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1、基于小波消噪的動(dòng)態(tài)灰色橋墩沉降預(yù)測(cè)模型梁永平嚴(yán)麗萍蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系蘭州鐵路技師學(xué)篋摘要：橋墩由于受到自重、活荷載、地面沉降等因素的影響，其沉降量數(shù)據(jù)中白噪聲明顯。通過(guò)選擇RMSE、NSR等評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)建立相應(yīng)的小波基函數(shù)，結(jié)合基于小波消噪技術(shù)的動(dòng)態(tài)灰色理論預(yù)測(cè)模型，以動(dòng)態(tài)新信息修正模型，進(jìn)而對(duì)濾波后的估計(jì)值進(jìn)行補(bǔ)償以提高消噪效果。結(jié)果分析表明，該模型克服了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型的缺陷，改進(jìn)了濾波效果，證明了該方法的可行性及有效性。關(guān)鍵詞：橋墩沉降;小波消噪;動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型;效果分析;作者簡(jiǎn)介：梁永平，碩士，講師，研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量及橋梁與隧道
2、工程。E-mail:312047251@qq.com收稿日期：2016-07-14DynamicGreyBridgePierSubsidencePredictionModelBasedonWaveletDe-noisingLIANGYongpingYANLipingLanzhouPetrochemicalCollegeofVocationalTechnologyCivilEngineeringDepartment;LanzhouRailwayTechnicianCollege:Abstract：Thispapertriestosetupacorr
3、espondingwaveletbasisfunctionthroughchoosingtheevaluationindexessuchasRMSE,NSRandsoon.Combinedthedynamicgreytheorypredictionmodel,basedonthewaveletde-noisingtechnology,itcorrectsthemodelwithdynamicnewinformation,andcompensatestheestimationafterfilteringtoimprovethede-noisinge
4、ffect.Resultanalysisshowsthatthemodelovercomesthedefectoftraditionalforecastingmodelandimprovesthefilteringeffect.Itprovesthefeasibilityandeffectivenessofthismethod.Keyword：bridgepiersubsidence;waveletde-noising;dynamicgreypredictionmodel;effectanalysis;Received：2016-07-M近年來(lái)，
5、隨著我國(guó)大規(guī)模交通建設(shè)實(shí)施及橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，橋梁向大跨度、新型、輕質(zhì)和美觀方向發(fā)展。但受到橋梁自重、活荷載、地面沉降等因素的影響,橋墩在時(shí)間、空間等方面均處于動(dòng)態(tài)的變化中，為保證橋梁安全且留出充足的病害處理時(shí)間，需進(jìn)行橋梁沉降觀測(cè)及預(yù)測(cè)，且沉降變形觀測(cè)、評(píng)估也是確定橋梁建設(shè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵工序的主要依據(jù)之一。由于橋梁在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，自身處于不斷變化的外界環(huán)境中，使得所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表現(xiàn)為噪聲顯著，變形呈現(xiàn)為動(dòng)態(tài)非連續(xù)性變形，故對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理和建立合理的預(yù)測(cè)模型，對(duì)于分析橋梁的變形規(guī)律具有很重要的意義。橋梁變形過(guò)程隨時(shí)間空間變
6、化，可利用小波分析對(duì)變形信息進(jìn)行時(shí)頻分析、奇異探測(cè)、多尺度分析，提取空間變形趨勢(shì)項(xiàng)和粗差m。木文以影響小波去噪效果的關(guān)鍵因素為評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)選用合適的小波函數(shù)，從受噪聲干擾的序列觀測(cè)數(shù)據(jù)屮提取接近真實(shí)情況的特征信息，對(duì)高頻噪聲進(jìn)行去噪處理，使數(shù)據(jù)盡可能平穩(wěn)和平滑，并結(jié)合動(dòng)態(tài)灰色理論進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果分析表明，此方法能較好地提高變形數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)精度。1小波消噪的動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型1.1小波消噪小波分析是20世紀(jì)80年代中后期發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，是傅里葉分析的發(fā)展和重大突破。作為對(duì)信號(hào)的一種時(shí)間-頻域分析方法，它綜合了時(shí)域和頻域分析方法的優(yōu)點(diǎn)，在時(shí)頻兩域都有表征
7、信號(hào)局部特征的能力，是一種窗U大小固定不變但形狀可以改變的時(shí)頻局部分析方法［2］。假設(shè)變形體的觀測(cè)數(shù)據(jù)X(t)包括有用信號(hào)s(t)和隨機(jī)噪聲n(t),其模型為：jr⑴=5⑴+n(?)在有用信號(hào)中，既有可能是實(shí)際變形信號(hào)?u)或確定性噪聲Sn(t),也有可能是兩者的混合，即s(t)=Scl⑴+⑴若設(shè)原始信號(hào)的分析頻率為f,在尺度參數(shù)j=l，2,3，…，J下，應(yīng)用小波伍分解，其結(jié)果所對(duì)應(yīng)的頻帶數(shù)為2,相應(yīng)的頻率范圍為：—1)/?2~Jif其屮，i=l,2,3，…，2表示分解信號(hào)的頻帶序列位1。如果對(duì)頻帶的分解結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)，則可實(shí)現(xiàn)該頻帶的信號(hào)從原信號(hào)
8、中分離。1.2動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型灰色系統(tǒng)理論是以部分信息已知、部分信息未知的小樣本、貧信息不確定型系統(tǒng)作為研宄對(duì)象。但灰色預(yù)測(cè)不是把觀測(cè)到
