邊坡位移非線性時間序列的高斯過程預(yù)測方法.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展及國家對水利事業(yè)的重視，水利工程建設(shè)方興未艾。水利工程建設(shè)中常遇到高邊坡穩(wěn)定問題，此外，水庫蓄水誘發(fā)庫區(qū)滑坡問題日益受到人們的關(guān)注。邊坡安全關(guān)系著人民的生命財產(chǎn)安全，邊坡變形時間序列預(yù)測是水利工程學(xué)科的重要研究領(lǐng)域。邊坡系統(tǒng)是一個復(fù)雜非線性動力系統(tǒng)，其穩(wěn)定性受水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及人類工程活動等多種因素綜合影響，變形破壞機(jī)制復(fù)雜，給邊坡變形時間序列的預(yù)報預(yù)測及穩(wěn)定性評價帶來了極大困難。因此，開展邊坡變形非線

2、性時間序列預(yù)測的研究具有重要的現(xiàn)實意義與研究價值。
　　 高斯過程(Gaussian Process)是新近發(fā)展起來的一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對于處理高維數(shù)、小樣本、非線性等復(fù)雜問題具有良好的適應(yīng)性，本文將高斯過程機(jī)器學(xué)習(xí)方法引入到邊坡位移的預(yù)測中來，主要研究工作及成果如下：
　　 (1)針對傳統(tǒng)的基于線性模型時間序列預(yù)測方法的預(yù)測精度不高、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易出現(xiàn)過學(xué)習(xí)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其超參數(shù)難以確定、支持向量機(jī)核函數(shù)及其超參數(shù)難以合

3、理確定等公開問題，開展了基于高斯過程回歸模型的非線性時間序列預(yù)測方法研究，經(jīng)典算例研究結(jié)果表明，該方法是可行的，與傳統(tǒng)方法相比較，該方法在外推預(yù)測精度上具有一定的優(yōu)越性。
　　 (2)提出了基于高斯過程回歸模型的邊坡變形非線性時間序列預(yù)測方法，通過三峽水電站永久船閘高邊坡、臥龍寺新滑坡、龍灘水電站進(jìn)水口高邊坡等三個大型邊坡工程實例的應(yīng)用研究，驗證了本文方法具有預(yù)測精度高、參數(shù)自適應(yīng)獲取的優(yōu)點(diǎn)，對邊坡變形非線性時間序列預(yù)測具有良好