基于Theil不等系數(shù)的調(diào)和平均組合預(yù)測(cè)模型在大壩安全監(jiān)控中的應(yīng)用

王佳林 許后磊 徐 波

(1.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210098;2.河海大學(xué)水資源高效利用與工程安全國(guó)家工程研究中心,南京 210098)

目前提出的大壩安全監(jiān)控組合預(yù)測(cè)模型的參數(shù)估計(jì)方法大都是基于預(yù)測(cè)誤差向量的L2范數(shù)最小為準(zhǔn)則的,即以預(yù)測(cè)誤差平方和達(dá)到最小為準(zhǔn)則.然而預(yù)測(cè)誤差平方和作為預(yù)測(cè)精度的指標(biāo),它存在一定的缺陷,這就是預(yù)測(cè)誤差再平方后就會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差“放大”或“縮小”的效應(yīng),即若預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差的絕對(duì)值大于1,它平方后比其更大,若預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差的絕對(duì)值小于1,它平方后比其更小[1].基于此,采用基于相關(guān)性的組合預(yù)測(cè)方法,建立了基于Theil不等系數(shù)的調(diào)和平均大壩安全監(jiān)控組合預(yù)測(cè)模型.該方法使用相關(guān)性指標(biāo)Theil不等系數(shù)作為衡量預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值序列相關(guān)性的量度,在參數(shù)估計(jì)過(guò)程中以Theil不等系數(shù)取代預(yù)測(cè)誤差平方和作為優(yōu)化目標(biāo),從而克服了基于預(yù)測(cè)誤差向量的L2范數(shù)的組合預(yù)測(cè)方法存在的缺點(diǎn).

1 預(yù)測(cè)模型建立方法

除組合方法外,參加組合的各種預(yù)測(cè)模型的選擇是影響組合預(yù)測(cè)模型精度的另一個(gè)重要因素.選用統(tǒng)計(jì)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)組建基于Theil不等系數(shù)的調(diào)和平均大壩安全監(jiān)控組合預(yù)測(cè)模型.

1.1 統(tǒng)計(jì)模型

拱壩的位移δ主要受水壓H、溫度T以及時(shí)效θ的影響[2],因此位移可分為3個(gè)部分:水壓分量δH、溫度分量δT和時(shí)效分量δθ.拱壩由于水平拱和懸臂梁的兩項(xiàng)作用,使水壓力分……