基于北斗监测数据的高陡边坡变形Transformer-CNN预测模型
CSTR:
作者:
作者单位:

1.重庆大学 自动化学院,重庆 400044;2.重庆市西部水资源开发有限公司,重庆 400000;3.四川美术学院 设计学院,重庆 401331

作者简介:

伊廷婧汶(2004—),女,主要从事机器学习、深度学习及多模态学习等人工智能方向的研究,(E-mail)20223996@stu.cqu.edu.cn。

通讯作者:

黄才生,男,高级工程师,(E-mail)523739915@qq.com。

中图分类号:

基金项目:

重庆市水利科技项目(CQSLK-2023028);重庆市教育委员会科学技术研究计划(KJZD-K202500303)。


Transformer-CNN prediction model of high and steep slope deformation based on Beidou detection data
Author:
Affiliation:

1.College of Automation, Chongqing University, Chongqing 400044, P. R. China;2.Chongqing West Water Resources Development Company Limited, Chongqing 400000, P. R. China;3.College of Design, Sichuan Fine Arts Institute, Chongqing 401331, P. R. China

Fund Project:

Supported by Chongqing Water Conservancy Science and Technology Project (CQSLK-2023028) and Municipal Education Commission Science and Technology Research Plan(KJZD-K202500303).

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    摘要:

    在大型工程的建设过程中常常会出现高陡边坡,其变形往往会导致坍塌、滑坡等地质灾害,给人们的生命财产安全带来危害,高效采集位移数据并建立合适的预测模型对高陡边坡的变形进行准确预测对保障工程的顺利实施和人民的生命财产安全至关重要。研究通过在Transformer模型中融合CNN(convolutional neural networks)卷积层和residual残差结构的方法构建Transformer-CNN混合模型,结合重庆某大型水利工程的项目背景,使用北斗卫星监测系统的采样数据集,通过对结果分析,发现Transformer-CNN模型的MAE(mean absolute error)、MSE(mean square error)、RMSE(root mean square error)的值较单一模型相比有所降低,且预测曲线和真实曲线的拟合程度较好,证明Transformer-CNN模型在提高预测精度上的有效性,为其他工程实施过程中对高陡边坡变形的预测分析提供可行性方案。

    Abstract:

    High and steep slopes are common during the construction of large-scale projects, and their deformation often leads to geological hazards, posing significant threats to life and property. Efficiently collecting displacement data and developing an accurate predictive model are therefore essential. This study proposes a Transformer-CNN hybrid model that integrates convolutional layers and residual structures into the Transformer architecture. The optimized model is applied to displacement data obtained from the Beidou satellite system in a large water conservancy project in Chongqing. Experimental results indicate that the Transformer-CNN model achieves lower MAE, MSE, and RMSE values compared to single-model approaches, demonstrating superior prediction accuracy. These findings suggest that the proposed model offers a practical solution for predicting and analyzing slope deformation in similar engineering projects.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

伊廷婧汶,黄才生,覃勇,宋治江,贺小含,桂镜骑,王楷.基于北斗监测数据的高陡边坡变形Transformer-CNN预测模型[J].重庆大学学报,2025,48(10):81-94.

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  • 收稿日期:2024-09-11
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  • 在线发布日期: 2025-10-20
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