大坝安全监测系统设计及数据分析

论文摘要

随着坝工技术的迅速发展,水力资源的深入开发利用,大坝的安全问题也日益突出。相关领域的学者、专家也纷纷展开了大坝安全监测技术的研究工作。目前我国针对中小型大坝的安全监测,以基于客户机/服务器(Client/Server, C/S)模式的离线分析为主,这种方式不能实时、全面的分析大坝性态及其运行状态。针对上述问题,本文以某水电站混凝土大坝为研究对象,建立了基于浏览器(Browser/Server, B/S)模式的大坝安全监测系统,并对大坝采集的数据进行分析总结,实现实时、在线、准确的大坝安全监测。本文主要研究内容及其结果可归纳为:首先分析总结了目前国内外大坝安全监测系统结构及其数据分析的发展现状,并指出采用Web技术基于B/S模式的软件系统已成为大坝安全监测系统发展的必然趋势。其次设计了大坝安全自动化监测系统,包括系统的需求分析、系统开发模式、系统框架、系统主要功能、系统的安全性保障等。再次以混凝土大坝为监测对象,总结并归纳了大坝变形位移预报量的数学统计模型,详细阐述了多元线性回归建模理论及其模型效果分析、逐步回归的主要思想和算法实现的具体步骤、偏最小二乘回归的主要算法理论以及RBF神经网络。最后以某水电站混凝土大坝为实例,应用本文所设计的监测系统,进行数据分析。实验结果表明,在应用于该大坝的三种统计回归建模分析方法中,偏最小二乘回归建模是最优的选择。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.3 论文研究的内容和目标
• 1.4 论文结构安排
• 2 大坝安全监测系统设计与实现
• 2.1 系统需求与目标
• 2.2 系统设计
• 2.3 系统功能及实现
• 2.4 系统安全保障
• 2.5 本章小结
• 3 监测数据分析
• 3.1 混凝土坝变形位移统计模型
• 3.2 多元线性回归模型
• 3.3 逐步回归模型
• 3.4 偏最小二乘回归模型
• 3.5 RBF 神经网络模型
• 3.6 本章小结
• 4 某水电站监测数据分析
• 4.1 工程背景
• 4.2 大坝统计模型分析
• 4.3 大坝RBF 神经网络模型
• 4.4 模型效果比较
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士期间发表的论文