基于灰色GM(1,1)模型的变形监测数据预测程序设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

众所周知，工程建筑物在施工和运营期间，由于受多种主观和客观因素的影响，会产生变形，变形如果超出了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全，给社会和人民生活带来巨大的损失。

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。

通过变形观测，一方面可以监视建筑物的变形情况，以便一旦发现异常变形可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理，防止事故的发生，确保施工和建筑物的安全。

2. 研究内容和预期目标

系统基于 visual studio 2010 以上版本，基于 vs.net 开发环境，利用面向对象的语言c#开发计算机程序。c#是一种最新的、面向对象的编程语言。c#具有简单的可视化和高效率的优点。

本课题的预期实现的目标为：程序能够读取观测数据，实现变形监测序列的gm（1,1）建模与预测，生成变形监测序列曲线图，生成观测报表，实现多种gm（1,1）预测模型、动态预测方法，检验实测数据与预测模拟数据的正确性。

围绕上述的目标，本课题主要从以下几个方面展开研究：

3. 研究的方法与步骤

基于 visual studio 2010 以上版本，基于 vs.net 开发环境，利用面向对象的语言c#开发计算机程序，开发一个应用程序，实现对监测数据序列进行 gm(1,1)建模、预测与分析：（1）设计主要采用灰色 gm(1,1)模型进行变形监测数据的建模和预测，应对该模型基本原理和预测方法进行详细推导和分析，并拓展至不同的 gm(1,1)预测类型。

（2）按照观测序列设计输入文件数据结构；实现变形监序列的 gm(1,1)建模与预测；可将变形监测序列绘制成曲线图，生成观测报表；实现多种 gm(1,1)预测模型、动态预测方法（更新建模数据） 。

（3）需利用实测或模拟数据对系统计算成果的正确性进行验证。

4. 参考文献

[1]廖展宇,李英,晏鄂川,等.非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究[J].合肥工业大学学报 (自然科科学版), 2009, 32(10): 1522-1525.[2]郭宗阳. 灰色模型 GM (1, 1) 在变形监测中的应用[J].矿山测量, 2009, 2: 66-68.[3]刘丹丹. 灰色模型分析法在高层建筑物变形监测预测中的应用[J].测绘与空间地理信息, 2014, 37(2): 203-205.[4]岳仁宾,滕德贵,胡波,等.灰色模型在深基坑变形监测中的应用研究[J].中国测绘地理信息学会 2014 工程测量分会与矿山测量专委会年会暨全国变形与安全监测学术研讨会, 2014: 85-87.[5]卢辰龙,匡翠林,陈晓林,等.基于 TLS 的多变量灰色模型在大坝变形预报中的应用[J]. 测绘工程, 2015 (2015 年 12): 48-52.[6]霍玉华.隧道围岩变形量预测的灰色模型应用比较研究[J]. 北京交通大学学报, 2006, 30(4): 42-45.[7]谢乃明, 刘思峰.离散 GM (1, 1) 模型与灰色预测模型建模机理[J]. 系统工程理论与实践, 2005, 25(1): 93-99.[8]尚军亮, 方敏.一种优化的高精度灰色 GM (1, 1) 预测模型[J]. 电子与信息学报, 2010, 32(6): 1301-1305.[9]高瑞翔,李全海.趋势灰色组合模型在沉降变形预测中的应用[J]. 山西建筑, 2013, 21: 209-210.[9]张丰收.灰色GM(1,1)模型在高速公路沉降观测中的应用[J]. 江苏测绘, 2002, S1: 38-41 46.[10]朱艳军,韩文喜.改进的非等距灰色模型及其在沉降预测中的应用[J]. 价值工程, 2017, 03: 136-137.[11]李路,洪友堂,马晓峰,汪文武.改进的灰色系统模型在沉降预测中的应用[J]. 北京测绘, 2019, 07: 754-758.[12]罗中权,王川,张学良.灰色系统预测模型在某水电站工程沉降观测的应用[J]. 云南水力发电,2018, 05: 58-61.[13]武光伟.灰色时序组合模型在高层建筑物沉降预测中的应用研究[D]. 西安:西安科技大学, 2016.[14]姜俊亮,郭美奇,陈赫.基于灰色预测模型在建筑物沉降观测中的应用[J]. 北方建筑2017, 01: 11-14.[15]郎泽俊,郭永利. 灰色系统理论GM(1,1)模型在高层建筑沉降观测中的应用[J]. 价值工程, 2018,15: 200-201.

5. 计划与进度安排

1、第 01 周～第 02 周，设计的研究现状分析，毕业设计相关规定、规范和要求学习。该阶段与毕业实习同时进行。

2、第 03 周，汇报前期调研学习的成果，精读主要相关的参考文献，认真书写开题报告，并即时与导师沟通。

3、第 04 周～第 05 周，书写第一章，主要阐述设计的背景、目的和意义，论述设计计划完成的全部内容以及章节安排。