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基于相空间重构及PLS法的冻土路基变形预测

侯曙光 汪双杰

侯曙光, 汪双杰. 基于相空间重构及PLS法的冻土路基变形预测[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(2): 65-69.
引用本文: 侯曙光, 汪双杰. 基于相空间重构及PLS法的冻土路基变形预测[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(2): 65-69.
Hou Shu-guang, Wang Shuang-jie. Permafrost subgrade deformation forecast based on phase space reconstruction and partial least squares regression[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(2): 65-69.
Citation: Hou Shu-guang, Wang Shuang-jie. Permafrost subgrade deformation forecast based on phase space reconstruction and partial least squares regression[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(2): 65-69.

基于相空间重构及PLS法的冻土路基变形预测

基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 2002 318 000 04

详细信息
    作者简介:

    侯曙光:景宏君(1974-), 男, 陕西吴堡人, 西安交通大学讲师, 工学博士, 从事道路与岩土工程力学研究

  • 中图分类号: U416.168

Permafrost subgrade deformation forecast based on phase space reconstruction and partial least squares regression

More Information
  • 摘要: 为了正确预测多年冻土路基变形, 将多年冻土路基变形单变量混沌时间序列进行相空间重构, 依重构空间嵌入维数38在多维空间中定义自变量、因变量和样本数, 利用偏最小二乘法对所构造的自变量进行主成分提取, 建立路基变形预测模型, 借助多种评判指标进行模型精度分析, 并绘制了预测值与实测值散点图。对比分析结果表明所有样本点都集中在散点图对角线附近, 相关系数达0.889 4, 预测值与实测值最大相对误差为9.75%, 说明建立的预测模型合理可信, 利用该预测模型进行多年冻土路基变形预测可行。

     

  • 图  1  关联维数与嵌入维数的关系曲线

    Figure  1.  Correlation curve of correlation dimension and embedding dimension

    图  2  t1-u1平面

    Figure  2.  t1-u1 ichnography

    图  3  t1-t2平面和T2椭圆

    Figure  3.  t1-t2 ichnography and T2 ellipse

    图  4  T2分布曲线

    Figure  4.  T2 distribution curve

    图  5  DX分布

    Figure  5.  DX distribution

    图  6  DY分布

    Figure  6.  DY distribution

    图  7  实测值与预测值比较

    Figure  7.  Comparison between forecast values and measure values

    图  8  实测与预测曲线

    Figure  8.  Measure and forecast curves

    表  1  计算结果

    Table  1.   Calculation result

    n t1 t2 u1
    1 1.3611 -0.2650 2.1092
    2 0.1195 -0.5051 0.2194
    3 0.0155 -0.1672 0.7593
    4 0.7539 -1.5961 0.7593
    5 0.5757 1.8262 0.7593
    6 -3.1605 0.4499 -3.5603
    7 -0.0422 2.4845 -0.0506
    8 -0.1750 1.8028 1.0293
    9 2.9960 3.2630 4.8090
    10 -3.9405 -1.8117 -5.9900
    11 -0.2059 0.5387 0.4894
    12 -0.0820 -2.9473 -0.5851
    13 1.4593 -4.9033 -0.5851
    14 1.0862 -0.3122 2.1092
    15 -3.2377 -1.3539 -3.2903
    16 2.6411 -0.4473 2.1092
    17 -2.1337 -1.7324 -2.2104
    18 1.0695 -1.2313 -0.0506
    19 -1.5002 1.1623 -1.1305
    20 -1.6382 3.5111 -0.0506
    21 0.7788 -0.6139 0.4894
    22 0.6907 1.0541 0.4894
    23 2.0650 1.3081 2.6492
    24 -1.7810 0.5877 -0.5851
    25 0.0494 -0.8479 -0.5851
    26 1.5876 -2.3886 -0.5851
    27 1.3778 -0.0507 1.5693
    28 0.4181 1.2514 1.0293
    29 -2.4137 1.2406 -1.6704
    30 1.8768 -0.9613 1.5693
    31 0.3529 0.9405 -0.0506
    32 -1.2449 0.5939 -1.6704
    33 -0.3411 1.8492 0.4894
    34 -0.8902 1.2532 -0.5851
    35 1.2227 -1.3645 1.0293
    36 0.0972 0.8040 1.0293
    37 -2.3028 -2.2597 -3.2903
    38 2.4942 -0.1620 1.0293
    均值 0.0000 0.0000 0.0000
    方差 2.8870 3.0000 3.7960
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    表  2  预测结果

    Table  2.   Forecast result

    时间序列编号 预测值/cm 时间序列编号 预测值/cm 时间序列编号 预测值/cm
    1 -0.5332 9 0.5222 17 -0.1168
    2 0.4763 10 -0.2067 18 0.2494
    3 -0.4522 11 0.7851 19 0.5545
    4 0.3624 12 -0.1399 20 -0.0926
    5 -0.0077 13 0.2018 21 0.0825
    6 -0.1577 14 0.1399 22 0.0994
    7 0.6635 15 0.2879 23 -0.2929
    8 -0.5587 16 0.1251 24 0.7716
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  • 收稿日期:  2006-12-26
  • 刊出日期:  2007-04-25

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