滑坡非线性灰色预测及其软件设计

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1、第弱卷第5期地艟．与劫氮州．35No．5I999年9月GD0loCYANDH砷IECTGpId∞，1999滑坡非线性灰色预测及其软件设计袁金荣罗瑞佳(阿济孚I磊：00092)(深圳市政府再心．深圳．5l8000)在探入分析非线性灰色模型基本原理的基础上，开发了滑坡发生时间的非线性灰色预测软件，并通过实倒验证测滑坡发生时间的适用性以及奉软件的可靠性。，关键词预饭歌滑坡作为一种自然灾害，由于其发生地点和滑移随时间的变化率，并且位移速率在初始阶段(较坡时间难以预测，使许多滑坡一旦发现就已经直接小时)随位移的增大而增大，当

2、增至某一量值时，危及到生命、财产和安全。因此，长期以来，不少学dxldt达最大值，随后dxldt减缓，采用d／dt达者一直在致力于滑坡的预测研究，并提出了各种预到极大值的时间作为滑坡发生时间的预测值。测模型_】．2J。原则上，滑坡的预测既是空间的又是解方程(1)得：时问的，空问预测除必需的斜坡群体不稳定性的具一(2)体空闻范围外，尚应包括其类型和运动速度以及距离的预测；时间预测则是对滑坡发生时间的预测。l，fl为初始位移和初始时间，当=a／2b时，成功的预测可避免人民的生命财产遭受巨大损失，dx／dt达极大值，所对

3、应的时刻f，为滑坡发生时间1985年长江三峡新滩滑坡就是一个成功预报的例预测值。将*=a／2b代人(2)式得，滑坡发生至I子，由于监测预报及时准确，以及有关单位的配合，时刻的时间间隔为：新滩镇居民全部转移，无一人伤亡。因此，对于一些=一{nIn(a—i)(3)大规摸的滑坡体，在来不及治理的情况下，其发生时因此，滑坡发生时间预测值为：间的预测就显得非常重要。一()+51(4)l非线性灰色模型，1．2参数求解滑坡的时间预测目前还只是处于探索阶段，用设滑坡位移观测数据为(观测时间间隔为)：于实践的成功例子并不多见。其预测

4、的理论和方法(i)，i=1，2，⋯，尚需研究。通过大量实例分析，认为非线性灰色摸将原始数据进行一次累加生成AGO处理：型的预测结果较为理想。邓聚龙的灰色系统理论_3-认为一切随机变量可()：∑()，i：l2一，、视为一定范围内变化的灰色量，对灰色量进行数据其一次累减生成(IAGo)算式为：累加生成，则相应的生成数据可淡化随机因素对原。()=’(k)一(一1)，：n，一1，⋯，1始观测数据的影响．体现出较强的动态规律。非线l／Z[(1)+(2)]性灰色模型是德国数学一生物学家Verhuht在1837年建立的，用于生物

5、繁殖量随时间发展变化的预测。1／2[(2)+*(3)]A=1．1基本原理非线性灰色模型的微分方程形式为：l／2[(n一1)+()]一1／4[’(1)+(2)]—dt：一一缸‘(【1l)J—1／4[(2)+(3)]=式中：n，b是待定参数，用灰色求解；是观测的物理量。一1／4[’(n一1)+(n)]若用代表滑坡观测位移，则(1)式中左边为位y=[。(2)，。(3)，⋯，。()]本文98年只收锄王梅编辑，．56·．第5期袁全荣．滑坡非线性灰色预测及其软件设计用“打开”按钮将此数据文件读入内存，数据文件以．【：】=[(A

6、)(An)i(A)yslp为扩展名。1．3模型优化数据输入内容包括：为了进一步淡化随机因素对x的影响，在式(2)(1)实测数据起始时间指利用监测仪器对滑的右边加上4-2S，并考虑到随机因素影响尚未完全坡进行连续位移监测记录的起始时间；排除或排除过剩而加入一项±1，由此滑坡发生时问(2)观测间隔指两次读取仪器记录位移的时的预测算式(4)变为：间间隔，不同单位间可以互换。比如间隔为1天，则可填1d，也可填24h；n[羞二曩0±伽1±l(3)位移量实测的滑坡位移值；(4)数据个数可以不填，当输入位移量时，程序自动记录并刷

7、新屏幕。所以数据填完后，单击“计式中：=^／∑(—IAGO)／(n一2)为残算”按钮，预测结果就会出现在其下部的输出窗口余标准离差。中。2软件设计3计算实例根据上述原理和步骤，采用VisualBasic5、0专3．1鸡呜寺滑坡业版在中文Windows95环境下开发出用于预测滑坡1991年6月29日凌晨4h58mln，湖北省秭归县发生时间的非线性灰色预测软件，该软件集数据录郭家坝镇鸡鸣寺山体发生了一起山体滑坡。滑坡区入、处理、预测和可视化输出于一体，具有界面友好、长250m，宽150m，体积6o万方。滑坡向前水平运操

8、作直观、运算速度快等优点。操作界面如图1。动了3(30m，覆盖面积7万，掩埋民房295间，耕地24亩，直接经济损失40万元。由于长江上游泥石流滑坡预警系统秭归二级站对该滑坡实施了监测，并及时作出预报，使危险区内人员无一伤亡．财产损失降至最低限度。1990年4月，发现山体裂缝，随即埋设木质监测标桩，对后缘进行简易监测。I991年6月初，在变形区岩体表面增设经纬