基于尖点突变理论的高层建筑沉降变形预测分析

来源：水资源与水工程学报杂志2018年第4期北京时间：

作者：李常茂，蒋桂梅，鞠兴华

单位：（陕西铁路工程职业技术学院

摘要：为建立一个全面且系统的高层建筑变形预测模型，本文首先利用卡尔曼滤波对变形数据进行去噪处理，分离出趋势项和误差项，再利用GA-BP模型和LS-GM(1,1)模型对趋势项进行预测，并通过组合得到趋势项预测值；其次，利用马尔科夫链对累计误差序列的进行修正，进一步提高预测精度；最后，利用尖点突变理论对高层建筑的稳定性进行评价，以验证预测模型的有效性。结果表明：半参数型卡尔曼滤波具有较好的滤波效果，且在趋势项的预测过程中，通过对BP神经网络的优化将平均预测精度由4.02%提高到了2.44%，而优化GM(1,1)模型则将平均预测精度由4.29%提高到了2.76%，说明本文的优化方法切实可行。通过误差修正，验证样本中的最大相对误差仅为1.63%，说明误差修正模型达到了进一步提高预测精度的目的，尖点突变理论的分析结果与预测结果相符，均得出高层建筑处于稳定状态，其后期变形将会持续减弱。

关键词：沉降变形； 尖点突变理论； 卡尔曼滤波； GA-BP模型； LS-GM(1,1)模型； 马尔科夫链,高层建筑

基金资助：陕西省教育厅专项科研计划项目（15JK1169）