金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (11): 138-145.
张 研1,2 叶玉龙1 王根伟3 荆浩然1
ZHANG Yan1,2 YE Yulong1 WANG Genwei3 JING Haoran1
摘要: 针对传统方法在预测滑坡位移时准确率不高、泛化性不足等问题,基于“分解—预测—重构”思想,提出 了一种变分模态分解和深度学习相结合的滑坡位移预测模型。该模型通过灰色关联度分析确定滑坡位移的影响特 征,采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)进 行优化,将滑坡位移分解为具有不同物理意义的分量。针对分解后各分量的时序特点,分别采用多项式曲线拟合、长 短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和时间卷积网络(Temporal Convolutional Networks,TCN)进行预测,最 终将各分量预测值重构叠加,实现滑坡位移的精准预测。以三峡库区八字门滑坡数据为例,采用决定系数(R2)、平均 绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)等指标对模型进行量化评估。结果表明:所提出的滑坡位移预测模型精度达到 98.6%,能够有效提取滑坡位移数据中隐含的信息特征,对滑坡位移获取具有一定的借鉴意义;在各分量预测中采用 不同的模型时,预测效果存在显著差异,因此,针对各分量特征的不同,建立相应的预测模型能够有效提高滑坡位移 预测精度;通过参数敏感性分析,得出模型的输入序列长度为12时精度最佳。所提模型预测精度良好,可以为滑坡防 灾减灾工程的实际应用提供参考。
中图分类号: