(shí)別40-41
- 3.5.2 參數(shù)估計(jì)41-42
- 3.5.3 模型檢驗(yàn)42-43
- 3.6 本章小結(jié)43-44
- 第四章 時(shí)間序列模型對(duì)深基坑數(shù)據(jù)進(jìn)行分析44-52
- 4.1 建模數(shù)據(jù)來(lái)源44-45
- 4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理45-47
- 4.2.1 平穩(wěn)性分析45-46
- 4.2.2 零均值處理46-47
- 4.3 模型識(shí)別47-48
- 4.4 參數(shù)估計(jì)與模型定階48-49
- 4.5 模型檢驗(yàn)49-50
- 4.6 預(yù)測(cè)50-51
- 4.7 本章小結(jié)51-52
- 第五章 時(shí)空序列模型對(duì)深基坑數(shù)據(jù)進(jìn)行分析52-65
- 5.1 數(shù)據(jù)概況52
- 5.2 時(shí)空平穩(wěn)性檢驗(yàn)52-55
- 5.3 空間鄰接矩陣的建立55-56
- 5.4 模型識(shí)別56-58
- 5.5 參數(shù)估計(jì)58
- 5.6 模型檢驗(yàn)58-59
- 5.7 精度評(píng)估及與 ARMA 模型的對(duì)比59-64
- 5.8 本章小結(jié)64-65
- 結(jié)論與展望65-67
- 參考文獻(xiàn)67-69
- 致謝69
【參考文獻(xiàn)】
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