基于多源模型的输水管线安全预测预报及预警研究

姜龙　田雨　雷晓辉

【摘要】结合实测原型、改进灰色理论模型、多因素统计预测模型等多源模型，探讨监测资料的阈值及演化趋势、预测预报及动态反馈，建立了基于不同模型安全监测成果的特征值、变化趋势等控制指标，提出了基于阈值及演化趋势等双指标控制的PCCP管线预警评价体系。

【关键词】PCCP管线；预警体系；多源模型

1、概述

预测预报是1960年后才起步的，特别是意大利的瓦依昂库区出现了巨型滑坡，损失惨重。监测中所得到的位移-时间序列的数据里承担了大量的变形演变内幕消息，虽然不知道是什么状态的变量，或者内部变量种类的数目，但肯定的是，它是一個状态变量的视觉表现。现阶段，理论预测和位移趋势的标准位移监测数据的分析已经成为一个预测热门话题的领域。其预测预报类型主要包括内因、外因以及监测等三大类，预测方法主要包括最大位移、位移速率以及位移速率角等三种。基于监测资料，本文采用实测原型、预测模型和多因素统计模型等三种方法，进行预测阈值及演化趋势等双指标控制的预警体系，工程应用效果较好。

2、实测原型设计及成果分析

按照工程设计、施工及运行情况，结合监测仪器长期性、可靠性及耐久性等指标，布置监测断面86个，每个断面布设用于整体及不均匀沉降变形的沉降标点、PCCP管道周围及土层地下水位的渗压计、结构受力状态的应变计组和钢筋计、PCCP管道接缝变形的三向测缝计、上覆荷载及基础接触受力的土压力计等监测仪器。观测频次按外观仪器2-3次/月、内观仪器4-6次/月，接入自动化设备的30-60次/月。

选取典型断面的PCCP管道接缝变形和接触压力变化曲线，如图1和图2所示。从图1和图2可见，PCCP管道接缝变形和接触压力呈周期波动，测值较稳定，整体接缝开合度波动近1.5mm，接触压力波动近0.3MPa。

3、改进灰色理论模型设计及成果分析

监测数据观测频次受客观因素，如天气、施工等，不能完全做到等时长采集。为更好地反馈监测数据外推预测成果，首先进行观测数据等时长、等间距的归一化前处理，然后按照灰色理论模型进行预测模型动态反馈。

6、结论及建议

本文基于实测原型监测资料成果，探讨了实测原型、改进灰色理论模型、多因素统计预测模型等组合预测，建立了基于不同模型安全监测成果的特征值、变化趋势等控制指标，提出了基于阈值及演化趋势等双指标控制的PCCP管线预警评价体系。

参考文献：

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基金资助项目：长距离调水工程明渠阻力影响要素机理研究（51779268）、复杂调水工程对明渠反向输水响应机制研究（51609258）