基于孤立森林算法的高拱坝施工期变形异常值检测模型

摘要

【目的】高拱坝建设过程中的倒悬变形是导致施工期裂缝的原因之一,采用连续测斜设备开展施工期变形监测时,因分层浇筑等施工过程造成的监测异常值需进行检测和判断。【方法】结合工程实际所需精度,设计了变形监测试验以模拟拱坝工作状态和“突变”过程。针对试验结果,提出了一种基于孤立森林算法的异常值检测模型,通过小波变换预处理数据,降噪后的数据采用改进孤立森林算法检测异常值,将结果通过窗函数回归分析,并和实际调节数据进行对比。【结果】结果表明,对比传统孤立森林算法,改进孤立森林算法在各个调节值下的识别率均达到95%。当调节值为0.1 mm时,本模型的预测变形为0.105 mm,误差为5.0%;当调节值为0.6 mm时,本模型的预测变形为0.610 mm,误差为5.0%;当调节值为1.0 mm时,本模型的预测变形为1.010 mm,误差为1%;当调节值为1.4 mm时,本模型的预测变形为1.424 mm,误差为1.7%。【结论】根据模型预测结果和实际调节值对比,本模型的异常值识别率在各加载位移下均大于96%,误差率在各加载位移下均小于5%,能有效识别测斜仪在高拱坝施工期位移监测中的“突变”异常值。