基于偏最小二乘回歸的大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計模型的研究.pdf

1、本文在全面總結歸納前人在大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計模型研究成果的基礎上,針對最小二乘回歸方法存在的不足,以偏最小二乘回歸方法、正交信號修正法、加權塊式遞推偏最小二乘回歸方法和神經(jīng)網(wǎng)絡理論為依據(jù),提出了大壩安全監(jiān)控的偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型、基于正交信號修正的偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型、加權塊式遞推偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型及基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型,并結合黑河金盆水庫實測資料詳細分析了各種模型的性能.此項研究工作不僅對工程實踐有著重要的實

2、用價值,而且對提高我國大壩安全管理水平有著重要意義. 主要研究內(nèi)容及成果如下: (1)全面系統(tǒng)地歸納總結了前人的大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計模型,并結合工程實例,分析了最小二乘回歸方法在統(tǒng)計模型建模過程中存在的問題,指出因子間嚴重多重相關性是造成最小二乘回歸模型結構不穩(wěn)定和解釋性差的根本原因. (2)依據(jù)偏最小二乘回歸方法的理論,以統(tǒng)計模型的建模為應用目標,提出了偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型.研究分析表明,該模型能有效克服因子間嚴

3、重的多重相關性,從而得到結構穩(wěn)定及解釋性強的統(tǒng)計模型.經(jīng)工程實測資料的驗算并與最小二乘回歸模型比較,證明該模型是因子嚴重多重相關情況下建模的有力工具.為此本文在利用偏最小二乘回歸方法提供穩(wěn)定的統(tǒng)計模型結構,以及在將模型中時效變化圖作為評價大壩安全狀態(tài)的重要方法等方面取得了具有創(chuàng)新性的成果. (3)首先利用正交信號修正法對自變量預處理,再運用偏最小二乘回歸法,結合大壩實測資料,首次建立了基于正交信號修正的偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型.研

4、究表明,由于利用正交信號修正法,去除了效應量的正交因素,在運用偏最小二乘回歸法時,只需要選擇一個主成分,就能夠建立模型.與傳統(tǒng)的偏最小二乘回歸統(tǒng)計模型相比,該模型結構更簡單,解釋性更好. (4)傳統(tǒng)的偏最小二乘回歸法存在如下缺點:模型一旦建立便固定下來,當過程特性或操作條件發(fā)生變化時,不能及時更新.針對這一缺點,本文首次提出運用加權塊式遞推偏最小二乘回歸法建立大壩安全監(jiān)控統(tǒng)計模型,通過實例研究發(fā)現(xiàn),該模型能夠很好地適應大壩運行狀