【摘要】：我國擁有數(shù)量眾多的大壩和水庫,對大壩原型觀測資料的分析是掌握大壩真實工作性態(tài)的重要手段,為水電站的正常運行管理提供了科學(xué)依據(jù)。因此,需要對大壩的原型觀測資料進(jìn)行及時,有效地分析。 一般大中型水電站,布設(shè)有大量安全監(jiān)測設(shè)施,且每一類監(jiān)測設(shè)施有多個監(jiān)測點(數(shù)十個或上百個)。按規(guī)范要求,對它們的監(jiān)測頻率較高,常常積累大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。若逐點進(jìn)行建模分析,費時費工,不利于及時掌握大壩的運行性態(tài)。因此,本文通過基于模糊關(guān)系的聚類分析方法快速地獲得了變形觀測點的類別劃分,對典型觀測點建立了偏最小二乘回歸模型。主要研究內(nèi)容及成果如下： (1)以某水電站為例,運用基于模糊等價關(guān)系的聚類方法對大壩和船閘的變形監(jiān)測點進(jìn)行了模糊聚類分析。利用模糊傳遞閉包法將模糊相似關(guān)系轉(zhuǎn)化為模糊等價關(guān)系,選取閥值α進(jìn)行聚類,應(yīng)用基于平均每期各點間的變形允許差的評價方法對分類結(jié)果進(jìn)行評價,選出最佳分類,并確定了典型觀測點。 (2)對選出的典型觀測點建立了數(shù)學(xué)模型。建立模型時選擇的影響因素有水位、溫度、時效,最后共有9項因子,并選擇偏最小二乘法建立回歸模型,有效地解決了因子間存在多重相關(guān)性及建模樣本容量較少的問題。 (3)運用建立好的偏最小二乘回歸模型對典型測點后5期變形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報,并和實測值進(jìn)行比較,結(jié)果表明所建立的偏最小二乘回歸方程能較好的進(jìn)行預(yù)報。 (4)通過模糊聚類分析對變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得了變形監(jiān)測點的最佳分類,在每一類中選取一定數(shù)量的測點建立數(shù)學(xué)模型,然后以此模型對這一類變形監(jiān)測點進(jìn)行分析。結(jié)果表明,對變形監(jiān)測點的分類合理,并選出了典型觀測點,減少紛繁復(fù)雜的計算,提高監(jiān)測數(shù)據(jù)分析人員的工作效率。
【圖文】：

解釋能力為94.87%，對自變量和因變量的累計解釋能力均較高。對于A09測點最終提取的2個主成分對自變量的解釋能力為94.33%，對因變量的解釋能力為84.85%，對自變量和因變量的累計解釋能力均較高。B.統(tǒng)計參數(shù)通常在回歸分析中，為了檢驗回歸模型的有效性，要計算衡量有效性和精度的指標(biāo)復(fù)相關(guān)系數(shù)和剩余標(biāo)準(zhǔn)差，并對回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計檢驗（F檢驗）。計算A07和A09測點的偏最小二乘回歸方程的各指標(biāo)見表3-5表3-5統(tǒng)計參數(shù)Table.3-5 Statistical parameter ^ 復(fù)相關(guān)系數(shù)R 剩余標(biāo)準(zhǔn)差S F檢驗值A(chǔ)O7 測點 0. 9040 1. 1074 4. 7984A09 測點 0. 8853 1. 0864 4. 0757 由表3-5,可以發(fā)現(xiàn)：測點A07、A09的偏最小二乘回歸模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)均較大，剩余標(biāo)準(zhǔn)差接近于1，F(xiàn)檢驗值均大于臨界值3.18,說明建立的模型精度較高，回歸方程有效。A07、A09測點的偏最小二乘回歸模型擬合曲線見：圖3-1和圖3-2

3.4本章小結(jié)本章首先介紹了最小二乘估計法基本原理及其方程的表達(dá)形式，并闡述了該法的一些缺陷，如自變量集合間不容許存在多重相關(guān)性以及樣本點容量不宜過小等問題時，采用該法就會嚴(yán)重地擴(kuò)大模型誤差，，并破壞模型的穩(wěn)健性。因此，本文引入了偏最小二乘法，并介紹了其發(fā)展概況、基本原理及特點、交叉有效性檢驗原則、精度分析等內(nèi)容。偏最小二乘法的主要特點是能夠在自變量存在嚴(yán)重多重相關(guān)性的條件下及允許在樣本點個數(shù)少于變量個數(shù)的條件下進(jìn)行回歸建模。最后，對某混凝土重力壩變形監(jiān)測數(shù)據(jù)通過模糊聚類分析選出的典型觀測點建立偏最小二乘回歸模型�？紤]因素有上、下游庫水位，溫度，時效，共選用影響因子9項，利用matlab軟件工具箱，并自編PLSR程序進(jìn)行回歸分析，結(jié)果表明建立的模型精度較高，回歸方程有效。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV698.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2531785