这里,仍以水东大坝基础廊道Up07孔位扬压力的分析为例,探讨BP模型求解此类问题的有效性。有关研究区具体的地质及水文地质条件见4.6.1.1节。
根据Up07 孔扬压力原型观测资料,经逐步回归分析筛选得到如下因子:水压因子(H);温度因子(cos2πt/365、sin2πt/365 cos4πt/365、sin4πt/365);时效因子(lnt)。依据4.3节所述的基本原理和方法,建立了反映扬压力与上述影响因子之间关系的BP网络模型。该模型中不同层结点数,输入层为6,输出层为1,隐含层为10。采用Levenberg Marquardt算法训练网络,输入层和隐含层之间的连接权值、隐含层和输出层之间的连接权值见表4.6.4。
表4.6.4 实例中BP网络训练的权值统计
注 表中H′为扬压力水头。
经过计算,得到各因子对输出的影响比例,见表4.6.5。可知,该孔位扬压力的变化主要受上游库水位的影响,时效的影响次之,温度的影响则最小,而与统计模型的计算结果(表4.6.3)基本一致。但从残差过程线(图4.6.7)可以得出,神经网络模型的计算精度明显高于统计模型。(www.daowen.com)
表4.6.5 BP模型中扬压力各影响分量统计
图4.6.7 不同模型残差过程线比较
在上述实例中,还尝试用权植反传法来量化影响坝基扬压力变化的有关因子,发现在对网络训练达到一定次数后很快收敛。计算结果表明,应用上述模型在进行非线性多变量的拟合方面有着显著的优点,即不必事先建立数学模型,用环境量去拟合效应量,其拟合结果的精度高于常规的统计模型。因而认为,对于需要定量分析环境量对效应量的影响程度方面的一类问题,应用神经网络模型具有较好的前景。
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