基于LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的土石壩滲流壓力預(yù)測(cè)
本文選題:土石壩 + 滲流壓力。 參考:《人民黃河》2017年08期
【摘要】:滲流壓力是反映大壩工作狀態(tài)的重要物理量,對(duì)滲流壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)分析可以及時(shí)了解大壩滲流狀況和趨勢(shì)。為克服標(biāo)準(zhǔn)BP算法收斂速度慢、泛化能力弱和計(jì)算量大等不足,引入LM算法優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值,提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)土石壩滲流壓力的預(yù)測(cè)效果。根據(jù)滲流分析,給出了滲流壓力的統(tǒng)計(jì)模型,由統(tǒng)計(jì)模型選取上下游水位、降雨和時(shí)效作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層因子,以滲流壓力作為輸出層因子,建立了3層LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大壩滲流壓力預(yù)測(cè)模型。利用MATLAB進(jìn)行了多組仿真試驗(yàn),確定了使本次滲流壓力預(yù)測(cè)效果更好的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)量區(qū)間。以滲流壓力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及同期庫(kù)水位和降雨資料作為訓(xùn)練樣本,在選取適當(dāng)數(shù)據(jù)量的訓(xùn)練樣本的基礎(chǔ)上,運(yùn)用LM算法對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,利用測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試。將同結(jié)構(gòu)的LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于某土石壩滲流壓力的預(yù)測(cè)中,應(yīng)用結(jié)果表明,LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度更快、擬合和預(yù)測(cè)精度更高,在土石壩滲流壓力分析和預(yù)測(cè)應(yīng)用方面是可行的。
[Abstract]:Seepage pressure is an important physical quantity reflecting the working state of the dam. The prediction and analysis of seepage pressure can understand the seepage condition and trend of the dam in time. In order to overcome the shortcomings of the standard BP algorithm, such as slow convergence speed, weak generalization ability and large amount of calculation, LM algorithm is introduced to optimize the weight and threshold of the standard BP neural network to improve the prediction effect of BP neural network on the seepage pressure of earth-rock dam. According to the seepage analysis, the statistical model of seepage pressure is given. The upstream and downstream water level, rainfall and aging are selected as input layer factors of neural network, and seepage pressure is taken as output layer factor. A three-layer LMBP neural network model for predicting seepage pressure of dams is established. A series of simulation experiments are carried out with MATLAB to determine the interval of the training sample data which can make the prediction effect of seepage pressure better. Taking the measured seepage pressure data, the water level and rainfall data of the same reservoir as the training samples, the LM algorithm is used to train the BP network on the basis of selecting the appropriate training samples. Test samples are used to test the trained neural network. The LMBP neural network with the same structure and the standard BP neural network are applied to the prediction of seepage pressure of a certain earth-rock dam. The application results show that the neural network converges faster, and the fitting and forecasting accuracy is higher. It is feasible to analyze and predict seepage pressure of earth-rock dam.
【作者單位】: 南京水利科學(xué)研究院;水利部大壩安全管理中心;江蘇省水利廳;
【基金】:水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201501033) 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC0401600) 江蘇省水利科技項(xiàng)目(2015010) 廣西水利廳科技項(xiàng)目(201614)
【分類號(hào)】:TV223.4;TV641
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,本文編號(hào):1811944
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