理论教育 大坝环境水文地质研究:扬压力相空间神经网络模型应用结果

大坝环境水文地质研究:扬压力相空间神经网络模型应用结果

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.6.8基于相空间神经网络的预测值与实测值对比图从图4.6.8中可以看出,应用相空间神经网络模型,经对Up07 孔位长达两年的实测数据系列的训练,对未来时段的扬压力变化作了预测,总体上与实测值相对接近。上述用于预测扬压力变化的相空间径向基函数神经网络模型,是基于观测数据的时间序列客观存在的混沌特性而建立的。

大坝环境水文地质研究:扬压力相空间神经网络模型应用结果

这里,还是以上述工程实例为例,来探讨相空间神经网络模型预测扬压力变化一类问题的有效性。有关Up07 孔位的剖面分布位置见图4.6.1,以及研究区地质及水文地质特征的论述见4.6.1.1 节。

根据相空间神经网络模型的基本理论和求解方法(见本章4.4 节),利用自编程序求得饱和嵌入维数d=5,即输入为(x(t),x(t-1),x(t-2),x(t-3),x(t-4)),而输出为1 个,即x(t+1)。经对该孔位扬压力测值(自1998年12月1 日~2000年12月5 日共730个数据)分维后,利用MATLAB工具箱对径向基神经网络进行训练,然后再对未来时段的扬压力值进行预测,其过程线见图4.6.8。

图4.6.8 基于相空间神经网络的预测值与实测值对比图(www.daowen.com)

从图4.6.8中可以看出,应用相空间神经网络模型,经对Up07 孔位长达两年的实测数据系列的训练,对未来时段(2000 年12 月6 日~2001 年12 月31 日)的扬压力变化作了预测,总体上与实测值相对接近。因而认为,预测值在训练数据的预测周期内。但由于分析时段内实测数据仍偏少、且预测值受最后一个周期的数据影响的权重较大,故导致后40d的预测值与实测值之间存在一定误差。在实际工作中,一般可采用阶段修正(以实测值在一个预测周期内代替预测值进行预测)的方法来预测,以减小上述误差。

上述用于预测扬压力变化的相空间径向基函数神经网络模型,是基于观测数据的时间序列客观存在的混沌特性而建立的。根据分维理论,仅依据时间序列自身,而无需对其影响因子的确定,可在一定程度上避免了多因素对预测结果的干扰。因而认为,应用相空间径向基函数神经网络模型,对不同类型的观测数据的时间序列的预测具有广泛的适用性。

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