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基于云理论的大坝整体性态评价模型

工程科学学报 2022年第3期44卷 464-473页

作者：姜振翔陈辉陈柏全南昌工程学院水利与生态工程学院南昌330099

现有的大坝整体性态评价方法以定性评价为主,主观性较强.针对这一问题,以单测点监控模型的计算值与监测仪器实测值之间的残差为基础,提出采用多测点融合残差表征大坝整体性态.结合信息熵理论研究了不同测点的残差变化规律,从而对各测点... 详细信息

现有的大坝整体性态评价方法以定性评价为主,主观性较强.针对这一问题,以单测点监控模型的计算值与监测仪器实测值之间的残差为基础,提出采用多测点融合残差表征大坝整体性态.结合信息熵理论研究了不同测点的残差变化规律,从而对各测点残差的融合权重进行了分配,计算了融合残差.通过对融合残差进行分布分析,利用逆向云发生器、正向云发生器建立了表征大坝不同性态的概念云,即评价标准.在此基础上,结合云相似度算法,建立了大坝整体性态的评价模型.算例表明,该模型能够有效识别大坝监测资料中的异常测值,并能够定量、客观地评价大坝整体性态,评价结果合理、可靠,可为保障大坝安全运行提供重要参考.

关键词：大坝融合残差整体性态云理论评价模型

基于GA-APSO混合罚模型的混凝土坝力学参数优化反演

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第11期46卷 4211-4217页

作者：魏博文徐镇凯李火坤姜振翔彭圣军南昌大学建筑工程学院江西南昌330031 河海大学水利水电学院江苏南京210098 江西省水利科学研究院江西南昌330029

针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计... 详细信息

针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计算优势,提出一种基于自适应遗传粒子群算法(GA-APSO)的全局优化反演方法,并将ANSYS有限元程序作为子模块嵌套到该算法程序中,编制相应的有限元优化反演分析程序。同时,通过工程算例中的大坝正反分析结果,验证文中所建混合算法具有收敛速度快和全局搜索能力强的特点,进而可提高大坝优化反演效率。该方法亦可将其推广应用于其他坝型及岩质边坡的力学参数反分析。

关键词：混凝土坝粒子群算法遗传算法混合罚函数优化反演

融合多源时空信息的混凝土重力坝运行性状诊断方法研究

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融合多源时空信息的混凝土重力坝运行性状诊断方法研究

作者：姜振翔南昌大学

学位级别：硕士

基于多源时空信息的混凝土重力坝运行性状融合诊断研究是大坝安全监控领域的热点问题之一。针对目前大坝融合诊断方法中难以考虑监测指标的随机性与模糊性的不足,本文从混凝土重力坝多效应量融合诊断体系的构建入手,综合运用统计学、弹... 详细信息

基于多源时空信息的混凝土重力坝运行性状融合诊断研究是大坝安全监控领域的热点问题之一。针对目前大坝融合诊断方法中难以考虑监测指标的随机性与模糊性的不足,本文从混凝土重力坝多效应量融合诊断体系的构建入手,综合运用统计学、弹性力学、神经网络、主成分分析、云模型等方法,以建立不同效应量的监控模型为基础,通过对其拟合残差的分析,构建了融合多效应量的混凝土重力坝运行性状诊断云模型。主要研究内容如下:(1)探讨了坝体运行性状融合诊断效应量的选取原则以及评价集的设计方法,构建了混凝土重力坝融合诊断结构体系,从而为诊断的开展提供依据。(2)研究了时间序列的相关特征和建模方法,分析了在建立具有滞后效应的监测指标的监控模型时,自回归滑动平均模型的计算优势。在结合回归因子选取的基础上,建立了扬压力效应量监控模型,通过误差分析,佐证了自回归滑动平均模型的有效性。(3)探究了混凝土重力坝混合模型的构建方法,研究了多测点位移场条件下坝体参数的优化反演方法,分析了神经网络在拟合水压分量时的计算优势,并在此基础上采用神经网络-逐步回归方法建立混合模型,结合工程算例,显示了该模型具有更高的拟合精度。(4)分析了混凝土重力坝监控模型拟合残差的分布规律并根据其分布函数,依概率对残差进行了区间划分,结合云模型计算方法,建立了单测点的诊断云模型,利用主成分分析法分配各测点权重,构建了单效应量的诊断云模型。在此基础上,利用多维云算法得到了多效应量的诊断云模型,进而实现了对混凝土重力坝运行性状的逐层诊断。

关键词：混凝土重力坝监控模型运行性状信息融合诊断方法

顾及大坝位移残差序列混沌效应的GA-BP预测模型

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中国科学：技术科学 2015年第5期45卷 541-546页

作者：魏博文彭圣军徐镇凯姜振翔南昌大学建筑工程学院南昌330031 江西省水利科学研究院南昌330029

针对大坝观测数据常规模型训练后的残差混沌效应及模型回归方法的拟合度等问题,文中融合遗传算法与神经网络的数据训练优势,通过构建的遗传神经网络(GA-BP)算法对大坝变形观测序列资料进行回归提取残差序列.基于位移回归残差序列的混沌... 详细信息

针对大坝观测数据常规模型训练后的残差混沌效应及模型回归方法的拟合度等问题,文中融合遗传算法与神经网络的数据训练优势,通过构建的遗传神经网络(GA-BP)算法对大坝变形观测序列资料进行回归提取残差序列.基于位移回归残差序列的混沌特性,利用混沌理论对其残差序列进行数值分析,并将残差预测结果与GA-BP预测模型进行叠加.据此,提出了考虑大坝变形残差序列混沌效应的GA-BP监控预测模型.实例表明,文中建立的预测模型的计算精度及收敛速度均得到提高,且考虑残差影响的大坝监控模型的预测效果得到了有效的提升.该模型的建模方法亦可推广应用于边坡及其他水工建筑物的安全预警.

关键词：大坝残差序列遗传神经网络 (GA-BP)混沌理论

基于专业认证理念的水利类专业课程思政方法探讨

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高教学刊 2023年第29期9卷 189-192页

作者：姜振翔陈辉南昌工程学院水利与生态工程学院江西南昌330099

课程思政是立德树人和教师职责的必然要求,是新时代高等教育的重要内容。水利类专业作为传统工科专业,有着丰富的思政元素。该文针对水利类专业课程的特点,将工程教育专业认证中的“成果导向、以学生为中心、持续改进”教育理念引入水... 详细信息

课程思政是立德树人和教师职责的必然要求,是新时代高等教育的重要内容。水利类专业作为传统工科专业,有着丰富的思政元素。该文针对水利类专业课程的特点,将工程教育专业认证中的“成果导向、以学生为中心、持续改进”教育理念引入水利类专业课程的思政建设。通过对教学设计、教学实践、教学评价等环节进行优化,探讨课程思政的新方式。该方式有利于深挖课程思政元素、保障课程思政质量,同时能够追溯和改进教育过程中的各个环节,对课程思政建设创新发挥积极的促进作用。

关键词：水利类专业课程思政专业认证持续改进教学方案

基于云自适应遗传算法的深覆盖层上面板堆石坝渗流监控模型

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水电能源科学 2013年第12期31卷 58-61页

作者：徐镇凯彭圣军魏博文姜振翔李火坤南昌大学建筑工程学院江西南昌330031 河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对库水位和降雨对面板堆石坝渗流的滞后效应,结合深覆盖层面板堆石坝的筑坝特点,在综合考虑覆盖层厚度、筑坝材料等对大坝渗流影响的基础上,建立了考虑滞后效应的深覆盖层面板堆石坝渗流安全监控模型,并在模型的求解中采用了云自适应... 详细信息

针对库水位和降雨对面板堆石坝渗流的滞后效应,结合深覆盖层面板堆石坝的筑坝特点,在综合考虑覆盖层厚度、筑坝材料等对大坝渗流影响的基础上,建立了考虑滞后效应的深覆盖层面板堆石坝渗流安全监控模型,并在模型的求解中采用了云自适应遗传算法。实例应用表明,该模型能较好地反映库水位、降雨对渗流的滞后影响,模型精度与预报效果优于一般渗流统计模型,且云自适应遗传算法较好地弥补了传统遗传算法执行效率不高、易陷入局部最优解等不足。

关键词：云自适应遗传算法深覆盖层面板堆石坝滞后效应渗流监控模型

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鄱阳湖流域洪水风险动因响应辨识与定性分析

中国农村水利水电 2014年第3期 31-35,40页

作者：魏博文姜振翔徐镇凯南昌大学建筑工程学院南昌330031 河海大学水利水电学院南京210098

利用情景分析技术对鄱阳湖流域洪水风险系统中动因与响应进行分析研究,在辨识其洪灾风险多尺度动因、响应的基础上,构建了适应鄱阳湖流域洪灾系统PSIR(Press-State-Impact-Response)模型,并从洪水风险评估的角度,对其流域内孕灾环境的... 详细信息

利用情景分析技术对鄱阳湖流域洪水风险系统中动因与响应进行分析研究,在辨识其洪灾风险多尺度动因、响应的基础上,构建了适应鄱阳湖流域洪灾系统PSIR(Press-State-Impact-Response)模型,并从洪水风险评估的角度,对其流域内孕灾环境的变化、主要致灾因子及承灾体脆弱性进行了定性分析,提出了激励机制下洪灾系统中动因、响应与其风险评估的相互关系。据此,采用定性分析法对未来可能影响鄱阳湖流域洪灾风险的动因、响应项进行了重要性与不确定性排序,并对其响应项进行了可持续分析,为进一步定量分析流域特定情景下的洪水风险及其风险管理决策提供了有力依据。

关键词：鄱阳湖流域洪水风险动因响应可持续

基于小波分解和支持向量机的大坝位移监控模型

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长江科学院院报 2016年第1期33卷 43-47页

作者：姜振翔徐镇凯魏博文南昌大学建筑工程学院南昌330031

常规大坝安全监控统计模型未能分别针对监测序列值内系统信号和随机信号特点进行模拟,故预报精度存在一定的提升空间。基于小波分解技术,利用监测序列值信号频率特征分离出系统信号与随机信号,并结合逐步回归与支持向量机(SVM)对不同信... 详细信息

常规大坝安全监控统计模型未能分别针对监测序列值内系统信号和随机信号特点进行模拟,故预报精度存在一定的提升空间。基于小波分解技术,利用监测序列值信号频率特征分离出系统信号与随机信号,并结合逐步回归与支持向量机(SVM)对不同信号的处理优势,在引入网格寻优与交叉验证确定SVM敏感参数的基础上,提出了一种基于多元统计结合小波分解和支持向量机的大坝位移监控模型,同时编制了其相应的计算程序。工程算例表明,该模型较常规模型能够同时考虑监测序列中的系统信号和随机信号,并且具有较强的模型寻优能力和更高的预报精度,从而验证了所建模型的有效性,该方法亦可推广应用于高边坡及大坝其他预警指标的监控。

关键词：大坝位移小波分解参数寻优支持向量机监控模型

基于贝叶斯支持向量机的溃坝生命损失风险评价方法

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水力发电 2014年第4期40卷 31-34页

作者：姜振翔徐镇凯彭圣军魏博文南昌大学建筑工程学院江西南昌330031 河海大学水利水电学院江苏南京210098

考虑溃坝概率(F)与下游库区损失人数(N)的双重因素,确立了以溃坝年鉴资料为依托的F-N线复合风险标准,划定了溃坝风险区域,并据此提出了基于贝叶斯网络与支持向量机的溃坝生命损失风险计算模型及风险评价步骤。工程算例表明,该评价方法... 详细信息

考虑溃坝概率(F)与下游库区损失人数(N)的双重因素,确立了以溃坝年鉴资料为依托的F-N线复合风险标准,划定了溃坝风险区域,并据此提出了基于贝叶斯网络与支持向量机的溃坝生命损失风险计算模型及风险评价步骤。工程算例表明,该评价方法能有效快速估算出工程溃坝概率及损失人数,比传统方法具有较高的分析效率与拟合精度,且能较全面地衡量风险水平。

关键词：溃坝风险评价贝叶斯网络支持向量机