基于AIS船舶数据的港口交通流量预测模型研究

针对当前船舶交通流量预测手段落后,精度不高的问题,利用宝船网A PI数据接口提取船舶A IS数据,依托该数据构建基因算法优化神经网络的船舶交通流量预测模型,K近邻回归预测模型、时间序列预测模型和灰色预测模型的组合预测模型.通过自编程序采集了天津港某时段的船舶交通流量数据,在剔除错误和不可用数据后,对船舶交通流量数据进行统计,分析得到了进出天津港的船舶航行特性.同时为了更直观的验证所提出的预测模型效果,与利用K近邻回归、时间序列和灰色预测模型3种方法预测的结果进行对比.组合模型进港预测的平均绝对误差、均方误差和平均相对误差分别是0.5595,1.0119和12.98%,出港分别是0.6726,1.3155和15.23%,以上指标均优于上述的传统3种模型.相比于组合模型,优化的BP神经网络模型预测结果更优,进港和出港预测的平均相对误差分别降低了3.23% 和4.76%,结论证明,组合模型和优化的BP神经网络模型具有较高的预测精度.      

铁路路基沉降变形组合预测模型优化

由于传统灰色模型在预测波动性较大的数据时精度不高，提出一种改进的动态GM-Poisson-Markov组合预测模型。利用非等间距加权矩阵与无偏优化对灰色模型进行改进，通过原始序列的动态更新实现模型的参数更新，在此基础上与泊松曲线模型建立一种组合预测模型，并利用马尔科夫链进行残差修正，得到改进的动态GM-Poisson-Markov组合预测模型。利用汉巴南铁路路基沉降变形监测数据进行实例分析，将预测结果与泊松、灰色模型、非等间距无偏灰色模型以及组合模型预测结果进行对比分析，结果表明:模型对铁路软土路基沉降变形可取得较好预测效果，提高了预测精度与稳定性。     

基于网络基坑沉降预测的马尔可夫修正模型

分析灰色GM(1,1)预测模型存在的理论缺陷,指出灰色GM(1,1)预测模型虽可用于小样本基础数据预测,但对基础沉降一类随机性强、波动性较大的数据拟合质量较差,预测精度降低。因而,提出利用马尔可夫链修正神经网络模型,其计算过程为:首先建立神经网络动态拟合模型作为基础沉降变化的基准线,在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵,最后通过系统状态划分样本值与模型拟合值之间的残差及中误差等指标分析计算,最终完成基础沉降的准确计算,该模型应用于基础沉降工程实例运算,取得较好效果。     

基于灰色-马尔可夫模型的道路PCI预测方法

本文利用马尔可夫模型修正传统灰色GM(1,1)模型的残差,建立基于时间序列的路面PCI动态预测模型;并利用MATLAB软件开发了灰色-马尔科夫链预测模型框架,实现了路面PCI滚动动态预测。将预测模型应用到某高速公路PCI预测中,结果表明该模型的预测能力强,比传统灰色GM(1,1)模型的预测精度更高,能满足实际工程需求。     

基于灰色-马尔科夫理论的沥青路面性能预测研究

结合灰色理论短期预测优势以及马尔科夫预测模型无后效性特点,建立基于灰色-马尔科夫理论的组合预测模型,研究沥青路面性能衰变规律。以重庆某高速公路历年RQI检测数据为例,用MATLAB计算RQI灰色预测值并验证模型的精度;通过灰色预测方程反算使用年限序列,并建立马尔科夫状态转移矩阵,对RQI进行预测。结果表明:灰色预测模型对RQI预测精度达到一级,预测结果可靠性较高;根据灰色-马尔科夫模型,预测RQI衰变规律,对比单一的灰色预测模型,灰色-马尔科夫组合预测模型精度更高,更适用于路面性能的长期预测。     

BP神经网络和GM(1,1)灰色模型在公路客运量预测中的应用

在灰色预测的基础上,引入BP神经网络模型,建立了GM(1,1)和BP神经网络组合模型。此组合模型兼有灰色预测和BP神经网络预测的优点,模型既克服了原始数据少,数据波动性大对预测精度的影响,也增强了预测的自适应性。实例证明了组合模型的预测精度高于单独的GM(1,1)模型,可以用于公路客运量预测。     

基于粒子群改进灰色马尔可夫模型的公路路基沉降自适应预测

针对公路路基沉降具有随机性和复杂性的特征,提出了一种粒子群改进灰色GM(1,1)-马尔可夫模型的路基沉降自适应预测方法。利用马尔可夫模型修正传统灰色GM(1,1)预测模型的残差,并提出粒子群算法来计算最优的马尔科夫链残差模型的白化系数,开发了路基沉降的粒子群灰色马尔科夫链自适应预测模型框架。以某公路路基沉降实测值为例,对比分析了其他两种改进灰色模型方法,结果表明本文算法误差均值仅为1. 48%,比其他两种方法分别降低了64%和29%,且精度等级达到一级。随着公路路基沉降数据量的增加,本文提出的模型预测精度进一步增加,自适应能力强,具有良好的推广性。     

道路交通事故灰色马尔可夫预测模型

在道路交通事故灰色预测的基础上，引入马尔可夫链预测理论，建立道路交通事故灰色马尔可夫预测模型。道路交通事故灰色马尔可夫预测兼有灰色预测和马尔可夫链预测的优点，模型克服了随机波动性数据对道路交通事故预测精度的影响，拓宽了灰色预测的应用范围。实例计算证明：道路交通事故灰色马尔可夫预测模型预测精度高于GM(1，1)模型预测精度，模型可以用于道路交通事故预测。     

基于混沌递进预测模型与趋势检验的深基坑变形规律研究

为提高基坑变形预测精度及稳定性,首先,利用遗传算法优化BP神经网络的结构参数,再将参数优化后的BP神经网络与灰色模型结合,构建出GA-BP神经网络模型,并利用该模型实现基坑变形序列的初步预测; 其次,基于残差序列的混沌特性,再利用混沌理论进行残差优化,进一步构建考虑混沌特性优化的GA-BP神经网络模型; 最后,将SR检验引入到基坑变形趋势判断中,以检验预测结果的准确性。实例检验表明： 通过遗传算法及混沌理论的递进优化,能逐步提高预测精度,验证文章预测模型的有效性,且预测结果与SR检验结果的一致性较好,说明该预测模型的可信度高。     

基于新维改进灰色马尔科夫预测模型的现役桥梁荷载预测

根据公路桥梁荷载的特点,采用新维改进灰色马尔科夫模型进行公路桥梁荷载预测.通过实例预测结果和实测结果比较可知,应用该预测模型对桥梁荷载进行预测,其预测精度、准确度较高,本荷载预测模型可以直接应用于桥梁结构设计和耐久性研究.     

基于优化支持向量机-混沌BP神经网络的基坑变形预测研究

为解决基坑变形预测精度低的问题,采用小波去噪分离基坑变形的趋势项及误差项序列,并利用多种优化的支持向量机对趋势项序列进行预测,采用混沌BP神经网络对误差项序列进行预测,将两者预测结果进行叠加即得到变形预测值,且可根据后期监测数据的更新,实时增加数据信息,达到跟踪预测的目的。经过3个实例检验,得出小波函数的去噪效果相对较优,且预测结果的相对误差均值均小于2%,验证了优化支持向量机-混沌BP神经网络模型的有效性,且该模型具有预测精度高、适用性强等优点,对掌握基坑变形的发展趋势及评价基坑的稳定性具有重要意义。     

湿陷性黄土场地强夯夯沉量的预测

以湿陷性黄土地区的大量强夯工程实例为对象,分析、选择了影响夯沉量的五大主控因素作为BP神经网络模型的基本特征量,建立夯沉量与其之间的相关关系的BP网络模型,对夯沉量进行了预测分析。结果表明:BP神经网络模型能真实反映强夯夯沉量与主控因素之间的非线性关系,预测结果与实测值之间的相对误差小于10%,用该模型对强夯夯沉量进行预测是有效的。     

不同优化类型组合预测模型在沙漠软土路基的应用

某沙漠重载铁路工程，地势低洼路段雨季易积水，加上原有高地下水位的长期浸泡和植物根系的有机分解积累，形成了淤泥质或泥炭质软土地基；运用理论分析、现场监测等方法，从权重分配合理性和子模型组合结构两方面探讨组合预测模型的精度优化效果，开展沙漠淤泥质软土路基沉降预测研究。结果表明：双曲线法、三点法、指数曲线法、泊松曲线法、BP神经网络5种预测模型均能达到较高水平的拟合程度；变权重组合预测模型、引入鲸鱼优化算法的自适应权重组合预测模型、滚动动态组合预测模型对于预测精度、效果的提升较小；引入BP神经网络的误差补偿组合预测模型，极大程度地降低了人为建立子预测模型组合结构所产生的精度影响，在沙漠淤泥质软土路基中具有更优的预测精度及效果。     

PSO-BP神经网络在隧道围岩变形预测中的应用

针对滇西复杂地质条件下隧道围岩变形预测问题,以BP神经网络为基础,引入了改进后的粒子群算法,通过调试和改进建立了PSO-BP神经网络。该神经网络结合了粒子群算法的全局搜索能力和BP神经网络的局部搜索能力,非线性映射能力强,泛化能力强,具有一定的容错能力。计算结果表明:PSO-BP神经网络预测精度高,平均绝对误差为2.4 mm,平均相对误差为2.7%,满足隧道围岩变形预测精度的需要。     

趋势项分离预测模型及重标度极差分析在深基坑变形预测中的应用研究

为解决基坑变形预测精度低的问题,利用小波去噪和卡尔曼滤波对基坑变形序列进行去噪处理,分离趋势项及误差项,并利用支持向量机和BP神经网络分别对趋势项和误差项进行预测,以掌握基坑的变形规律及发展趋势;同时,采用重标度极差分析(R/S分析)对基坑的变形趋势进行判断,以验证变形预测的可靠性。根据实例检验,得出小波去噪的去噪效果较好,且预测结果的相对误差均值为1.03%,方差值为0.083,预测精度较高;基坑的变形序列与速率序列均具有持续增长的趋势特征,与变形预测结果一致,验证了预测思路的有效性。     

CFG桩复合地基沉降的灰色预测

高速铁路CFG桩复合地基(路基)沉降是一个复杂的过程,采用MATLAB语言编写了基于XGM(1,1)模型预测地基沉降的程序,并将其应用于CFG复合地基沉降量的预测。通过对灰色预测XGM(1,1)模型在工程实例的应用和对比,证实XGM(1,1)模型运用到工程实际中是可行的。     

软土地区铁路桥梁桩基试验及数值分析

通过连盐铁路中山河特大桥桩基础单桩静载试验，对桩身应变、压缩量及桩顶沉降进行测试，利用试验结果对有限元模型进行修正，研究软土地区铁路桥梁桩基的荷载传递特性及沉降控制效果。结果表明:理论和试验曲线吻合较好，桩周土体的土性变化对桩身轴力传递和沉降的影响很大，在软土地区采用超长钻孔灌注桩能较好地控制桥粱基础沉降。     

基于递进复合式组合预测模型的软岩隧道大变形预测研究

为实现对隧道大变形发展趋势的判断,达到优化现场施工,避免出现施工安全问题的目的,采用LS-SVM和优化GM(1,1)模型对隧道变形进行预测,并以误差平方和为指标,将两者的预测结果进行组合,再进一步利用BP神经网络对前者的预测误差进行修正,以实现综合预测。通过实例检验,得到最小二乘法对支持向量机的优化效果要优于对灰色模型的优化效果,且误差修正模型能进一步有效地提高预测精度,使预测值与实测值更为接近;同时,通过本文的预测结果,得到后4个周期的变形仍具有持续变形的趋势,应采取有效措施,避免工程事故的发生。本文预测模型具有较好的预测精度及适用性,对隧道大变形研究具有一定的参考意义。