基于信息扩散理论的隧道系统动态稳定性分析.pdf

收稿日期“ “ “ “ 作者简介张勇 ; A B B C DE C D F; G HI J B A C B A C K L K L B L CE B L C 注M 9 ;是单个状态变量的变化速率G F; HI J是N;时刻时的最大O P I Q R S T U S V指数 由表可见G若某隧道系统的状态变量在某时刻 的最大O P I R S T U S V指数为 A B G则隧道系统处于 较稳定的状态W而在另外一时刻的最大O P I R S T U S V 指数为 K G则按表既可判定隧道系统处于稳 定状态G也可判定隧道系统处于较稳定状态这个 矛盾是由对隧道动态稳定性分类设置明确的区间 界限引起的G如将分类模糊化G即对动态稳定性分 类所依据的信息进行分配与扩散G这类现象就会消 除基于这个想法G下面先说明有关信息分配与扩 散的部分理论G然后提出依据信息扩散理论的隧道 动态稳定性的分类 X 基于信息扩散理论的隧道系统动态稳定 性分类 X 信息扩散原理 设YZ [ \ G \AG ]G \_为未知样本G ‘为一连 续基础论域G \ ;a ; Z G A G ]G b的观测值为c; 若 Y是非完备的G则存在函数d a c;G c b G使点c;获得 的量值为 a即隶属度为最大b的信息可按d a c ;G c b 的量值扩散到点c W且扩散所得的信息分布e a c b Zf g Zd a c ;G c b能更好地反映Y的总体规律 由上述信息扩散原理G可构造如下信息扩散公 式M h a c;G c b Z C D B D i j J Rka c kc b A A lm A Ga K b 式中 h a c;G c b 为观测值c ;扩散到点c上的信息 量W c为信息吸收点G相当于信息分配中的信息控 制点n W l为窗宽G 表示信息扩散的控制范围G其值 与样本Y的容量有关 设样本Y Z[ \ G \AG ]G \_ 的最大o最小观测值 为c HI J和cHp UG 则窗宽l可按下式取值M l Z q D B L a cHI JkcHp Ub a A K A C a cHI JkcHp Ub a B ssD b G K A B a cHI JkcHp Ub t u v a w b x a r b 上述关于信息分配及信息扩散的理论G可用于 对最大O P I R S T U S V指数进行信息处理G并由此对隧 道系统的动态稳定性建立分类方法 X X 隧道系统动态稳定性的分类 O P I R S T U S V指数谱可视为与系统演化模式相 应的样本观测值G并可据以对隧道系统的动态稳定 性建立分类法 首 先 需 要 确 定 窗 宽G根 据 样 本 观 测 值 Y M F G HI JG FA G HI JG ]G FG HI JG 的最大o最小观测值 FHI JG FHp UG 分别为M FHI JZHI J [ F G HI JG FA G HI JG ]G FG HI J_ G FHp UZHp U [ F G HI JG FA G HI JG ]G FG HI J_ x 再由容量G按式a r b可求得信息扩散的范围G即窗 宽l 其次计算扩散信息G按下式分别计算由最大 O P I R S T U S V指数F; G HI J扩散给各动态稳定性信息控 制点n 的信息h y a F; G \ cG nb M h y a F; G HI JG nb Z C D B D z j J Rka F ; G HI Jknb A {l| A G a q b 式中M n 为信息控制点 按表的定义G隧道系统动 态 稳 定 性 分 类 的 界 限 值 分 别 为M } AZ G }CZ B A C G }KZ K L和}rZ B L C 为使分类区域具 有均一性G取} Zk A A K G }qZ q C G 并令M nZ} } A a Z G A G ]G r b xa L b 最后对信息h y a F ; G HI JG nb 进行归一化处理G以 上各点信息属离散论域G样点地位均不相同G需进 行归一化处理依照信息总量和为的原则G可得 归一化分布的计算式为M h a F; G HI JG nbZ h y a F; G HI JG nb f r Zh y a F ; G HI JG nb xa B b 由此G可得基于信息扩散理论的隧道系统动态 稳定性的分类矩阵G信息分布矩阵的具体形式可表 述如下M h a F G HI JG nb h a F G HI JG nAb ]h a F G HI JG nrb h a FA G HI JG nb h a FA G HI JG nAb ]h a FA G HI JG nrb h a Fr G HI JG nb h a Fr G HI JG nAb ]h a Fr G HI JG nr “ b a D b 式a D b的矩阵有 行a 为时序资料长度b G 各行均为某时刻隧道系统动态稳定性分类的信息G 每一行有r列G分别表示该时刻隧道系统动态稳定 性归于84类的隶属度按隶属度最大原则G可 由其中数值最大的一列确定该时刻隧道系统动态 KqA 中国矿业大学学报第C A卷 万方数据 稳定性的类别由于这种分类既可考虑技术人员的 现场经验又可考虑专家经验的模糊性因而具有 良好的实用性“ 工程实例 根据对京珠高速公路粤境北段的部分隧道工 程的监控量测的数据所进行的计算分析得到了比 较满意的结论“以其中的乌坑坝隧道为例该隧道 位于乳源县乳城镇北西约 1 6‘8 8 7 8 1 6 Q E G C J Ea F 8 ; ; 8 1 ‘8 6‘8 a F A S G E G Ab D G H E J E 8 1 6 8 D A B 8 D 7 7 E 1 6 E 9I a 1 8 6 8; E F 8 7E c E 7 F A 1 E 7E 7 H 7 E E F 7 H de fg h \ i Z 7 B A F 98 A 7G B B D E J E A F 6 G 6 7 8 9 ; 8 1 6 D 7 7 E 1 -责任编辑 王玉浚 jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj / -上接第. k .页/ l E E 8 F ; JA 7R A 7 S E F A 7A B M F A H E 7 7R J 8 F G D F 7 H R A 9 D A 7P7 G E F m 1 D G Q E Gn E GR A 7 G A 7 l T MoE V I pV 8 7 0 7 q P D 7 0 B D OPTN D 8 7 H 0 c - 5 E a 8 F 9E 7 A B C J E F 98 1 T 7 H 7 E E F 7 H “C 7 H J D 8P7 S E F 6 “n E b 7 H’ W W W r “R J 7 8 / X Y Z [ \ ] [ T c a E F 9E 7 A B ; A 7 S E F A 7A B 7 F A H E 7 7; J 8 F ; A 8 1 G D F 7 H; A 9 D A 7‘8 ; A 7 G D ; E GA 78 98 1 1 E 1 E ; 0 F ; 8 1 1 6J E 8 E Gs D 8 F Q D EB 1 D G Q E G E GF E 8 ; A F C J EF E D 1 J A ‘ J 8 7 J E D F 7 7 Ha F A ; E A B a 8 F ; 1 EA B ; J 8 F ; A 8 1 “ J E 7 F A H E 798 6 E ; A 7 S E F E G AMp “ M.p “ LR M“8 7 GM. J E E H 7 7 7 HA B D F 7 7 H “ J E LR M ‘ 1 1 EF E 1 E 8 E G “8 7 G8 ‘E8 1 1 _ 7 A ‘“ J 8 J EA c G 8 S EF E 8 ; A 7A B LR M 8‘8 6A B B A F 9 7 HM.p oJ E 7 LR M G 8 a a E 8 F E G “M.p_ E E a E 7 HF E 1 E 8 E G C J 8 9E 8 7 J E F E 8 7 A J E F a 8 J ‘8 6 AB A F 9M.pG D F 7 H; J 8 F ; A 9 D A 7 T c a E F 9E 7 8 1 F E D 1 8 1 A J A ‘ J 8 J E; J 8 F H 8 B ; 8 A 7 A 7 EA F H 7A B LR M de fg h \ i Z ; J 8 F 7 F A H E 7 7 F A D A c G E ; A 7 S E F A 7 -责任编辑 李成俊/ kk. 中国矿业大学学报第2 .卷 万方数据