基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基坑變形預(yù)測(cè)應(yīng)用研究

趙 貞

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊(duì),山西 太原 030031)

1 概述

變形監(jiān)測(cè)是采用測(cè)量?jī)x器與方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)視并記錄的工作。其目的是為了確定變形體的變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。其廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、水工建筑、地面沉降等變形測(cè)量中；而在變化中找出規(guī)律，由規(guī)律預(yù)測(cè)未來是變形預(yù)測(cè)的真正內(nèi)涵，是變形分析的主要內(nèi)容[1]。在變形預(yù)測(cè)的研究中，已取得諸多成果。莫中平等[2]采用多元逐步回歸的方式，引入時(shí)效、溫度和降雨等作為滑坡體變形的影響因子，對(duì)滑坡變形進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)分析；潘國(guó)榮等[3]采用改進(jìn)的半?yún)?shù)灰色模型對(duì)滑坡變形進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析取得了較好的效果；陳家騏等[4]采用基于粒子群優(yōu)化的DGM(1,1)模型對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行了應(yīng)用研究；王濤等[5]采用灰色模型進(jìn)行短期預(yù)測(cè)而采用回歸分析進(jìn)行中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，從而進(jìn)行圍巖變形的組合預(yù)測(cè)分析，實(shí)例驗(yàn)證效果較好。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從20世紀(jì)40年代提出基本概念以來，得到了迅速發(fā)展。而其所具有的大規(guī)模并行處理能力、分布式存儲(chǔ)能力、自適應(yīng)能力以及適應(yīng)非線性求解等問題的特征，使得其廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是Rumelhart于1985年提出的Error Back Propagation算法，已成為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要模型之一[6-9]。本文即以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型，采用基坑沉降監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為建模數(shù)據(jù)，以新陳代謝逐一預(yù)測(cè)的形式，對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，并以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。……