基于GNSS-RTK技术在超高层建筑摆动的时间序列模型研究

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年20期   作者:王素霞
[导读] 时间序列分析是一种定量分析和研究事物发展变化规律的方法
        王素霞
        天津城市建设管理职业技术学院,天津市300000
        摘要:时间序列分析是一种定量分析和研究事物发展变化规律的方法,属于统计学。随着时间推移观测得到的一系列数据称为时间序列,本文通过GNSS-RTK 技术采集相关观测数据,并经过分析研究建筑物的变形情况
        关键词:全球卫星导航系统;实时动态差分;超高层建筑;时间序列;
        引言
        现在我国对于安全的问题越来越重视,建筑结构的安全关系到人民生命财产的问题,是我们需要重视的问题,特别是四五类房屋、重点建筑(学校、医院、博物馆等人员密集场所)、历史风貌建筑、超高层建筑,管理的重点难点,积极研究房屋动态监测管理平台建设,拟将预警技术应用于既有房屋安全管理,实现房屋安全隐患或危险状态下的提前警示预报。通过物联网平台进行沉降位移、倾斜测量和裂缝观测等实时动态检测工作,准确掌握房屋或重大安全风险点,有效减少建筑安全风险事件发生。
        超高层建筑尤其在风力、光照、周围环境等的影响下,会对自身结构本就特殊的超高层建筑造成倾斜、扭曲、沉降、摆动等形变,需要及时进行监测以掌握建筑物的实时变形情况,以便做出正确的应对。目前,有越来越多的先进传感器被用于超高层建筑的变形监测中,通过获取大量不同来源的监测数据,分析建筑物的变形规律,找出建筑物发生形变的根本原因,建立变形监测系统,及时获取变形数据并做出相应的处理。为建筑物从施工到投入使用的整个过程提供了科学可信的安全保障。因此,超高层建筑的稳定性必须得到充分的保障,避免倒塌的发生。
        1监测基本流程
        1.1点位布设
        首先在开阔、无遮挡的地方布设基准点,并在在建筑物楼顶四周布设4个监测点,安装上4个GNSS接收机,并将点位命名。
        1.2监测实施
        按照时间段进行观测,采集并分析数据,对数据进行初步处理。
        1.3模型建立流程
        根据时间序列建模,一般要经过模型识别、模型定阶、参数估计、模型检验、预报等几个步骤[1]。总体流程图如图


        1.4模型检验与预测
        模型检验一般指对模型残差的是否为白噪声,如果残差是白噪声,那么拟合的模型提取了时间序列中几乎所有的样本信息,使残差中不在含有相关信息;反之,若模型残差不是白噪声,那么说明残差序列中还含有相关信息,模型拟合的不够准确,需要重新选择模型重新建模。 检验白噪声通过对残差序列做??2检验来完成,得到 Q 统计量对应的概率,拒绝原假设的??类错误的概率,通常以模型残差序列的自相关图中最大时滞系数对应的概率为检验概率[1],根据实测值与模型预测值进行比较后发现具有较高的相似性,x轴数据如下:


        3结论
        由图表的数据变化可以得知,时间序列模型的预测值与实际值相差不大,做短期的预报误差较小,变化趋势基本一致,说明模型的建立是正确的,但是因为本次采集数据的时间较短,所以无法进行较长时间的预测,如果想要获得长时间的预测,还需要在改进。
        结语
        由于设备以及建筑物的原因,无法进行长时间的观测,为了更实时高校的获得建筑物变形数据,做到监测不停歇,就需要采用更多的传感器获取数据,建立动态监测管理平台,有效解决四五类房屋、超设计使用年限房屋安全使用和历史风貌建筑保护的难点、痛点问题,进一步建立完整且实用的智能化房屋管理体系,后期配合如风力、光照、温度等传感器的使用,做到对变形数据原因的分析更客观准确,将整体变形监测方法设计成变形监测系统,实现实时解算与监测,应用到更多变形监测工程中,将北斗导航系统应用到更多领域,更好地提供服务,将我国的卫星导航技术推向全世界,达到世界领先水平。
        参考文献
        [1]向华琦.基于时间序列分析法的大坝变形监测数据分析研究[D].西北农林科技大学,2012
        [2]孔详元,等.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2002.徐绍铨,等.GNSS测量原理与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
[3]吉长东.实时动态差分GNSS在城市加密控制测量中的应用及其精度检验[N].测绘通报,2006(06).
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