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基于小波和时间序列分析组合模型的地铁隧道变形预测研究的开题报告
一、选题背景
地铁隧道是城市交通运输的重要组成部分，而地铁隧道的变形对地铁安全运行造成了巨大的威胁，因此，预测地铁隧道变形成为了越来越重要的问题。目前，国内外学术界和工程实践中已经有许多关于地铁隧道变形预测的研究，但是现有的研究大多只考虑了单一的预测模型，而由于地铁隧道变形的复杂性和不确定性，单一的预测模型难以满足应用的需要。因此，基于多种不同的模型进行组合成为了一个有前途的研究方向。
二、选题意义
目前，地铁隧道变形的预测大多采用传统的统计学方法，例如时间序列分析、回归分析等，但是这些方法存在一些不足之处，例如对于非线性变形的预测效果不佳、过度依赖历史数据等。然而，小波分析具有对于非线性信号处理良好的特点，并且能够对信号进行时频分析。因此，将小波分析与时间序列分析组合起来，能够充分发挥它们各自的优点，提高地铁隧道变形预测的精度和准确性。
三、研究内容
研究基于小波和时间序列分析组合模型的地铁隧道变形预测方法，研究内容主要包括以下几个方面：
1.建立地铁隧道变形预测模型：综合考虑小波分析和时间序列分析方法，建立基于小波和时间序列分析组合模型的地铁隧道变形预测模型。
2.数据采集和处理：采集地铁隧道变形相关数据，并进行数据预处理，滤除噪声和异常值。
3.模型验证：采用交叉验证的方法对模型进行验证，评价模型的精度和准确性。
4.模型优化：根据验证结果，对模型进行优化和改进，提高预测精度。
四、研究方法
本研究主要采用以下方法：
1.小波分析方法：对地铁隧道变形数据进行小波变换，提取信号的时频信息。
2.时间序列分析方法：对地铁隧道变形数据进行时间序列分析，建立预测模型。
3.组合模型方法：将小波分析和时间序列分析方法组合起来，构建基于小波和时间序列分析组合模型的地铁隧道变形预测模型。
4.模型优化方法：根据验证结果，对模型进行调整和优化，提高模型的预测精度。
五、预期成果
预计研究完成后，将取得以下成果：
1.建立基于小波和时间序列分析组合模型的地铁隧道变形预测模型。
2.验证模型的预测精度和准确性，并进行模型优化。
3.提出适用于地铁隧道变形预测的新型数学建模方法，为地铁隧道的安全运行提供技术支持。
4.发表相关学术论文和技术文章。
六、参考文献
[1]陈志明,张磊,李勇.基于小波变换的地铁隧道变形数据分析[J].铁道勘察,设计与建造,2008(4):91-93.
[2]韩海燕.基于小波分析和支持向量机的地铁隧道变形预测[J].铁道建筑,2013(9):9-13.
[3]李杨华,邢光泽.时间序列分析在地铁隧道变形预测中的应用[J].铁道勘察,2012(5):80-85.
[4]王宇,张娇.地铁隧道变形数据的小波去噪分析[J].铁道学报,2020,42(6):35-42.
[5]张岚.基于时间序列模型的地铁隧道变形预测分析[J].创新研究,2021(4):82-85.