孙辅庭，张秀丽，沈海尧，王玉洁，李啸啸，柳 翔

（1.国家能源局大坝安全监察中心，浙江 杭州，311122；2.雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都，610051）

1 概述

20世纪90年代以来，我国众多科研院所对大坝安全监控进行了深入研究，相继开发了具有监控和预警功能的大坝专家决策系统和安全监控系统[1-4]。基于当前大坝安全在线监控的需求，结构分析工具需立足“快速”和“实时”两个点。所谓“快速”，即要求结构分析的启动和计算简便快速，并在较短时间内得出分析成果；所谓“实时”，即结构分析需结合实时监测数据和运行条件，进行真实运行条件下的结构性态分析。鉴于此，文章对拱坝在线快速结构分析平台进行了研究，并以某特高拱坝为算例进行拱坝结构性态的正反分析，效果良好。

2 拱坝结构快速正反分析方法研究

2.1 拱坝结构快速反分析计算方法

目前，以遗传算法和神经网络为代表的智能优化方法是大坝结构反分析较为常用的手段。如Friswell[5]将遗传算法应用于结构损伤识别，练继建等[6]基于BP神经网络反演李家峡拱坝材料参数，李端有等[7]结合均匀设计理论、BP神经网络和遗传算法实现了大坝力学参数的智能反演，Yang等[8]采用人工鱼群算法反演大坝力学参数。以下介绍基于改进遗传算法和三维有限元法的拱坝结构快速反分析方法。

遗传算法（Genetic Algorithm，简称GA）是由美国的Holland教授[9]于1975年首先提出的一类借鉴生物优胜劣汰的繁殖思想进行随机搜索的智能优化算法，该算法仅仅提供了一种抽象的计算过程和算法的框架，框架的每一步都可以有多种不同的实现形式，从而构成不同格式的遗传算法。……