基于遗传算法的概率积分法预计参数反演

地表移动观测站实测数据反演求取概率积分法参数是这一方法应用过程中的关键问题,现有算法存在求参易发散,难以获取最优解的缺陷.提出采用遗传算法反演概率积分法参数,研究了该算法反演结果的准确性和可靠性.研究结果表明,遗传算法反演概率积分法预计参数精度高,参数相对误差小于1.5%,对观测站中的观测值随机误差、粗差、观测点缺失的问题具有较强的抗干扰能力,较最小二乘法、模矢法在参数反演准确性和可靠性方面有明显优越性.     

基于概率积分法的多维参数预计实验

提出了一种基于约束规则的多维参数优选来实现高精度预计的方法,通过偏差值、相对偏差值等指标加以评价。实验证明:采用多维参数进行预计是可行的,而且较于使用定维参数进行预计,其预计精度得到一定程度的提高。     

概率积分参数的交互式反演方法研究

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数准确性。目前国内外学者尝试采用各种智能算法进行概率积分参数反演的研究工作。在反演过程中,由于实测数据监测误差、地表变形不规律、概率积分参数相关性、反演过程中拟合误差评价准则的选取等问题,产生的对反演结果准确性的影响,是难以通过优化反演算法消除的。因此,研究采用交互式方法,通过提高关键部位变形数据的拟合效果,直接实时地干预和调整不合理的参数组合,有效提高了参数反演结果的准确性和可靠性。研究结合Visual Basic编程语言,设计和开发了交互式参数反演程序,实际工程案例的分析应用,确定了该方法的有效性。     

遗传算法和模矢法结合的概率积分法参数反演方法

遗传算法在反演概率积分法预计参数时从参数取值范围内的串集开始搜索,并使用弹性策略来维持群体的多样性,使得算法可以跨过局部收敛的障碍,向全局最优解方向进化;但这种概率化的寻优算法存在局部探索能力差、结果不稳定的缺陷,只能获得问题的近似最优解。模矢法是一种降梯度算法,算法局部探索能力强、收敛快;但这种算法对初值选取敏感,初值选择不当易陷入局部极值。本文提出并实现了一种模矢法与遗传算法结合的组合算法:先使用遗传算法求得参数的全局近似最优解,然后将近似最优解作为探索初值,使用模矢法获得参数的稳定、精确最优解。研究结果表明:组合算法反演概率积分法预计参数的精确度高、收敛快、稳定性好,综合性能较遗传算法和模矢法有明显优势。     

智能优化算法在概率积分参数反演中的比较

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数准确性。采用智能优化算法对实测地表沉陷数据反演是获取概率积分法参数的主要方法。为研究优化算法在开采沉陷概率积分参数反演中的应用效果,采用VB语言编程实现了模矢法、遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等常见概率积分参数反演算法,通过构造理论数据分析和比较了这4种算法参数反演的效果,并从运行时间、求参稳定性、搜索性能、抗局部解能力等方面对4种算法进行综合评价。研究结果表明:4种算法参数反演结果精度较高,参数相对误差小于2%,且对观测站中的观测值随机误差、粗差问题具有较强的抗干扰能力。模矢法运行效率高但容易陷入局部解,粒子群算法效率较低,遗传算法和退火算法全局能力强但后期收敛能力较弱。     

开采沉陷预计概率积分法动态参数研究

本文针对在极不充分采动或不充分采动时概率积分法预计结果与实测结果不符的问题，对具有典型代表性的观测站观测成果进行了分析研究，提出了下沉纱数和水平移动系数的修正公式。     

基于蝙蝠算法的概率积分预计参数反演方法

开采沉陷预计参数在反演时存在精度不高、计算量大、过程复杂等问题,因此如何准确、快速反演概率积分预计参数成为开采沉陷预计的热点问题和难点问题.蝙蝠算法(bat algorithm,BA)作为一种元启式优化算法,具有算法简单、参数较少、计算速度快、求参精度高、易于编程实现等优点.因此,本文将BA应用到开采沉陷预计参数反演中...     

邻近采空区影响的地表沉陷概率积分参数反演

为了准确反演受到邻近采空区影响的地表沉陷预计参数,通过分析工作面开采后地表正常下沉规律与邻近采空区残余沉降量的预测方法,将邻近采空区等价成变采高的小工作面开采来进行概率积分法参数反演,提出了邻近采空区影响的地表沉陷概率积分法参数反演方法。利用该方法求取的概率积分参数预计得到的地表下沉曲线与实测曲线比较吻合,为邻近采空区影响的地表概率积分参数反演提供了可行方法。     

基于BFGS算法的概率积分模型的参数反演

概率积分模型是描述煤炭开采引起地表变形规律的重要数学模型,通常采用传统优化算法和智能优化算法,对概率积分模型中的未知参数进行反演,以确定明确的地表变形特征。为了更有效地反演概率积分模型中的未知参数,引入最优化方法,提出一种基于BFGS算法的概率积分模型中参数反演方法,该方法利用相邻两迭代点之间的位移和目标函数的一阶导数构建近似Hesse矩阵,然后确定牛顿方程产生的搜索方向,通过非精确线搜索完成迭代过程,从而获得参数的最优解。仿真实验结果表明:新算法能够有效反演出全部参数,且在不同的误差水平下,新算法的参数反演精度均明显高于模矢法(传统优化算法)和遗传算法(智能优化算法);同时,在不同的粗差水平和数据缺失情况下,新算法的参数反演精度仍明显优于其他两种算法,一定程度上说明了引入新算法进行概率积分模型中参数反演的可行性和优越性。工程实例中,反演结果和下沉值的拟合曲线图进一步验证了新算法的可靠性,但工程实例中拟合单位权中误差明显大于仿真实验,其主要原因是矿区较大的地表起伏造成较大的概率积分模型误差,进而影响参数反演的精度。因此,对于具体的工程案例,除了采用有效的参数反演方法,还需要根据实际情况制定合理的反演方案,以达到更好的参数反演效果。     

利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数

针对概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在算法复杂、计算量大等问题,将具有算法简单、计算量小、精度高等特点的果蝇算法引入到概率积分法开采沉陷预计参数反演中,研究了利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数的基本原理,构造了下沉拟合值与实测值均方差最小的适应度函数模型。结合安徽省某煤矿的实测数据,分别采用果蝇算法、遗传算法以及粒子群算法反演概率积分法开采沉陷预计参数,并以下沉拟合值与实测值的均方差为各算法反演精度的评价标准进行对比分析,结果表明：利用果蝇算法反演出的下沉拟合值与实测值的均方差（33.7 mm）以及相对中误差（1.4%）均小于同类条件下遗传算法、粒子群算法的反演结果,说明果蝇算法适用于反演概率积分法开采沉陷预计参数,对于提高概率积分法开采沉陷预计的精度有一定的参考价值。     

概率积分法预计参数反演方法研究进展

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数的准确性,如何利用合适的方法准确稳定地求取预计参数是实际应用中的关键问题。全面总结了概率积分法预计参数反演的常用方法并分析了各种方法的优缺点,着重介绍了具有全局搜索能力遗传算法在参数求取中的应用。最后,从概率积分法求参误差、求参准则、求参范围、参数相关性及其模型的非线性等角度,提出概率积分法预计参数求取中存在的问题及需要进一步研究的内容。     

基于改进果蝇算法的概率积分法预计参数反演

由于概率积分法函数模型的非线性表现形式以及各参数之间的相关性,概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在计算复杂、易发散、容易陷入局部最优解等问题。利用参数设置少、计算效率高、算法实现容易、全局寻优能力强且精度较高的果蝇算法进行基于概率积分法的开采沉陷预计参数反演,并对算法进行改进。以实测下沉值为参照,将预计结果与实测值相比较,结果表明,改进的果蝇算法对概率积分法的开采沉陷预计参数反演具有适用性,对于用概率积分法进行开采沉陷预计的精度的提高有一定的积极作用。     

多工作面影响下概率积分法参数拟合方法的探究

传统的概率积分法参数拟合方法仅仅考虑了单一工作面采动的影响,致使在这种情况下求参精度不高。为了提高求参的精度,分析了传统求参模型在工作面地表移动变形受多个工作面开采影响时所存在的问题,提出了多工作面影响下概率积分法求参的方法。实例分析表明,多工作面参数拟合方法对拟合精度的提高确有很大帮助,将拟合数据的精度由传统方法的141mm提高到67mm,提高了52.6%,从而提高了概率积分法的预测精度和适用范围。     

基于抗差估计的概率积分法的预计参数模型研究

针对利用实测数据求取概率积分法预计参数时,受异值或粗差影响使参数严重偏离真值,预测结果失真的问题,建立了抗差估计的概率积分法求参模型。利用谢一矿矿区开采沉陷实测资料进行人工异值干扰求参实验,结果表明,该方法抑制了异值或粗差对求参结果的影响,保证了求参结果的真实性和可靠性。     

地表移动概率积分法计算参数的相关因素分析

为建立地表移动的概率积分法计算参数与地质采矿条件之间的数学关系,以我国主要矿区的大量地表移动观测站实测数据为原始数据,采用逐步回归的方法建立了开采沉陷概率积分法参数与地质采矿条件之间的统计回归公式。采用中误差和威尔莫特一致性指数(WIA,Willmott’sIndex of Agreement)对回归公式的精度及预测能力进行评定,计算结果表明所建立的回归公式误差较小,各参数回归公式均具有较好的泛化性能。为进一步验证所建立的回归公式的正确性,以4个测试样本数据进行计算,计算结果与实测结果吻合。最后,以淮北某矿地表移动实测数据为例,计算结果表明采用统计规律所计算的概率积分法参数进行开采沉陷预计计算可以得到与实测相符的地表移动变形数据。研究成果为缺少实测资料矿区进行开采沉陷预测确定概率积分法参数提供了科学依据。     

基于概率积分法的非充分采动地表沉陷预计

根据邯郸矿区某矿工业广场下2103工作面非充分采动的技术条件,由工作面的宽深比对预计参数进行修正,采用修正后的参数按照概率积分法进行地表沉陷预计。由已推进部分造成的地面建筑物倾斜观测值的比较可以看出,参数选取合理。从地表变形规律可以看出,非充分采动的各种变形值都比充分采动要小,而煤层倾角则造成了下沉盆地向下山方向偏移,致使下山方向拐点处的建筑物损坏严重。