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《时间序列分析在建筑物变形监测中的应用_刘燕萍》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、46勘察科学技术2010年第6期时间序列分析在建筑物变形监测中的应用刘燕萍贾东峰程效军(同济大学土木工程学院测量与国土信息工程系上海市200092)提要该文从时间序列分析的原理出发,介绍了时间序列分析的方法及时间序列模型的统计特性及其在变形监测数据处理中的应用。详细论述了如何利用时间序列进行模型的识别、参数估计及序列预测的过程。并结合上海市重点项目外滩历史性建筑的变形监测,验证了时间序列分析对变形监测的数据拟合和预测具有良好的效果,能精确地反映监测点的变化规律。关键词时间序列变形监测序列预测ApplicationofTimeSeriesAnalysisinBuildings
2、DeformationMonitoringLiuYanpingJiaDongfengChengXiaojun(DepartmentofSurveyingandGeoinformatics,TongjiUniversity)AbstractBasedontheprincipleoftimeOserialanalysis,themethodoftimeOserialanalysisandstatisticalpropertiesoftimeOserialmodelsareintroduced,anditsapplicationindeformationmonitoringdat
3、aprocessingisalsotoo.Howtodothemodelrecognition,parametersestimationandsequencepredictionbytimeseriesisdis-cussedindetail.CombinedwiththedeformationmonitoringofhistoricalbuildingsinthekeyprojectofShanghaibund,itverifiesthattimeseriesanalysishasgoodeffectindatafittingandpredictionofdeformat
4、ionmonitor-ing,aswellasaccuratelyreflectsthechangelawofmonitoringpoints.Keywordstimeseries;deformationmonitoring;sequenceprediction分析的特点在于:逐次的观测值通常是不独立的,且1引言分析必须考虑到观测资料的时间顺序,当逐次观测所谓变形监测,就是利用专用仪器和方法对变值相关时,未来数值可以由过去观测资料来预测,可[1]形体的变形现象进行监视观测的工作。在工程建以利用观测数据之间的自相关性建立相应的数学模[1]设中,常用变形监测的方法对可能发生变形
5、的物体,型来描述客观现象的动态特征。如建筑物、高速公路、隧道、桥梁等进行监测,为工程2时间序列分析模型建设的可行性评估、施工以及后期运营提供数据资[1]料。211时间序列分析原理及模型随着工程建设的进展,变形监测的工作具有一时间序列分析的基本原理是:对于平稳、正态、定的周期性,因此其获得的数据之间存在着统计相零均值的时间序列{xt},若xt的取值不仅与其n步关性。根据数据之间的这种相关性,对变形数据进的各个取值xt-1,xt-2,,,,xt-n有关,而且还与前行分析和预测,是变形分析研究的重要内容。近年m步的各个干扰at-1,at-2,,,,at-m有关(n,m=来,对变形
6、数据分析的方法很多,有回归分析、时间1,2,,,),按多元线性回归的思想,可得到最一般序列分析法、灰色系统理论、BP神经网络法等。时的ARMA模型:间序列法是一种动态数据处理方法,它是一种处理xt=U1xt-1+U2xt-2+,+Unxt-n-随时间变化而又相互关联的数据的数学方法,是用[2]H1at-1-H2at-2-,-Hmat-m+at来分析各种相依有序的离散数据集合。时间序列2a~N(0,Ra)(1)作者简介:刘燕萍(1987-),女,硕士研究生,研究方向为数字城市式中,Ui(i=1,2,,,n)称为自回归(Auto-Regres-和三维建模。收稿日期:2010-0
7、3-26sive)参数;Hj(j=1,2,,,m)称为滑动平均(Moving2010年第6期勘察科学技术47Average)参数;{at}这一序列为白噪声序列。式(1)当这种表示的误差方差k称为xt的自回归滑动平均模型(Auto-Regressive2J=E(xt-EUkixt-i)(10)MovingAverageModel,ARMA),记为ARMA(n,m)模i=1为极小时,则定义最后一个系数Ukk为偏自相关函数型。当Hj=0时,模型(1)变为:(系数)。xt=U1xt-1+U2xt-2+,+Unxt-n+at
