[发明专利]一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法

说明书

本发明公开了一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法，包括：采集大坝安全监测测点变形数据；建立统计模型，将统计模型中自变量各分量进行数据标准化预处理；采用相似度函数对温度分量和水位分量的相似程度进行整体度量，然后计算以极值工况为参考的相似度，当相似度大于设定的阈值时，则判定为极值的相似工况；依据相似工况，获取该工况下测点的各分量及整体的变形数据，并与极值工况进行比对分析，进而判断大坝是否安全。本发明可以在出现变形极值的工况下，利用统计模型快速匹配极值中的温度和水位作用下的相似工况，为及时评估、预测大坝性态、发现异常迹象、有效监控大坝安全提供重要依据。

技术领域

本发明属于大坝安全监测技术领域，具体涉及一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法。

背景技术

大坝安全不仅关系到水电厂的安全生产而且还直接影响到下游人民的生命财产安全。大坝安全监测作为大坝安全“耳目”的大坝观测，是及时判断大坝是否安全的最主要的手段。而大坝安全监测的变形数据分析是其中的重要环节，是及时评估、预测大坝性态、发现异常迹象、有效监控大坝安全的重要依据。

以往研究对极值现象关注较多，分析方法除设备、观测误差外，一般着眼于同期相关值、回归模型的误差统计分析等等，回归模型的误差统计分析较为成熟，但同期相关值分析方法存在以下问题：1)极值的同期值假定了数据在同一个周期即一年，存在相似的变化规律，然而同期值中的温度分量和水位分量可能存在较大的差异。2)若测点存在时效变形等因素，则难以匹配与极值相似的值，使得对比分析的难度较大。

针对上述问题，有必要提供一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法来解决此问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法。该方法对极值的异常分析提供了一种新的有效途径，为及时评估、预测大坝性态、发现异常迹象、有效监控大坝安全提供重要依据。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大坝安全监测变形极值的相似工况比对分析法，其特征在于，包括如下步骤：

S 1：采集大坝安全监测测点变形数据；

S2：依据S1步骤中的测点变形数据建立统计模型，统计模型的自变量包括温度分量、水位分量和时效分量，因变量为测点的变形，其中，统计模型中自变量各分量需进行数据标准化预处理；

S3：采用相似度函数对S2步骤的温度分量和水位分量的相似程度进行整体度量，然后计算以极值工况为参考的相似度，当相似度大于设定的阈值时，则判定为极值的相似工况；

S4：依据S3步骤中的相似工况，获取该工况下测点的各分量及整体的变形数据，并与极值工况进行比对分析，进而判断大坝是否存在异常。

进一步的，S1步骤的变形数据通过监测仪器或人工观测得到。

进一步的，大坝的变形监测项目至少包括垂线、沉陷和挠度。

进一步的，S2步骤中采用直线型方法、折线型方法或曲线型方法对分量进行数据标准化预处理。

进一步的，所述温度分量由气温、库水温或太阳辐射等效温度中的一种或多种为自变量构成的函数。

进一步的，所述水位分量为上游水位和/或下游水位构成的函数。

进一步的，所述时效分量为时间构成的函数。