一种非线性的瓦斯涌出量预测算法仿真研究

研究瓦斯涌出量预测问题,瓦斯涌出量受到开采深度、通风系统等多种因素影响,是一种复杂的非线性预测问题,传统预测方法难以建立准确数学模型,导致预测精度低。为了有效提高瓦斯涌出量预测精度,提出一种非线性的瓦斯涌出量预测算法。采用粒子群优化支持向量机对瓦斯涌出量与各种因素之间非线性关系进行建模,并对瓦斯涌出量预测进行仿真。结果表明,非线性预测算法有效提高了瓦斯涌出量的预测精度,降低了预测误差,对有效防止瓦斯爆炸有重要意义。     

厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测

综放工作面与单一回采工艺工作面不同,采用AQ 1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》预测综放工作面瓦斯涌出量时存在较大误差,且目前缺少厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方面的研究,导致瓦斯治理技术依据性不强。针对上述问题,提出了厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方法。通过分析厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出特点,确定了综放工作面瓦斯涌出来源,包括割煤、放煤、采空区、邻近层涌出瓦斯;针对不同瓦斯涌出来源,得出了相应的瓦斯涌出量计算公式,由此得到厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量计算公式。采用该方法对乌东煤矿及碱沟煤矿综放工作面瓦斯涌出量进行预测,预测值与实测值的误差均小于5%,满足实际生产需求。     

基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法

由于矿井瓦斯浓度的变化受多种因素共同影响,矿井瓦斯涌出量预测经常出现无法获得一部分变量的情况。针对该问题,提出了一种基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法,详细介绍了采用时间序列AR模型对矿井瓦斯涌出量进行预测的具体实现。实验结果表明,该方法对矿井瓦斯涌出量的预测误差率为4.3%,预测比较可靠。     

合理遗忘选择训练样本的煤矿瓦斯涌出量预测

为了提高煤矿瓦斯涌出量的预测精度,针对煤矿瓦斯涌出量的训练样本选择问题,提出一种基于合理遗忘训练样本的煤矿瓦斯涌出量预测模型。首先通过引入遗忘因子既考虑了历史数据的影响,又突出了新数据的作用,然后最小二乘支持向量机建立煤矿瓦斯涌出量预测模型,最后进行了仿真分析。结果表明,该模型提高了煤矿瓦斯涌出量的建模效率,获得了更加理想的煤矿瓦斯涌出量预测结果。     

灰色Elman神经网络的矿井瓦斯涌出量预测

为了准确预测矿井瓦斯涌出量,将灰色理论与Elman神经网络模型结合,建立矿井瓦斯涌出量预测模型。灰色系统能较好地预测变化的趋势,而Elman神经网络具有动态特性好、逼近速度快、精度高等特点。对于煤矿生产中瓦斯涌出量的预测,两者结合能够发挥各自的优势,以某煤矿矿井为例,影响瓦斯涌出量的因素为预测因子建立灰色理论与Elman神经网络融合的预测模型。结果表明,灰色Elman神经网络模型优于传统灰色预测模型,提高了预测精度,达到了很好的预测效果。     

基于等维新息模型的矿井瓦斯涌出量预测

矿井瓦斯涌出量预测是瓦斯防治的重要技术环节,能够为煤矿安全生产提供保障.为了提高矿井瓦斯涌出量的预测精度,将等维新息模型的理论结合到灰色线性回归组合模型中,建立等维新息灰色线性回归组合模型,并应用MATLAB软件进行编程.以某煤矿相对瓦斯涌出量统计数据为实例,利用等维新息灰色线性回归组合模型对其瓦斯涌出量进行预测,分析了模型的最佳维数,通过检验得出模型的精度等级为一级.结果表明:等维新息灰色线性回归组合模型在对矿井深部瓦斯涌出量进行预测时,精度高于原有的灰色预测模型,取得了良好的预测效果.可将此模型的软件应用到瓦斯监控系统中,以提高系统的技术性与实用性.     

矿井瓦斯涌出量预测研究新方法

矿井瓦斯涌出预测是建立一个复杂的非线性变化系统的过程,传统的瓦斯涌出量预测方法存在一定的局限性。瓦斯涌出量的预测即是建立函数关系模型,预测模型建立的准确与否取决于各个影响因素之间的相互作用、相互耦合的特性。文中将灰色理论与遗传算法有机地结合起来,以灰色理论为基础,利用遗传算法优化隐含层神经元个数和网络中的连接权值,建立瓦斯涌出量预测模型。预测实验结果表明,该方法对瓦斯涌出量预测适应性强、方法快捷、预测结果精度高。     

基于SPSS的采煤工作面瓦斯涌出量预测模型研究

为了对矿井采煤工作面瓦斯涌出量进行有效预测,结合影响工作面瓦斯涌出量的各个因素,针对各因素间存在严重的多重共线性引起算法计算误差放大的问题,采用逐步回归算法进行优化。运用SPSS软件,综合多元主成分回归分析算法得出采煤工作面瓦斯涌出的主要影响因素,并建立PCR-SPA预测模型。将该模型的预测性能与多元线性回归预测、灰色关联度分析预测、BP神经网络预测结果进行对比分析。结果表明：该模型选取了三个主成分变量,有效地减少了计算量,具有较高的预测精度,可以对矿井工作面瓦斯涌出量进行有效预测。     

遗传优化的GNNM在瓦斯涌出量预测中的应用

研究矿井瓦斯涌出量准确预测一直是煤矿安全生产中重点关注的问题。煤层瓦斯爆炸因受开发环境、矿层深度、天气等因素的影响,造成与瓦斯涌出量增大而引起的。针对传统预测模型在矿井瓦斯涌出量预测中存在建模困难、收敛速度慢、要求历史数据量大的问题,提出了一种遗传优化的灰色神经网络预测模型。模型利用灰色系统对数据量要求低的特点,将灰色系统理论与神经网络有机结合起来,建立灰色神经网络模型。并采用遗传算法对所建立模型的权值和阈值进行优化。采用模型对矿井瓦斯涌出量进行预测,实验表明,遗传优化的灰色神经网络模型,可以简化系统建模,并能提高瓦斯涌出量预测精度,有一定的实用价值。     

基于LLE与BA-Elman的瓦斯涌出量动态预测研究

针对瓦斯涌出量受诸多因素影响,彼此间存在复杂的非线性关系导致预测精度不高这一问题,提出基于相关分析理论和局部线性嵌入理论的Elman网络瓦斯涌出量动态预测方法。在对监测指标进行相关性分析的基础上,用局部线性嵌入理论实现瓦斯涌出量影响因素从高维空间至低维空间的映射,进而重构影响瓦斯涌出量的有效因子,并将其作为Elman网络预测模型的输入矢量,以降低模型结构的复杂度,同时用蝙蝠算法全局优化Elman模型以提高预测的精度和泛化能力。试验结果表明该动态预测模型泛化能力强,预测精度高,适用于实际工作中对瓦斯涌出量的预测。     

基于贝叶斯网络的煤与瓦斯突出预测研究

贝叶斯网络是目前不确定知识和推理领域最有效的理论模型之一。为了正确预测煤与瓦斯突出的危险性,提出了一种基于贝叶斯网络的煤与瓦斯突出预测方法。在综合影响煤与瓦斯突出的因素和领域专家知识的基础上建立了网络结构,通过对先验知识和样本数据的学习,实现了煤与瓦斯突出的预测,取得了较好的效果。实验表明,该模型网络学习速度快,准确性高,是一种有效的煤与瓦斯突出危险性预测方法。     

基于蚁群神经网络的煤矿瓦斯含量预测模型

为了准确而快速预测煤矿煤层的瓦斯含量,采用了蚁群神经网络算法进行预测,建立了针对预测瓦斯含量的蚁群神经网络模型。该模型是将蚁群算法引入到神经网络的优化训练中,以避免神经网络算法容易陷入局部最优的不足,从而获得稳定的网络结构,再用训练好的神经网络对对象进行预测。以辽宁三家子矿区煤层样本为例,应用蚁群神经网络算法进行仿真实验,实验结果表明,该算法与传统算法相比,具有较高的预测精度和较快的运算速度,是一种十分有效的瓦斯含量预测方法。     

基于KPCA和T-S模糊神经网络的煤与瓦斯突出的预测

应用核主成分分析（KPCA）和T-S模糊神经网络方法对煤与瓦斯突出进行快速、精准预测。利用KPCA对实验样本数据中的多种煤与瓦斯致突因素进行降维,简化问题的复杂度,将选取的累计贡献率大于 90%的4个主成分作为T-S模糊神经网络的输入参数,煤与瓦斯突出强度作为输出参数。利用实测数据进行验证,并与BP神经网络预测模型、T-S模糊神经网络预测模型的预测结果进行比较。结果表明,该方法建立的预测模型准确性、有效性更高,收敛时间短,适用于煤与瓦斯突出预测。     

煤与瓦斯突出危险性预测的SαS-PNN模型及应用

较高精度的煤与瓦斯突出预测是煤矿安全生产的必要前提和保证.为了实现对煤与瓦斯突出危险性快速、准确和动态预测,考虑煤与瓦斯突出多种影响因素.提出一种改进的概率神经网络(PNN)煤与瓦斯突出预测模型.首先,引进一种对称Alpha稳定分布(SαS),SαS有更广泛的数学表达,其径向对称特性可充当PNN样本层中的高斯分布.在SαS的基础上,建立煤与瓦斯突出危险性预测的SαS-PNN模型.将SαS-PNN模型应用于国内26个典型矿井的煤与瓦斯突出危险性等级预测.预测结果表明:在3种不同的训练和测试下SαS-PNN模型仍具有良好的预测效果,其误判率分别为7.69%、11.54%和15.38%.说明该模型可为煤矿开采中煤与瓦斯突出危险性预测提供了一种可能的思路.     

基于蚁群优化算法的瓦斯预测模型研究

针对瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出给煤炭矿山企业带来的危害极大的问题,将蚁群优化算法和BP神经网络技术结合应用到瓦斯涌出量预测,建立比较准确的预测模型。重点研究了BP网络模型的选择与优化训练,通过蚁群算法优化解决了BP神经网络易陷入局部收敛的问题。仿真与实际数据验证表明：改进的神经网络算法对瓦斯涌出量预测能达到良好的效果。     

基于径向基的瓦斯涌出量灰色预测模型

为了进一步预防煤层瓦斯突出,实现准确、快速预测煤矿瓦斯涌出量的大小,首先采用1-AGO对样本数据进行处理,建立灰色(GM)预测模型,再利用径向基(RBF)神经网络对灰色预测模型结果进行预测,以作为其最终的预测值;采用阜新煤矿某工作面瓦斯涌出量的历史数据进行建模,实验结果表明,GM-RBF组合模型在预测精度及训练误差方面均优于单一的GM模型和RBF神经网络预测模型;算法计算简便,减弱了数据的随机性及模型误差,煤矿瓦斯涌出量的预测平均误差减小到1.57%。     

IGA-DFNN在瓦斯浓度预测中的应用

为了准确预测采煤工作面的瓦斯浓度,提出免疫遗传算法优化的动态模糊神经网络瓦斯浓度动态预测方法。用无线传感网络系统采集工作面瓦斯浓度数据作为样本,通过小波分析对样本数据进行降噪滤波预处理。采用IGA算法对DFNN网络参数进行优化,建立了瓦斯浓度的预测模型。通过MATLAB仿真研究表明,所建模型对采煤工作面的瓦斯浓度演变趋势预测合理,并且经过IGA算法优化DFNN网络比单纯的DFNN网络具有更快、更准确的预测功能,可以为防治煤矿瓦斯积聚提供更好的理论支持。     

煤与瓦斯突出的PCA-BP神经网络预测模型研究

通过主成分分析法对煤与瓦斯突出的主要影响因素进行主成分提取,选取贡献率大于85%的3个主成分来代替原来的7个影响因素,以此来确定BP神经网络的输入参数为3个。根据煤与瓦斯突出的类型,建立了煤与瓦斯突出预测的PCA-BP神经网络模型。选用典型突出矿井的煤与瓦斯突出实例作为学习样本,对PCA-BP网络进行训练。以云南某煤矿的煤与瓦斯突出实例作为预测样本,仿真结果表明PCA-BP神经网络模型性能优于传统BP神经网络,能够满足煤与瓦斯突出预测的要求。     

基于改进BP神经网络的瓦斯含量预测模型

煤层瓦斯含量是矿井安全生产的重要性能指标之一,而常规基于经验和传统数学模型的预测方法难以准确预测煤层瓦斯含量。针对该问题,文章在分析了基于Fletcher-Reeves共轭梯度法的改进BP神经网络模型的基础上,结合煤层瓦斯含量的各种影响因素,建立了一个基于3层改进BP神经网络的瓦斯含量预测模型,并进行了具体的网络训练和预测仿真。结果表明,该瓦斯含量预测模型收敛速度快,预测精度高,可满足实际生产要求。