[发明专利]一种用于大坝基岩的灌浆功率混合区间预测方法

说明书

本发明公开了一种用于大坝基岩的灌浆功率混合区间预测方法，具体包括：利用现有的灌浆实时监测系统获得原始灌浆功率时序数据；对原始灌浆功率时序数据进行预处理；对预处理后的数据进行特征提取；建立改进的IGWO‑ELUBE区间预测模型，将获得的最优模型输入作为输入实现灌浆功率区间预测。通过本发明所述的预测方法能够得到可靠的大坝基岩灌浆功率的预测结果，从而为灌浆决策者提供可靠有用的信息进行灌浆调控。

技术领域

本发明属于水利水电工程中大坝基岩灌浆施工领域，具体涉及一种用于坝基灌浆施工过程中灌浆功率区间预测方法。

背景技术

灌浆是大坝基础防渗、地基处理和修复的主要措施，对保证水工建筑物的安全施工和稳定运行具有重要意义。灌浆压力和浆液注入率是两个密切相关的灌浆工艺参数，二者相互影响、相互制约，灌浆压力和浆液注入率的联合调整是灌浆质量控制的关键措施。因此，提出了以灌浆压力和浆液注入率的乘积来定义的灌浆功率的概念，作为灌浆过程的控制指标。根据工程实际情况，灌浆压力和浆液注入率有相应的上下限。通过在考虑浆液注入率的情况下调整灌浆压力，使灌浆功率保持在一定范围内，可以使灌浆过程得到平稳、安全的控制。然而，在实际工程中，灌浆压力和浆液注入率往往是在灌浆条件出现问题后进行调节的，这给灌浆工程带来了不利的影响。因此，有必要对灌浆功率进行有效可靠的预测，为灌浆施工过程提供指导，然后进行提前调整，避免不利情况的发生。然而，现有的预测研究主要集中在可灌性、灌浆量、灌浆效果等方面，对灌浆功率预测的研究很少，另外，灌浆过程可能受施工方法和地质条件的影响，并且监测系统运行过程中不可避免地会出现测量数据失真，使得灌浆功率时间序列呈现出随机性、混沌性和非线性特征。因此，灌浆功率预测是一项具有挑战性的研究课题。

目前，大多数时间序列预测研究主要集中在确定性点预测，它提供了预测误差，但不能指出任何正确预测概率信息。这是由于每种预测方法都存在固有的和不可避免的不确定性，并且数据本身通常也是不确定的。因此，点预测不能提供可靠的结果且无法处理预测过程中的不确定性。

此外，单个预测模型总是有其自身的局限性，阻碍了对时间序列特征的完全挖掘和捕获，并且无法在所有情况下获得期望的预测结果。因此，许多研究人员致力于通过整合单一方法的优势来开发混合预测模型。一般而言，混合预测模型将预测模型与数据预处理方法、特征选择方法和优化算法相结合，这与单一模型相比具有较高的预测精度和稳定性。

为此，需要提供一种能够得到可靠的预测结果的关于大坝基岩的灌浆功率的预测方法，从而为灌浆决策者提供可靠有用的信息进行灌浆调控。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于大坝基岩的灌浆功率混合区间预测方法，所述预测方法基于改进IGWO-ELUBE的混合区间预测模型来构造灌浆功率预测区间，并对预测过程的不确定性进行量化，科学预测灌浆功率未来的变化趋势和波动范围，为灌浆决策者制定计划提供更可靠的和有用的信息。

一种用于大坝基岩的灌浆功率混合区间预测方法，具体包括以下步骤：

S1.利用现有的灌浆实时监测系统获得原始灌浆功率时序数据；

S2.对原始灌浆功率时序数据进行预处理；

S3.对预处理后的数据进行特征提取；

S4.建立改进的IGWO-ELUBE区间预测模型，将获得的最优模型输入作为输入实现灌浆功率区间预测。

其中“利用现有的灌浆实时监测系统获得原始灌浆功率时序数据”具体为：

利用传感器实时监测坝基的地层变化，灌浆量，浆液密度、灌浆压力和浆液注入率，将灌浆数据通过物联网技术传送至计算机，用于对灌浆过程参数的实时采集、传输、存储与分析；

提取灌浆压力和浆液注入率参数，对灌浆功率进行实时分析，获得原始灌浆功率时序数据。