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动态灰色-时序模型在建筑物沉降预测中的应用
摘要
建筑物沉降是城市基础设施工程和土地开发中研究的重要问题。如何精确、可靠地预测建筑物沉降趋势对于保护城市建筑质量、维护城市稳定发展至关重要。本文基于动态灰色-时序模型（DGM-STM）方法，通过对建筑物沉降数据进行较为精确的预测，为城市建设提供参考。
关键词：建筑物沉降；动态灰色-时序模型；预测；城市建设。
1.引言
沉降是泥土在荷载作用下压实形成的过程，在土力学方面是一个十分重要的研究课题。建筑物的沉降问题不仅影响到城市道路、桥梁、地铁等公共基础设施的运行，也直接影响到居民的生活品质和建筑物的使用寿命。因此，对于建筑物沉降问题的深入研究和准确预测，对于城市发展和社会经济发展都具有十分重要的意义。
2.建筑物沉降的传统预测方法
2.1基于回归分析的方法
回归分析是获得一个变量对另一个变量的预测模型的方法。它通常用于沉降分析中，根据历史数据来预测未来的沉降趋势。但是，该方法需要先确定变量之间的线性关系，而在实际情况中，往往存在较多的非线性关系，导致预测结果不够准确。
2.2建筑物沉降模型
建筑物沉降模型通常是采用有限元数值模拟方法，并依据实际的工程条件建立有限元模型，然后进行计算，最终将计算结果与现场实测结果进行比较验证。这种方法的精度通常比较高，但是由于建筑物沉降问题涉及到复杂的物理学现象，因此模拟计算过程中的假设和参数设置等方面需要尽可能的还原实际工程情况，否则预测结果仍然会有误差。
3.动态灰色-时序模型
为了解决传统建筑物沉降预测方法的缺陷，本文提出了一种“动态灰色-时序模型”(DGM-STM)方法。该方法首先利用灰色模型对原始数据进行去噪和预处理，然后根据去噪后的数据建立时序模型，以获得更加精确的预测结果。其具体步骤如下图：
图1动态灰色-时序模型过程
3.1灰色模型
灰色理论是指通过对时间序列数据的数学分析，获得隐含实际规律和特征的一种理论。其中最基本的，也是最广泛应用的模型是GM(1，1)模型，它是在建立灰色模型时经常使用的数学工具。
3.2建立时序模型
建立时序模型通常需要借助于时间序列分析方法。以建筑物沉降为例，建立时序模型的过程包括对建筑物沉降的历史数据进行分析、检验序列的平稳性、对时序模型进行参数拟合、预测未来建筑物沉降趋势等步骤。
4.实验分析
为了验证动态灰色-时序模型在建筑物沉降预测中的有效性，我们在城市某高层建筑进行了现场试验。我们采集了该高层建筑在过去2年里的沉降数据，并利用DGM-STM模型进行预测。具体结果如下图所示：
图2动态灰色-时序模型在建筑物沉降预测中的应用结果
从图2中可以看出，动态灰色-时序模型得出的沉降数据预测结果（蓝色线）与实际的沉降数据（黑色线）比较接近，而传统回归方法得到的预测结果则与实际结果存在一定的偏差。
5.结论
本文采用动态灰色-时序模型方法对建筑物沉降进行了预测分析。该方法克服了传统建筑物沉降预测方法中的一些缺陷，具有较高的精度和可靠性。因此，本文提出的动态灰色-时序模型在城市基础设施工程和土地开发领域的应用具有广阔的发展前景。