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基于WTD-PSR数据处理与GSM-SVR模型的地铁沉降预测
1
作者
戎密仁
冯超
+5 位作者
庞银萍
罗澜鑫
袁颖
耿东阳
郑永瑞
李佳音
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第11期2033-2043,共11页
为提升地铁施工过程中周边地表沉降预测的精度与可靠性,基于某市轨道交通1号线工程数据,提出一种基于小波去噪(WTD)、相空间重构(PSR)和网格搜索优化支持向量机回归(GSM-SVR)的组合预测模型,实现地表沉降预测的精细化研究。首先,利用小...
为提升地铁施工过程中周边地表沉降预测的精度与可靠性,基于某市轨道交通1号线工程数据,提出一种基于小波去噪(WTD)、相空间重构(PSR)和网格搜索优化支持向量机回归(GSM-SVR)的组合预测模型,实现地表沉降预测的精细化研究。首先,利用小波阈值去噪法(db4函数)对原始监测数据进行预处理,有效剔除噪声和奇异值,信噪比(R_(SNR))提升至11.8144,均方根误差(E_(RMSE))降至0.37383;其次,通过相空间重构(嵌入维数m=5,延迟时间τ=1)将静态时间序列转化为多维动态特征数据,增强数据的非线性表征能力;最后,采用网格搜索法(GSM)优化SVR模型的超参数(惩罚参数c=50,核参数g=0.38),构建GSM-SVR预测模型,并采用传统SVR、PSO-SVR、GWO-SVR等6种模型进行对比分析,检验GSM-SVR模型的优劣度。结果表明:1)WTD-PSR有效地剔除了噪声和奇异值,且提升了数据多维动态特征;2)GSM-SVR模型预测结果与其他6种模型相比,预测误差(E_(MAPE)、E_(MAE)、E_(RMSE))降低了8.44%~64.35%,拟合度(R^(2))提高了0.51%~22.08%,平均误差仅3.68%;3)去噪处理使模型性能显著提升,预测误差降低了12.33%~19.70%,可对地铁施工沉降进行有效的预测。
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关键词
地铁
沉降预测
小波去噪
相空间重构
动态特征
GSM-SVR模型
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职称材料
题名
基于WTD-PSR数据处理与GSM-SVR模型的地铁沉降预测
1
作者
戎密仁
冯超
庞银萍
罗澜鑫
袁颖
耿东阳
郑永瑞
李佳音
机构
河北
地质
大学
城市
地质
与工程学院
河北地质大学河北省城下人工环境智慧开发与管控技术创新中心
河北
地质
大学
京津冀城市群地下空间智能探测与装备重点实验室
石家庄职业
技术
学院经济贸易系
出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第11期2033-2043,共11页
基金
中央引导地方科技发展资金项目(246Z5405G)
河北省自然科学基金资助项目(D2025403082)
+1 种基金
河北地质大学学生科研项目(KAG202502)
河北省高等学校科学研究项目(BJ2025133)。
文摘
为提升地铁施工过程中周边地表沉降预测的精度与可靠性,基于某市轨道交通1号线工程数据,提出一种基于小波去噪(WTD)、相空间重构(PSR)和网格搜索优化支持向量机回归(GSM-SVR)的组合预测模型,实现地表沉降预测的精细化研究。首先,利用小波阈值去噪法(db4函数)对原始监测数据进行预处理,有效剔除噪声和奇异值,信噪比(R_(SNR))提升至11.8144,均方根误差(E_(RMSE))降至0.37383;其次,通过相空间重构(嵌入维数m=5,延迟时间τ=1)将静态时间序列转化为多维动态特征数据,增强数据的非线性表征能力;最后,采用网格搜索法(GSM)优化SVR模型的超参数(惩罚参数c=50,核参数g=0.38),构建GSM-SVR预测模型,并采用传统SVR、PSO-SVR、GWO-SVR等6种模型进行对比分析,检验GSM-SVR模型的优劣度。结果表明:1)WTD-PSR有效地剔除了噪声和奇异值,且提升了数据多维动态特征;2)GSM-SVR模型预测结果与其他6种模型相比,预测误差(E_(MAPE)、E_(MAE)、E_(RMSE))降低了8.44%~64.35%,拟合度(R^(2))提高了0.51%~22.08%,平均误差仅3.68%;3)去噪处理使模型性能显著提升,预测误差降低了12.33%~19.70%,可对地铁施工沉降进行有效的预测。
关键词
地铁
沉降预测
小波去噪
相空间重构
动态特征
GSM-SVR模型
Keywords
metro
settlement prediction
wavelet threshold denoising
phase space reconstruction
dynamic characteristics
grid search method-optimized support vector machine regression model
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名
作者
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1
基于WTD-PSR数据处理与GSM-SVR模型的地铁沉降预测
戎密仁
冯超
庞银萍
罗澜鑫
袁颖
耿东阳
郑永瑞
李佳音
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025
0
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