模矢法在求取地表移动预计参数中的应用

地表沉陷预计误差的主要来源为模型的偏差和预计参数的不确定性,获得准确的预计参数可以提高地表沉陷预测的精度.模矢法是求解非线性规划中无约束最优化问题的一种直接方法,对解决高度非线性化目标函数最优解问题非常有效.利用MATLAB平台,编写了基于模矢法的概率积分法求参程序.以皖北某矿井1013工作面地表移动观测站的实测数据为例,求取了地表移动预计参数,通过与传统的线性最小二乘法比较,表明模矢法求参是一种适应能力强且有效的求参方法.     

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.     

测量误差对概率积分法求参精度的影响分析

从概率积分法预计公式入手,分析了通过实测值反演预计参数时,下沉值误差对求参精度起主要影响作用,然后基于模矢法求参,在原始下沉值上人为增加三种不同类型的误差,分别求取三组参数,通过实验得出不同类型的下沉值测量误差对求参精度的影响程度,最后结合实验结论,指出在地表移动观测站测量过程应该注意的问题。     

测量误差对概率积分法求参精度的影响分析

从概率积分法预计公式入手,分析了通过实测值反演预计参数时,下沉值误差对求参精度起主要影响作用,然后基于模矢法求参,在原始下沉值上人为增加三种不同类型的误差,分别求取三组参数,通过实验得出不同类型的下沉值测量误差对求参精度的影响程度,最后结合实验结论,指出在地表移动观测站测量过程应该注意的问题。     

利用三维激光扫描数据求取开采沉陷预计参数研究

三维激光扫描技术是一种新兴的测绘技术,它具有快速、实时、高效等优点,突破了传统测绘手段的局限性,可以直接获取三维坐标,目前正被广泛应用于测绘各个领域.为此 ,研究三维激光扫描仪数据应用于地表沉陷参数求取问题,针对其特点,利用VB6.0语言,采用模矢法编制了概率积分法求参程序,并将程序应用于实际求参,实践证明,效果较好.     

不同智能优化算法反演概率积分法参数的对比研究

传统的概率积分法求参方法虽能较为精确地反演参数,但存在对工作面的类型以及测站的布设要求高、计算工作量大、效率低等不足,智能算法为精确确定概率积分模型最优参数提供了新方法。为探究不同智能优化算法在概率积分法求参过程中的性能,采用Matlab编程语言编写了模矢法、遗传算法、文化-粒子群算法、粒子群算法、果蝇算法和蚁群算法的运算程序,通过模拟试验,分别从算法的反演准确性、稳定性、抗误差干扰能力、全局寻优能力以及运行效率等方面进行了对比与分析。结果表明：当参数初值接近真值时,模矢法的反演准确性和效率最高;当参数初值与真值相差较大时,模矢法会陷入局部最优解,此时遗传算法的反演准确性和稳定性最强。从参数反演准确性和效率综合考虑,当参数范围已知时,最优算法为模矢法;当参数范围未知时,最优算法的选择依次为文化-粒子群算法、遗传算法、果蝇算法、粒子群算法、蚁群算法和模矢法。     

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。     

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。     

多工作面开采影响下求取地表移动参数方法研究

针对传统概率积分法求参程度仅适用于单工作面拟合求参的局限性和地表移动观测误差对参数精度的影响,提出了多工作面条件下求取概率积分计算参数的方法,并提出了观测粗差的识别方法,通过加权求参数油较大程度地减小发观测粗差对求参精度的影响,增大了求参程度的适用范围。     

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。     

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。     

赫尔默特方差估计法提高地表移动求参精度研究

为提高概率积分法对采动地表下沉值的预计精度,将赫尔默特方差估计法用于概率积分法参数的求取.将监测点的下沉值分为盆地中央和盆地边缘2类,确定2类值的初始权重,求取预平差和参数初值,再根据预计下沉值的改正数估计2类下沉值的验前方差,以该方差再次定权,重新求取概率积分法参数.结合淮北某矿区的观测站资料,编写基于赫尔默特方差估计法的求参程序,与最小二乘法拟合求参法相比,监测点的下沉值预计中误差降低了21.4％,该方法能提高预计下沉值精度.     

抗差岭估计在概率积分法预计参数求取中的应用研究

针对目前采用最小二乘算法拟合求参时,结果容易受到病态法矩阵和异值点干扰而出现发散等问题,建立了基于抗差岭估计的概率积分法求参模型。结合工程实例进行了人工干预求参试验,结果表明:采用抗差岭估计求参算法既可以抑制异值点的干扰,又可以克服病态法矩阵问题,从而保证了求参结果的有效性和可靠性。     

基于Boltzmann函数的开采沉陷预测模型

为更加准确地预计出煤炭开采后地表的移动和变形,基于Boltzmann函数,利用数学分析的方法,提出了新的开采沉陷预测模型,通过理论分析推导出了模型中的参数与概率积分法参数之间的关系。在新模型中提出了严重影响半径R的概念,大小约为主要影响半径r的1/4,其他参数的物理意义和取值方法与概率积分法相同。以淮南矿区3个工作面为例进行验证表明,新模型与概率积分法模型相比拟合求参效果更优,尤其是在盆地边缘处收敛比概率积分模型缓慢,该模型更适用于巨厚冲击层的矿区。     

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。     

融合多源求参结果的开采沉陷稳健预计方法

为了克服单一求参模型由于求参结果不可靠、不精准造成的开采沉陷预计结果不稳健问题,重点研究了融合多源求参模型参数的开采沉陷稳健预计方法,并基于最小二乘原理推导了通用模型,构建了基于融合模矢法、遗传算法和模拟退火求参结果的开采沉陷预计新模型,并对模型的可行性进行了模拟实验验证。实验结果表明:新模型下沉预计误差及水平移动预计误差明显优于基于单一模矢法、遗传算法、模拟退火法反演的参数的下沉预计误差;融合多源求参模型参数的开采沉陷稳健预计方法具有一定抗差能力。     

基于岭估计的概率积分法预计参数的求取

采用最小二乘拟合求取概率积分法预计参数时,经常遇到发散问题,致使求参结果失真。而求参过程中法矩阵的病态是造成结果发散的主要原因之一。将岭估计应用于预计参数的求取中,能够有效地克服传统最小二乘拟合求参时法矩阵的病态。在给出基于岭估计求参模型的同时,使用Matlab实现了参数的自动求取。最后通过模拟算例验证了该求参模型克服法矩阵病态的有效性及求参结果的可靠性。     

概率积分参数反演中的开采影响传播角问题研究

为了根据实测数据反演出可用的开采沉陷概率积分参数,研究概率积分参数的反演,采用VB语言编制了模矢法求参程序,但是在实际应用中求取开采影响传播角不符合其物理意义.针对此问题,提出了6参数法求取开采沉陷预计参数,并有效解决了概率积分参数反演中的开采影响传播角问题,特别是在数据质量不高时,可以用这种改进的方法获得比较合理的沉...     

山区采动滑移对地表移动变形的影响分析

以阳煤集团五矿三采区15#煤8303工作面地表移动变形观测站的实测资料为基础,在概率积分法的基础上考虑采动滑移的影响,分析了采动滑移对山区地表移动预计参数及地表移动变形状态的影响。用模拟求参的方法求出概率积分法地表移动变形预计参数;通过对观测站倾向B线与C线的对比分析,得出不同地形特征下山区采动滑移的特点。研究结果表明,在开采沉陷影响下,山区采动滑移是必然发生的;地形起伏越大,采动滑移对水平移动以及水平变形的影响越明显,且水平移动与水平变形的曲线波动越大。     

煤矿采空区地表变形评价中的数值模拟分析

采空区的地表变形评价是煤矿灾害评价中的关键问题之一.目前主要是利用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的概率积分法计算地表变形,但其预测结果往往与实际不符.该文以秀房沟煤矿为例,利用概率积分法和三维数值模拟法分别对其采空区地表变形进行预测,结果表明数值模拟法的预测结果比概率积分法的预测结果更接近于实...