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ELMD并联式组合模型在沉降分析中的可行性研究
  • ISSN号:1671-8860
  • 期刊名称:《武汉大学学报:信息科学版》
  • 时间:0
  • 分类:P216[天文地球—测绘科学与技术] P258[天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]四川省第三测绘工程院,四川成都610500, [2]西南交通大学地球科学与环境工程学院,四川成都610031, [3]四川隧唐科技股份有限公司,四川成都610031, [4]株洲中车时代电气股份有限公司,湖南株洲412001
  • 相关基金:国家自然科学基金(41374002); 四川省科技计划项目(2015JQ0046); 长江学者和创新团队发展计划项目(IRT13092)
中文摘要:

时频分解方法局部均值分解(local mean decomposition,LMD)在沉降监测中已经得到了应用,但在使用中会出现模态混叠现象。总体局部均值分解(ensemble local mean decomposition,ELMD)通过添加辅助噪声可以抑制局部均值分解过程中出现的模态混叠现象。提出了一种基于ELMD的并联式组合沉降预测方法,结合高速铁路某桥梁实际监测数据,在对ELMD模型进行仿真分析的基础上,分别使用ELMD和LMD将一组离散非线性信号分解为3个PF分量和1个剩余分量,并利用支持向量机和卡尔曼滤波进行预测验证。结果表明:使用ELMD进行分解的过程中能够很好地抑制LMD方法中出现的模态混叠问题。在预报精度方面,基于ELMD的并联式组合模型的平均相对误差可以达到8.3%,可为沉降监测的预报工作提供参考和借鉴。

英文摘要:

In the field of time-frequency decomposition,the Local Mean Decomposition (LMD) method is applied in settlement monitoring,but the phenomenon of mode mixing can appear during the application,which results in inaccurate deformation signal extraction.The Ensemble Local Mean Decomposition (ELMD) method can be used to improve the mode of mixing the local mean decomposition by adding auxiliary noise to the original signal,and also can use the statistical characteristics of auxiliary noise to remove the mode mixing.This paper uses simulation data to analyze the model error in the ELMD method and presents a parallel combination prediction method based on ELMD.In the case of high speed railway bridge monitoring data,it divides a series of discrete nonlinear and unstable signal into three product function (PF) components and one remaining component.The method takes advantage of the support vector machine and Kalman filter algorithms to predict these components,and analyses the superiority of ELMD in the case of mode mixing and overall feasibility empirically.The results indicate that: the parallel combination model,based on ensemble local mean decomposition (ELMD),can eliminate the mode mixing problem in the local mean decomposition (LMD) method very well and extracts the deformation signal accurately.In terms of prediction precision,the mean relative error can reach 8.3%,and may provide areference for prediction of deformation monitoring.

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期刊信息
  • 《武汉大学学报:信息科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武汉珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whuxxb@vip.163
  • 电话:027-68778045
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8860
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1676/TN
  • 邮发代号:38-317
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,全国优秀高校自然科学学报一等奖,湖北省优秀期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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