时间序列分析在建筑物变形监测中的应用

论文题目: 时间序列分析在建筑物变形监测中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 地球探测与信息技术

作者: 林勋

导师: 杨国东

关键词: 变形监测,沉降,时序分析,预报,参数模型,最小二乘推估

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 我国城市化进程中,高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,对建筑物及地基进行长期和系统监测的必要性和重要性愈加明显。变形监测的最终目的是预测,即利用长期积累的观测资料掌握变化规律,对建筑物的未来性态做出及时有效的分析和预报。对变形观测数据的处理一直是各国专家学者研究的重点。时间序列分析预测模型,广泛的应用于各行各业,但是在预测建筑物变形方面应用较少,尤其是用于钢结构建筑物的变形预测罕见报道,本文在这方面作了一些开拓性的工作。本文详细阐明了时间序列的基本思想、几种常见的时间序列模型以及时间序列的动态特征;分析如何利用自相关函数和偏相关函数来对模型进行判定;通过对时间序列的几种定阶准则的比较,确定出一种较好的定阶准则来建立模型,从而利用逆函数法进行预报。利用光大银行长春分行营业大厦(钢结构高层建筑物)的变形监测资料,具体介绍了了建立时间序列分析模型的过程,详细分析了预报结果。时间序列分析是从统计角度来揭示各时序内部的统计关系与各时序之间的统计关系的,需要多期大量的观测数据,模型定阶的困难。为此,本文提出一种改进方法——最小二乘推估。文中阐明了最小二乘推估方法中方差—协方差函数的建立方法与应用过程,利用同样的样本数据计算了预报结果,并对此预报结果与应用时间序列分析计算的预报结果进行了对比分析。初步证明最小二乘推估在沉降预报中应用的可行性。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 变形监测的目的和意义

1.2 变形监测的分类

1.3 变形分析与预测的现状和进展

1.3.1 监测技术

1.3.2 监测数据分析

1.3.3 变形分析与预测研究的发展趋势

1.4 问题的提出及本文的研究内容

第2章 时间序列的概况和动态特征

2.1 概述

2.2 时间序列的基本思想

2.3 时间序列预测的优缺点

2.4 时间序列应用的广泛性

2.5 常用的几种时间序列模型

2.5.1 自回归(AR)模型

2.5.2 滑动平均(MA)模型

2.5.3 自回归滑动平均(ARMA)模型

2.6 时间序列模型的动态特性

2.6.1 格林函数

2.6.2 可逆函数

2.6.3 自相关函数

2.6.4 偏相关函数

2.7 小结

第3章 模型识别与阶次判定及其预测

3.1 平稳性数据识别

3.2 常用的时间序列定阶准则

3.2.1 F 检验的定阶准则

3.2.2 FPE 定阶准则

3.3 模型的适用性检验

3.4 逆函数预报

3.5 小结

第4章 算例分析

4.1 光大银行工程概况

4.1.1 概述

4.1.2 沉降监测任务

4.2 利用时间序列分析法对沉降点 K_9 进行分析

4.2.1 K_9 沉降数据及形式

4.2.2 数据平稳化处理

4.2.3 相关分析

4.2.4 模型阶次的判定与参数估计

4.2.5 利用逆函数方法进行预报

4.3 其余沉降点测量数据及分析结果

4.3.1 沉降数据

4.3.2 数据分析

4.3.3 预报

4.3.4 沉降值、拟合值与预报值曲线的比较

4.3.5 分析结果

4.4 时间序列分析的改进——最小二乘推估

4.4.1 数学模型

4.4.2 最小二乘推估的计算公式

4.4.3 最小二乘推估在沉降预报中的应用

4.4.4 各点实测曲线、最小二乘推估预报值曲线比较图

4.4.5 分析结果

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

摘 要

ABSTRACT

致谢

导师及作者简介

发布时间: 2006-01-17

参考文献

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