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现代隧道技术 2021, Vol. 58 Issue (1) :109-116    DOI:
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基于多变量GP-DE模型的隧道变形时间序列预测研究
(1大连海事大学道桥研究所,大连 116026;2吉林省交通规划设计院,长春 130021)
Study on Time Series Prediction of the Tunnel Deformation Based on the Multivariable GP-DE Model
(1 Highway and Bridge Institute of Dalian Maritime University, Dalian 116026;2 Jilin Provincial Communication Planning and Design Institute, Changchun 130021)
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摘要 准确预测和控制隧道变形是确保隧道工程施工安全的重点。针对目前隧道围岩变形时间序列预测的不足,文章提出了一种基于多变量高斯过程(GP)-差异进化算法(DE)的隧道变形时间序列预测方法。根据隧道自动化监测结果进行多变量相空间重构,并通过主成分分析法降低输入维数。在此基础上采用GP-DE模型进行隧道变形预测研究。以吉林省高丽沟隧道围岩拱顶位移为例进行预测,将预测结果与BP神经网络、SVM模型预测结果进行比较。研究结果表明,多变量时间序列的GP-DE模型具有更高的预测精度,预测值与实测值吻合更好,是一种有效的隧道位移预测方法。
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张峰瑞 1 姜谙男 1 赵 亮 2 陈 维 2 郭 阔 2
关键词:   
Abstract: Accurate prediction and controlling of the tunnel deformation is the key point in ensuring the tunnel con? struction safety. Aiming at the insufficiency of current time series prediction method of tunnel surrounding rock deformation, a time series prediction method of the tunnel deformation based on multivariable Gauss Process (GP) -Differential Evolution Algorithm (DE) is proposed. According to the results of tunnel automation monitoring, the multivariable phase space is reconstructed, and the input dimensions are reduced by principal component analysis. On this basis, the GP-DE model is used to predict the tunnel deformation. Taking the Gaoligou tunnel in Jilin province as an example, the surrounding rock displacement on the vault crown is predicted, and the prediction results are compared with that of BP neural network and SVM model. The results show that the GP-DE model of multi-variable time series has higher prediction accuracy, and the predicted value is in good agreement with the measured value,proving that it is an effective method for tunnel displacement prediction.
KeywordsTunnel,   GP-DE model,   Multivariable,   Principal component analysis,   Automatic monitoring,   Time se? ries prediction     
基金资助:基金项目:国家自然科学基金(51678101) ; 中央高校基本科研业务费专项资金(3132014326 ).
作者简介: 作者简介:张峰瑞(1990-),男,博士研究生,主要从事岩土工程理论和数值计算的研究工作,E-mail: 269752901@qq.com.
引用本文:   
张峰瑞 1 姜谙男 1 赵 亮 2 陈 维 2 郭 阔 2 .基于多变量GP-DE模型的隧道变形时间序列预测研究[J]  现代隧道技术, 2021,V58(1): 109-116
ZHANG Fengrui1 JIANG Annan1 ZHAO Liang2 CHEN Wei2 GUO Kuo2 .Study on Time Series Prediction of the Tunnel Deformation Based on the Multivariable GP-DE Model[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2021,V58(1): 109-116
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2021/V58/I1/109
 
没有本文参考文献
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