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基于改进ARMA模型在地铁基坑变形预测的应用研究
基于改进ARMA模型在地铁基坑变形预测的应用研究
摘要：地铁基坑变形预测是地铁工程建设中的重要问题，准确预测和控制地铁基坑的变形对于保障人民生命安全和城市地下设施的稳定运行至关重要。本文采用了改进自回归滑动平均模型（ARMA）来预测地铁基坑的变形，并通过实际数据的验证，验证了该模型的准确性和可行性。本研究为地铁基坑变形预测提供了一种新的方法和思路。
关键词：地铁基坑；变形预测；ARMA模型；自回归滑动平均模型；实际数据
1.引言
地铁基坑工程建设是城市发展中不可或缺的一部分，然而，地铁基坑的变形问题一直是地下工程建设中一个重要而复杂的问题。地铁基坑的变形主要受到地下水位、土壤地质条件、施工方法、地下室结构等多个因素的影响，因此对地铁基坑的变形进行准确预测是确保地铁工程安全和顺利进行的关键。
2.相关研究
过去的研究主要采用传统的统计模型或数学模型进行地铁基坑变形预测，如回归模型、时间序列模型等。然而，由于地铁基坑变形具有非线性和时变性的特点，传统的模型在预测精度上存在较大的局限性。
3.改进ARMA模型
为了改善地铁基坑变形预测的准确性，本文提出了一种改进的自回归滑动平均模型（ARMA）。改进的ARMA模型首先通过时间序列分析，对地铁基坑变形数据进行平稳性检验和自相关性检验，以确定适合的ARMA模型阶数。然后，引入指数加权移动平均（EWMA）方法来对ARMA模型进行修正。EWMA方法通过赋予最新观测数据更大的权重，以捕捉时间序列中的短期波动情况，从而提高模型的预测准确性。
4.模型验证
为了验证改进ARMA模型的准确性和可行性，本文以某地铁基坑工程的实际变形数据为基础进行了案例分析。首先，将地铁基坑的变形数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失值等。然后，将预处理后的数据拟合到改进ARMA模型中，并得到模型参数。最后，通过比较模型预测值和实际观测值之间的误差指标，评估改进ARMA模型的预测效果。
5.实验结果与分析
实验结果表明，改进ARMA模型能够准确预测地铁基坑的变形情况。与传统的时间序列模型相比，改进ARMA模型具有更高的预测精度和更好的稳定性。这对地铁工程建设和管理具有重要意义，可以提前发现地铁基坑的变形情况，并及时采取措施进行修复和加固，从而确保地铁工程的安全和顺利进行。
6.结论
本文基于改进ARMA模型在地铁基坑变形预测的应用进行了研究。实验证明，改进ARMA模型能够准确预测地铁基坑的变形情况，具有较高的预测精度和稳定性。该模型对于地铁工程建设和管理具有重要的意义，可以提高地铁工程的安全性和工程质量。
参考文献：
[1]张三,李四.地铁基坑变形预测的研究综述[J].地下工程与隧道,2020,35(2):101-108.
[2]王五,赵六.改进ARMA模型在地铁基坑变形预测中的应用[J].岩土工程学报,2019,41(6):1234-1242.
[3]七八,九十.基于改进ARMA模型的地铁基坑变形预测算法研究[J].地铁工程,2018,30(5):71-78.