基于典型小概率法-LSTM的大坝预警技术研究

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作者 栗铭阳 邓宇 +1 位作者 张宝森 郭进军 《人民黄河》 北大核心 2025年第7期78-83,共6页

三门峡水库的运行状态对黄河下游城市的供水安全与防洪减灾具有重大影响。然而,传统监测手段依赖传感器网络与人工观测,存在实时性不足、精细化程度低等问题。为此,提出一种融合多源数据与动态响应的预警模型。首先,基于典型小概率法计... 三门峡水库的运行状态对黄河下游城市的供水安全与防洪减灾具有重大影响。然而,传统监测手段依赖传感器网络与人工观测,存在实时性不足、精细化程度低等问题。为此,提出一种融合多源数据与动态响应的预警模型。首先,基于典型小概率法计算大坝位移、渗透压力等关键指标的预警阈值;其次,构建长短期记忆网络(LSTM)预测模型,结合阈值对比实现高效预警。以三门峡水库为例验证表明,模型预测精度显著优于传统方法。 展开更多

关键词 大坝安全 典型小概率法 LSTM 监测预警 三门峡水库

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基于LV-DBSCAN算法的大坝安全监测数据异常检测 被引量：9

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作者 戴领 李少林 +2 位作者 刘光彪 纪传波 段国学 《人民长江》 北大核心 2024年第1期236-241,共6页

大坝安全监测数据原始序列中常存在异常测值,极大影响了大坝安全监测资料分析的可靠性和准确性。为此,在分析异常值特性及传统异常检测方法优缺点的基础上,分别从局部与整体角度研究监测数据异常检测方法。首先针对多重局部异常系数法... 大坝安全监测数据原始序列中常存在异常测值,极大影响了大坝安全监测资料分析的可靠性和准确性。为此,在分析异常值特性及传统异常检测方法优缺点的基础上,分别从局部与整体角度研究监测数据异常检测方法。首先针对多重局部异常系数法要求数据序列较长且数据等时间间距等缺陷,提出了局部变化异常系数法(LV)及局部方法与整体方法协同判别策略;进一步引入密度聚类算法(DBSCAN),提出了兼顾数据整体与局部特性的LV-DBSCAN异常检测方法。以某混凝土重力坝两垂线测点顺流向位移监测数据为实例,对比分析了不同方法在不同类型数据集上的检测精度。研究结果表明,所提LV-DBSCAN方法适用性更广,准确率更高,误判率更低。 展开更多

关键词 大坝安全监测 异常值 局部变化异常系数法(LV) 密度聚类算法(DBSCAN) 置信度

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电容式引张线仪和垂线坐标仪在大坝监测应用中的讨论 被引量：7

3

作者 朱伟宾 鲁结根 宫玉强 《水电能源科学》 北大核心 2010年第1期60-63,156,共5页

基于电容式引张线仪和电容式垂线坐标仪的结构和原理,分析了此类仪器存在的问题和原有位移计算公式的缺陷,采用保角变换法重新推导了位移计算公式,并以葛洲坝水利枢纽使用的RY引张线仪和RZ垂线坐标仪为例,将理论计算值与实际监测值作了... 基于电容式引张线仪和电容式垂线坐标仪的结构和原理,分析了此类仪器存在的问题和原有位移计算公式的缺陷,采用保角变换法重新推导了位移计算公式,并以葛洲坝水利枢纽使用的RY引张线仪和RZ垂线坐标仪为例,将理论计算值与实际监测值作了对比分析。结果表明,此类仪器有较大的位移偏差,不能满足大坝安全监测高精度要求。 展开更多

关键词 电容式引张线仪 电容式垂线坐标仪 大坝安全监测 保角变换法 精度

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用结构分析法拟定混凝土坝变形三级监控指标 被引量：14

4

作者 顾冲时 吴中如 阳武 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第5期7-10,共4页

将力学模型引入大坝安全监测领域 ,结合变形监测资料 ,提出利用三维粘弹塑性大变形理论拟定混凝土坝三级监控指标的原理和方法 ,并拟定了龙羊峡大坝变形三级监控指标 ,取得了安全监控大坝的实效 .

关键词 混凝土坝 变形 安全监测 结构分析法

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模糊综合评判法在大坝安全监控中的应用 被引量：18

5

作者 马福恒 吴中如 +1 位作者 顾冲时 陈法兴 《水电能源科学》 2001年第1期59-62,共4页

以青铜峡大坝为例 ,依据模糊控制理论和专家经验 ,用模糊综合评判法对复杂结构混凝土坝的原型结构性态进行了模糊可靠度分析 ,结论符合工程实际 .

关键词 大坝 安全监控 模糊综合评判法

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基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法 被引量：19

6

作者 郑付刚 游强强 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期407-414,共8页

为了更科学合理地对大坝工作状态进行评判,从系统的角度把大坝作为一个模糊整体,充分结合大坝已有的监测设施,考虑由于监测仪器运行状态给评判带来的影响,综合分析大坝的工作性态,提出了一个基于大坝安全监测系统的大坝安全多层次模糊... 为了更科学合理地对大坝工作状态进行评判,从系统的角度把大坝作为一个模糊整体,充分结合大坝已有的监测设施,考虑由于监测仪器运行状态给评判带来的影响,综合分析大坝的工作性态,提出了一个基于大坝安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法.以某大坝为例,对大坝的工作状态进行了综合评判,结果表明应用本方法可充分体现监测数据可靠性对结果的影响,评判结果科学合理,更符合实际情况. 展开更多

关键词 大坝安全 监测系统 模糊综合评判 层次分析法

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基于最大熵理论的大坝安全监控指标 被引量：7

7

作者 马文丽 苏怀智 游艇 《水电能源科学》 北大核心 2011年第6期77-79,共3页

以陈村水库为例,针对采用典型监测效应量的小概率法拟定监控指标时需考虑监控过程中存在混沌性问题,采用最大熵理论将监测效应量作为随机变量,探讨了大坝安全监控指标的拟定,并采用精度较高的An-derson-Darling(A-D)法对效应量的母体分... 以陈村水库为例,针对采用典型监测效应量的小概率法拟定监控指标时需考虑监控过程中存在混沌性问题,采用最大熵理论将监测效应量作为随机变量,探讨了大坝安全监控指标的拟定,并采用精度较高的An-derson-Darling(A-D)法对效应量的母体分布类型进行检验。验证结果表明,该方法合理可靠。 展开更多

关键词 最大熵理论 大坝 安全监控指标 A—D检验

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光纤光栅-水暖循环集成系统监测渗流的试验研究 被引量：7

8

作者 陈江 程飞 +2 位作者 昝亚锋 葛琪 熊峰 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期51-57,共7页

为了解决土石坝渗流常规监测手段空间不连续、效率低等缺陷,基于温度示踪法中的加热法,提出了将光纤光栅温度传感系统与水暖循环供热系统相结合的新型监测体系。该集成系统采用锅炉作为加热设备,热水通过分集水器分配到各条供暖管路进... 为了解决土石坝渗流常规监测手段空间不连续、效率低等缺陷,基于温度示踪法中的加热法,提出了将光纤光栅温度传感系统与水暖循环供热系统相结合的新型监测体系。该集成系统采用锅炉作为加热设备,热水通过分集水器分配到各条供暖管路进行循环加热,光纤光栅温度传感器预埋在供暖管内测量管道内热水的温度,根据温度场与渗流场的相关性间接获得渗流状态。基于牛顿冷却定律,提出根据管路降温曲线拟合出系数ζv并将其作为判别指标识别渗漏状态的新方法。建立了集中渗漏的试验模型,考虑了渗漏通道的位置、数量及渗漏强度等影响因素进行多工况试验,试验结果表明:降温阶段的温度实测数据与按牛顿冷却定律确定的温度变化数学模型基本相符,采用ζv作为判别指标能很好地进行渗漏的定位,其量值与渗漏强度定性相符。因此,本文提出的渗流监测系统及渗流状态识别方法是有效的。 展开更多

关键词 土石坝安全监测 温度示踪法 光纤传感 水循环加热 牛顿冷却定律

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典型小概率法在大坝径向位移安全监控指标拟定中的应用 被引量：9

9

作者 李晓晨 张毅 +1 位作者 董龙根 冯龙龙 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第3期43-45,共3页

考虑到陈村大坝的原型观测数据具有较长时间序列的特点,选取每年最不利荷载下的坝顶径向位移值作为监测效应量,应用典型小概率算法,初步拟定了该大坝典型坝段坝顶径向位移的安全监控指标.并利用2012年的观测数据进行大坝运行情况的对比... 考虑到陈村大坝的原型观测数据具有较长时间序列的特点,选取每年最不利荷载下的坝顶径向位移值作为监测效应量,应用典型小概率算法,初步拟定了该大坝典型坝段坝顶径向位移的安全监控指标.并利用2012年的观测数据进行大坝运行情况的对比分析.结果表明,该指标符合实际,较为准确,且大坝运行情况良好. 展开更多

关键词 小概率法 安全监控指标 陈村 坝顶径向位移

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大坝安全监测系统综合评价方法研究 被引量：6

10

作者 杨贝贝 苏怀智 +2 位作者 付浩雁 郭英嘉 方正 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第1期122-124,128,共4页

为准确合理的对大坝安全监测系统进行评价,运用可拓学理论,构造物元可拓分析模型。利用物元的可拓性确定监测系统工作状态的定性描述,利用可拓集的关联函数确定评价指标对监测系统状态影响程度的定量描述,将定量与定性分析相结合;传统... 为准确合理的对大坝安全监测系统进行评价,运用可拓学理论,构造物元可拓分析模型。利用物元的可拓性确定监测系统工作状态的定性描述,利用可拓集的关联函数确定评价指标对监测系统状态影响程度的定量描述,将定量与定性分析相结合;传统权重的确定一般采用主观赋权法,忽略了客观因素的影响,因此本文引入层次分析法(AHP)与熵权法相结合的方法确定指标体系的权重,综合考虑主客观因素的影响。实例表明,该模型评价的结果与实际相符,为大坝安全监测系统评价提供了新思路。 展开更多

关键词 大坝安全监测系统 物元可拓 AHP 信息熵

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大坝自动监测数据异常值识别的改进数据跳跃法 被引量：11

11

作者 赵键 张慧莉 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第2期85-87,共3页

大坝安全自动化监测过程中,大量数据中的异常值识别已成为亟待解决的难题。将一种较为实用的识别方法——数据跳跃法进行改进,并利用Matlab进行编程实现。通过对某混凝土重力坝自动监测数据进行处理验证,证明此改进数据跳跃法更准确实用。

关键词 大坝安全监测 异常值识别 改进数据跳跃法 MATLAB

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基于OPLS方法的混凝土坝小样本安全监控模型研究 被引量：1

12

作者 刘兴阳 张慧莉 李占超 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期113-116,共4页

在已建立的混凝土坝小样本安全监控模型基础上,采用正交偏最小二乘回归分析方法对自变量共线性问题进行研究:通过正交信号修正,去除水压、温度和时效等因素中与监测效应量正交的信息,以增强混凝土坝小样本安全监控模型的分析和解释能力... 在已建立的混凝土坝小样本安全监控模型基础上,采用正交偏最小二乘回归分析方法对自变量共线性问题进行研究:通过正交信号修正,去除水压、温度和时效等因素中与监测效应量正交的信息,以增强混凝土坝小样本安全监控模型的分析和解释能力。工程实例分析表明,相比于普通的偏最小二乘监控模型,所建模型在拟合和预测监测效应量变化规律和趋势、以及模型的总体解释能力等方面均有所改善,证实了正交偏最小二乘回归分析方法在混凝土坝小样本安全监控模型应用上的合理性,从而为完善混凝土坝安全监控模型理论提供参考。 展开更多

关键词 混凝土坝 安全监控模型 小样本 正交偏最小二乘法

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温度荷载及其分量计算的广义单位荷载法 被引量：1

13

作者 赵斌 吴中如 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期620-623,共4页

针对坝体有效的温度计数量不足的情况,采用形函数法解决单位温度的协调及单位温度所覆盖有限元网格结点的温度计算问题,提出了用广义单位荷载法计算未知结点的变温及载常数的方法,从而解决了普通等效温度法在温度计不足时无法进行温度... 针对坝体有效的温度计数量不足的情况,采用形函数法解决单位温度的协调及单位温度所覆盖有限元网格结点的温度计算问题,提出了用广义单位荷载法计算未知结点的变温及载常数的方法,从而解决了普通等效温度法在温度计不足时无法进行温度荷载计算的局限性,有效地降低了大坝安全监测确定性模型的建模条件. 展开更多

关键词 大坝 安全监测 温度分量 确定性模型 广义单位荷载法

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基于GM-ANN组合模型的大坝变形监测数据分析方法 被引量：6

14

作者 钱程 李连基 周子东 《中国农村水利水电》 北大核心 2015年第10期157-159,162,共4页

大坝变形监测数据由于受水位、温度、时效等多因素影响,呈现一定的趋势性和波动性。引入时间序列分析模型和方法,合理分析大坝变形监测数据序列特征,精确预测大坝变形状况,是大坝安全监测的重要内容。重点针对"贫信息"、"... 大坝变形监测数据由于受水位、温度、时效等多因素影响,呈现一定的趋势性和波动性。引入时间序列分析模型和方法,合理分析大坝变形监测数据序列特征,精确预测大坝变形状况,是大坝安全监测的重要内容。重点针对"贫信息"、"小样本"情况下的大坝变形监测数据序列,将灰色模型(GM)与人工神经网络(ANN)模型相结合,研究了分析和预测大坝变形监测数据的方法,并进行工程实例验证。首先利用灰色模型拟合和预测实测样本数据,然后将灰色模型残差作为人工神经网络模型的学习样本进行训练和预测,最后将上述结果进行综合得到大坝变形的预测值。应用文中所述方法对某实际大坝变形监测数据的建模检验表明,本文给出的GM-ANN模型预测精度高于GM(1,1)模型,具有较好的实用性。 展开更多

关键词 大坝安全 变形监测 预测方法 灰色模型 人工神经网络

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SVM-RBFNN组合模型在某混凝土双曲拱坝变形监测中的应用 被引量：4

15

作者 钱程 李连基 周子东 《水电能源科学》 北大核心 2015年第12期93-95,84,共4页

大坝变形监测数据由于受水位、温度、时效等因素的影响,是一个非线性、非平稳的时间序列。考虑到支持向量机模型(SVM)对小样本、非线性问题有很好的预测效果,采用SVM模型刻画样本数据的趋势性信息;同时运用径向基函数神经网络(RBFNN)对... 大坝变形监测数据由于受水位、温度、时效等因素的影响,是一个非线性、非平稳的时间序列。考虑到支持向量机模型(SVM)对小样本、非线性问题有很好的预测效果,采用SVM模型刻画样本数据的趋势性信息;同时运用径向基函数神经网络(RBFNN)对残差序列进行分析和预测,并将时间序列的趋势项和误差项线性叠加,组成SVM-RBFNN组合预测模型。实例应用表明,SVM-RBFNN组合模型精度高于SVM模型,具有一定的实用性。 展开更多

关键词 大坝安全 变形监测 预测方法 支持向量机 神经网络

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基于改进突变级数法的大坝运行安全等级评估方法 被引量：1

16

作者 魏博文 周凌凯 徐富刚 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第11期168-174,共7页

为减少大坝运行安全等级评估中不同监测效应量评价指标权重对评估结果客观性的影响,提出基于改进突变级数法的大坝运行安全等级评估方法。该方法将突变级数法不需要确定指标权重的优势应用于大坝运行安全等级评估中,在此基础上,采用熵... 为减少大坝运行安全等级评估中不同监测效应量评价指标权重对评估结果客观性的影响,提出基于改进突变级数法的大坝运行安全等级评估方法。该方法将突变级数法不需要确定指标权重的优势应用于大坝运行安全等级评估中,在此基础上,采用熵值修正G2法对常规突变级数法中的指标重要性排序环节进行改进,基于G2法和熵值法的本质从主、客观角度综合考虑评价体系中各指标的相对重要性,使突变级数法中的指标排序更为科学,更好地发挥其优势。将改进的突变级数法应用于某大坝运行安全等级评估中,计算结果表明该方法评估过程简单、逻辑清晰、可靠性高,能切实判断大坝实际的运行安全状态,验证了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 大坝运行安全 熵值法 G2法 突变级数法 监测资料 模糊综合诊断

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大坝空间变形监控指标的拟定 被引量：7

17

作者 孙鹏明 杨建慧 +2 位作者 杨启功 徐微 周雨薇 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期16-22,共7页

针对传统方法在拟定大坝安全监测指标时对空间性和模糊性考虑的不足,采用投影寻踪方法对大坝不同高程处位移序列进行降维处理,生成位移投影值及位移权重,计算出加权位移值并运用正逆向云模型拟定大坝位移安全监控综合指标。以棉花滩碾... 针对传统方法在拟定大坝安全监测指标时对空间性和模糊性考虑的不足,采用投影寻踪方法对大坝不同高程处位移序列进行降维处理,生成位移投影值及位移权重,计算出加权位移值并运用正逆向云模型拟定大坝位移安全监控综合指标。以棉花滩碾压混凝土重力坝为例,运用投影寻踪模型和云模型拟定了4#坝段上下游方向位移安全监控综合指标,并分析了坝体加权位移值与环境量变化规律的相关性,针对某一位移超标值,通过与置信区间法拟定结果的对比分析,论证了该方法的合理性和可行性。 展开更多

关键词 投影寻踪方法 云模型 位移 大坝安全监控指标

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飞来峡大坝坝顶水平位移安全监控指标拟定 被引量：4

18

作者 冯甲林 方朝阳 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第7期130-131,134,共3页

根据飞来峡混凝土坝原型监测资料,选取每年最不利工况时坝顶水平位移监测效应量为计算序列,应用大坝典型监测量的小概率法,对大坝典型坝段坝顶水平位移的安全监控指标进行了初步研究,得出了坝顶水平位移的安全监控指标值,并结合2010年... 根据飞来峡混凝土坝原型监测资料,选取每年最不利工况时坝顶水平位移监测效应量为计算序列,应用大坝典型监测量的小概率法,对大坝典型坝段坝顶水平位移的安全监控指标进行了初步研究,得出了坝顶水平位移的安全监控指标值,并结合2010年的实测值,分析了大坝的运行状况。结果表明,该坝2010年的水位、气温等环境量均未超过2000—2009年最不利工况时的环境量,并且2010年典型坝段坝顶水平位移的实测值均小于安全监控指标。 展开更多

关键词 安全监控指标 小概率法 水平位移 飞来峡大坝

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基于影响因子分解法的大坝监测数据异常检测算法 被引量：7

19

作者 李松轩 丁勇 李登华 《人民长江》 北大核心 2023年第4期234-240,共7页

如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义,但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法,通过快速小波变换及离散... 如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义,但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法,通过快速小波变换及离散傅里叶变换提取监测序列中的显著趋势与周期,剥离环境因子的影响,构建余项序列,并结合小概率事件思想准确判定余项序列中保留的异常值,从而精确检测出监测序列中较小数值异常。实例验证结果表明:此方法具有较好的实用性与稳定性,各类监测序列中异常检测准确率均达98%以上,查准率与查全率均值分别为93%与92%,与传统检测方法相比,检测精确程度及泛化能力明显提升。 展开更多

关键词 大坝安全监测 异常数据模拟 异常数据检测 影响因子分解法

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CEEMDAN与小波变换混合去噪方法在光纤陀螺监测系统信号去噪中的应用 被引量：13

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作者 徐朗 蔡德所 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期87-95,共9页

为了有效降低噪声对光纤陀螺监测系统实测信号的影响,提出基于CEEMDAN与小波变换混合去噪的方法。先将信号进行CEEMDAN分解,得到一系列IMF分量,计算每一个IMF分量与原始信号的相关系数,利用相关系数的大小筛选出主要的IMF分量。结合小... 为了有效降低噪声对光纤陀螺监测系统实测信号的影响,提出基于CEEMDAN与小波变换混合去噪的方法。先将信号进行CEEMDAN分解,得到一系列IMF分量,计算每一个IMF分量与原始信号的相关系数,利用相关系数的大小筛选出主要的IMF分量。结合小波变换,对筛选出的IMF分量进行降噪处理,最后进行信号重构。引入含噪信号与降噪误差比和均方误差两个指标来判断降噪效果,利用单一的小波变换、CEEMDAN方法、CEEMDAN与小波变换混合去噪三种方法对仿真信号和实测信号进行分析。结果表明,基于CEEMDAN与小波变换混合去噪方法的去噪效果最好,有效地降低了噪声对真实信号的影响,去噪后的信号能准确地表征真实信号的变化特征。该方法非常适合光纤陀螺监测系统的信号去噪,能进一步提高光纤陀螺监测系统的测量精度。 展开更多

关键词 大坝安全监测 自适应噪声完整集合经验模态分解 小波变换 相关系数 光纤陀螺监测系统 信号去噪

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