改进遗传bp网络的地表沉降预测方法研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文改进遗传BP网络的地表沉降预测方法研究ResearchonthePredictionofSurfaceSubsidencebyImprovingGeneticBPNetwork学位类别：工学硕士作者姓名：李辰风学科、专业：测绘工程研究方向：变形监测与灾害预警指导教师：李沛鸿教授年月日万方数据江西理工大学硕士学位论文独创性声明论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文

2、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含已获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研究生签名：时间：年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将学位论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇

3、编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据江西理工大学硕士学位论文摘要摘要随着经济的发展与人口的增长，我国的各项基础设施建设正在渐渐地完善和优化，尤其是在现代化的交通建设方面，国家每年都投入巨大的人力、财力和物力，以保障

4、人们安全、便捷、舒适的出行。然而，在北京、上海、广州、天津、深圳等各大城市，地面上的公共交通依然较难满足市民们的通勤要求，为缓解交通压力，我国地铁的修建正紧锣密鼓地进行。首先，地铁的建设与运行都在地下空间，将大量的地面交通量分散到地下，极大地缓解了地面的公共交通压力；其次，在人口流动密集的城市，地铁在速度、稳定性、便捷性和运输力等方面都要优于地面的公共交通；最后，重要的是，地铁依靠电力来驱动，这不但可以节约煤炭和石油等不可再生能源、减少环境污染，而且还符合国家倡导的“低碳生活，绿色出行”的理念，

5、这也正好符合我国建设现代化交通的目标。但是，近年来由于地质环境的破坏和其他原因引起的地表沉降都对地铁的安全运行产生了巨大的危害，因此，地铁地表沉降问题的研究尤为必要和重要。地铁周边的地表沉降是一个涉及到测绘、岩土、水文、地质和力学等各种学科交错的综合性问题，而变形监测的数据极易受到地质条件，气候变化等因素的影响，还存在着参考资料不足、作用机理不明等问题，采用传统常规的建模方法没有办法高效准确地进行预测和分析。本文采用遗传算法中的选择算子、交叉算子和变异算子来对BP神经网络进行权值和阈值的改进，并

6、将BP网络的拓扑结构进行调整优化，充分利用了BP神经网络模型具有较高容错性、自适应性和处理具有非结构性、非精确性规律的数据时表现出的超强的非线性映射能力等优点，同时针对标准BP神经网络初始化具有随机性、训练过程收敛速度慢、结果易陷入局部最优等缺点，应用自适应的遗传算法来对BP神经网络模型的阀值参数进行全局优化，并结合苏州地铁一号线的滨河路站4号出口的地表沉降工程，将改进的BP神经网络模型与传统常规的灰色Verhulst模型以及BP神经网络模型进行了对比，定量地分析了三种模型的预测精度。结果证明，

7、采用遗传算法改进的BP神经网络模型不仅能够较好地利用原始监测数据进行复杂的学习和信息处理，并且具有较高的容错性和鲁棒性，同时也表明了该方法能够综合考虑多种因素的影响，可以将其应用到实际的变形监测中，是值得采用的一种模型。关键词：沉降监测；BP神经网络；遗传算法；预测方法I万方数据AbstractAbstractWiththedevelopmentofeconomicandpopulationgrowth,theinfrastructure constructionisgraduallyimpro

8、vingandoptimizinginourcountry,particularlyinthe constructionofmoderntransportation,eachyear,thestatehasinvestedenormousmanpower, financialandmaterialresourcestoensuresafetyofpeople,convenientandcomfortable travel.However,inmajorcitiessuchasBeijing,Sh