基于多源模型的輸水管線安全預測預報及預警研究

姜龍　田雨　雷曉輝

【摘要】結合實測原型、改進灰色理論模型、多因素統(tǒng)計預測模型等多源模型，探討監(jiān)測資料的閾值及演化趨勢、預測預報及動態(tài)反饋，建立了基于不同模型安全監(jiān)測成果的特征值、變化趨勢等控制指標，提出了基于閾值及演化趨勢等雙指標控制的PCCP管線預警評價體系。

【關鍵詞】PCCP管線；預警體系；多源模型

1、概述

預測預報是1960年后才起步的，特別是意大利的瓦依昂庫區(qū)出現(xiàn)了巨型滑坡，損失慘重。監(jiān)測中所得到的位移-時間序列的數(shù)據(jù)里承擔了大量的變形演變內幕消息，雖然不知道是什么狀態(tài)的變量，或者內部變量種類的數(shù)目，但肯定的是，它是一個狀態(tài)變量的視覺表現(xiàn)?，F(xiàn)階段，理論預測和位移趨勢的標準位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析已經(jīng)成為一個預測熱門話題的領域。其預測預報類型主要包括內因、外因以及監(jiān)測等三大類，預測方法主要包括最大位移、位移速率以及位移速率角等三種。基于監(jiān)測資料，本文采用實測原型、預測模型和多因素統(tǒng)計模型等三種方法，進行預測閾值及演化趨勢等雙指標控制的預警體系，工程應用效果較好。

2、實測原型設計及成果分析

按照工程設計、施工及運行情況，結合監(jiān)測儀器長期性、可靠性及耐久性等指標，布置監(jiān)測斷面86個，每個斷面布設用于整體及不均勻沉降變形的沉降標點、PCCP管道周圍及土層地下水位的滲壓計、結構受力狀態(tài)的應變計組和鋼筋計、PCCP管道接縫變形的三向測縫計、上覆荷載及基礎接觸受力的土壓力計等監(jiān)測儀器。觀測頻次按外觀儀器2-3次/月、內觀儀器4-6次/月，接入自動化設備的30-60次/月。

選取典型斷面的PCCP管道接縫變形和接觸壓力變化曲線，如圖1和圖2所示。從圖1和圖2可見，PCCP管道接縫變形和接觸壓力呈周期波動，測值較穩(wěn)定，整體接縫開合度波動近1.5mm，接觸壓力波動近0.3MPa。

3、改進灰色理論模型設計及成果分析

監(jiān)測數(shù)據(jù)觀測頻次受客觀因素，如天氣、施工等，不能完全做到等時長采集。為更好地反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)外推預測成果，首先進行觀測數(shù)據(jù)等時長、等間距的歸一化前處理，然后按照灰色理論模型進行預測模型動態(tài)反饋。

6、結論及建議

本文基于實測原型監(jiān)測資料成果，探討了實測原型、改進灰色理論模型、多因素統(tǒng)計預測模型等組合預測，建立了基于不同模型安全監(jiān)測成果的特征值、變化趨勢等控制指標，提出了基于閾值及演化趨勢等雙指標控制的PCCP管線預警評價體系。

參考文獻：

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基金資助項目：長距離調水工程明渠阻力影響要素機理研究（51779268）、復雜調水工程對明渠反向輸水響應機制研究（51609258）