基于IABC-LSSVM的瓦斯涌出量预测模型研究

为了更好地对矿井回采工作面瓦斯的涌出量做出准确的预测,提出了将改进的人工蜂群与最小二乘支持向量机(IABC-LSSVM)相耦合的瓦斯涌出量预测方法.首先,在人工蜂群(ABC)算法中引入混沌序列来确定更优的初始蜜源,并结合自适应因子更新搜索步长,从而避免陷入局部最优的情况;然后,利用改进后的人工蜂群算法对最小二乘机的核宽...     

基于MPSO-CWLS-SVM的瓦斯涌出量预测

针对瓦斯涌出量受多因素影响,传统的预测方法难以建立准确的数学模型,导致预测精度低这一问题。提出一种经改进的粒子群算法(MPSO)优化的基于柯西分布加权的最小二乘支持向量机(CWLS-SVM)算法来预测非线性动态瓦斯涌出量。柯西分布加权的最小二乘支持向量机根据预测误差的统计特性,确定加权规则参数,以达到赋予训练样本不同权值的目的。并用MPSO算法对CWLS-SVM模型的正则化参数λ和高斯核参数σ寻优。利用无线传感器网络采集到的各项历史数据进行实例分析。结果表明,该算法有效的提高了瓦斯涌出量的预测精度,降低了预测误差,为煤矿瓦斯防治提供理论支持。     

基于GASA-SVR的矿井瓦斯涌出量预测研究

针对煤矿工作面瓦斯涌出量的多影响因素、非线性、时变性和不确定性等特点,提出了遗传模拟退火算法(GASA)与回归型支持向量机(SVR)的耦合算法(GASA-SVR)用于瓦斯涌出量预测.利用煤层瓦斯含量、深度、厚度、倾角等12个参数作为主要影响因素,经过归一化处理后作为回归型支持向量机训练和测试样本.采用遗传模拟退火算法寻找最优的惩罚参数和核函数参数,同时引入自适应交叉和变异概念,建立瓦斯涌出量的非线性拟合模型,并利用矿井实测历史数据进行试验,结果表明该预测模型比传统的神经网络模型具有更理想的精度和稳定性,可为煤矿瓦斯爆炸的防治提供可靠的理论依据.     

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。     

基于相关向量机的瓦斯涌出量不确定性预测

为了分析瓦斯涌出量预测结果的不确定性,提出一种基于相关向量机的估计方法:依据稀疏贝叶斯学习模型,计算瓦斯涌出量样本空间的稀疏相关支持向量和相应的超参数,再计算预测结果的均值和方差,从而得出瓦斯涌出量预测结果的概率分布和置信区间。分析结果表明,3组检验样本的平均预测误差为1.74%,其实际值均在置信度为97%的置信区间内,与实际情况相符,这说明采用该方法可以得出瓦斯涌出量预测结果的概率分布,且具有预测精度高、所需支持向量少的优点。     

基于模糊粗糙集与支持向量机的瓦斯涌出量预测研究

支持向量机(Support Vector Machine)具备很强的非线性建模能力,而且具有全局最优、结构简单等优点,近年来被广泛的应用于煤矿瓦斯预测方面,但其在处理样本时,不能确定数据中哪些知识是冗余的、不能将输入的信息空间维数简化,因此,会降低系统预测的精确性;将模糊粗糙集理论引入瓦斯涌出量的预测中,建立基于模糊粗糙集与支持向量机的瓦斯涌出量预测模型,用模糊粗糙集作为前端预处理器对数据进行约简,剔除冗余信息,以实现两种算法的优势互补.实验结果显示,该方法预测准确,具有较高的应用价值.     

混沌双算子亨利溶解度算法的瓦斯涌出量预测模型

为了提高煤矿井下瓦斯涌出量预测的精度和效率,提出了混沌双算子亨利溶解度算法优化最小二乘支持向量机的瓦斯涌出量预测模型。针对传统亨利溶解度算法的特性和不足,将Tent混沌映射引入算法的种群初始化过程,提升初始种群的质量和多样性,实现对更多优质区域的搜索以提升算法的收敛性能;在寻优迭代过程中,根据概率转换参数自适应的选择亨利溶解度算子或哈里斯鹰算子,动态协调算法的全局遍历搜索和局部开发。对10个基准函数进行寻优测试,结果表明改进算法具有更好的寻优精度、收敛性能和稳定性。利用核主成分分析对瓦斯涌出量进行特征提取,结合改进后的亨利溶解度算法优化最小二乘支持向量机的关键参数,建立煤岩瓦斯涌出量预测模型,并利用矿井工作面实际监测数据进行仿真实验。该模型的三种误差评价指标量分别为0.1564、0.1332和1.5656%,运行时间仅为0.0249s,预测效果优于其他对比模型。实验结果表明,提出的煤岩瓦斯涌出量预测模型具有良好的泛化能力和预测精度。     

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%。     

基于IsoMap和MBFO-SVR的瓦斯涌出量动态预测研究

为了能够实现高精度与实时性的动态预测煤矿绝对瓦斯涌出量,本文提出了等容特征映射IsoMap（Isometric feature Mapping）与改进细菌觅食优化算法MBFO（Modified Bacteria Foraging Optimization）优化支持向量回归机SVR（Support Vector Regression）相结合的预测方法。瓦斯涌出是在多种影响因子共同作用下的结果,并且这些因素之间是复杂的非线性关系,因此本文中提出采用流形学习方法IsoMap对其进行降维特征提取,该方法用测地距离（geodesic distace）取代了普遍采用的欧氏距离,有利于对高维特征内在关系的挖掘,取得了优于传统的主成分分析（PCA）的结果;将MBFO算法对SVR的相关参数进行寻优;将IsoMap分析结果输入预测模型。仿真表明,与PSO算法比较,本文提出的预测方法预测精度较高,更加有利于对瓦斯涌出量预测。     

基于蚁群粒子群混合算法与LS-SVM瓦斯涌出量预测

为有效预防瓦斯灾害,以预测矿井瓦斯涌出量为研究目的,提出经改进的蚁群（ACO）粒子群（PSO）混合算法优化的最小二乘支持向量机（LS-SVM）,并用其预测非线性动态瓦斯涌出量。算法通过对LS-SVM的正则化参数C和高斯核参数σ进行寻优,建立了基于蚁群粒子群混合算法优化的瓦斯涌出量预测模型,并根据赵各庄矿矿井监测到的各项历史数据进行实例分析。实验结果表明：该预测模型预测的最大相对误差为1.05%,最小相对误差为0.28%,平均相对误差为0.75%。较其他预测模型拥有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

单核和多核相关向量机的比较研究

针对相关向量机中的核函数选择问题进行研究,对高斯核函数进行改进,提出修正的高斯核函数方法,并比较改进的高斯核函数与普通高斯核函数的特性,证明提出的核函数的优良特性。在对单一核函数改进的基础上,进行多核相关向量机核函数的研究,结合局部性高斯核函数和全局性多项式核函数形成混合核函数,并运用于相关向量机。在不同大小的数据集上对几种核函数进行对比实验,验证修正的高斯核函数及混合核函数的性能。     

改进的RVM在肺结节检测中的研究与应用

在模式识别问题中,相关向量机（RVM）作为一种新的机器学习方法备受关注,近年来,多核RVM方法的提出使得RVM得到更广泛的应用。多核RVM模型中核参数的取值及不同核函数组合权重系数的取值对模型分类性能至关重要,然而在实际应用中其值却多由经验值给定而非定量分析计算得到。为此,对基于粒子群算法（PSO）及基于二阶锥规划（SOCP）的多核RVM参数优化模型进行研究,构造合理的核函数组合,并给出快速求解方法。最后将该方法应用到肺结节检测中,采用公共数据集LIDC中的肺部CT图像,通过图像处理模块,提取候选结节的特征信息,利用改进的多核RVM模型对肺结节进行分类验证。实验结果表明,与基于PSO的多核RVM模型相比,基于PSO与SOCP相结合的多核RVM模型不仅提高了运算效率而且取得了更好的分类性能。     

基于优化PSO-SVM模型的软件可靠性预测方法

讨论了传统软件可靠性预测模型的主要弱点;在分析传统PSO-SVM模型和软件可靠性预测特点的基础上,对传统PSO-SVM模型进行改进,建立了优化PSO-SVM软件可靠性预测模型。最后通过仿真结果表明,该优化预测模型具有更好的小样本适应性,训练速度快,预测精度高,能够更好地适用于软件可靠性预测。     

最小二乘支持向量机与Kalman滤波耦合的瓦斯涌出量动态预测模型

针对瓦斯涌出量的多影响因素预测问题,提出一种最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归算法与卡尔曼滤波耦合的动态预测方法.该方法依据预测残差方差比检验策略确定自适应的动态训练样本集以取代固定的训练样本集.LS-SVM辨识网络对瓦斯涌出量的相关因素进行非线性映射并提取出最佳维数的状态向量以建立基于卡尔曼滤波最优估计的瓦斯涌出量预测模型.利用矿井监测到的各项历史数据进行实验.结果表明,该模型的预测平均相对误差为2.17%,平均相对变动值ARV为0.008873,相比单一的神经网络或支持向量机预测模型,具有更高的预测精度与更强的泛化能力.     

基于融合型深度学习的滚动轴承亚健康识别算法

深度学习模型增加了隐含层的层数,使得该模型在语音识别、图像视频分类等方面取得了不错的效果;但建立一个适合特定对象的模型需要大量的数据集来训练,而且需要较长时间才能获得合适的权重和偏置,为此提出一种基于深度自动编码器-相关向量机网络模型的滚动轴承亚健康诊断方法。首先,采集滚动轴承振动信号并进行傅里叶变换和归一化处理;其次,设计改进的自动编码器-稀疏边缘降噪自动编码器,结合了稀疏自动编码器和边缘降噪自动编码器的特点;接着建立深度自动编码器-相关向量机网络模型,用有监督的函数对各个隐含层的参数进行微调,并利用相关向量机（RVM）进行训练;最后将得到的分类根据D-S证据理论融合并得出最终的分类结果。实验结果表明所提算法能有效提高滚动轴承"亚健康"状态的识别精度,纠正错误分类。     

基于LE与ICROA-RVM的瓦斯传感器故障诊断

针对瓦斯传感器故障诊断速度慢、诊断精度不高的问题,以常见的冲击型、漂移型、偏置型和周期型传感器输出故障作为研究对象,提出一种基于拉普拉斯特征映射(LE)和改进化学反应优化算法(ICROA)优化的相关向量机(RVM)进行模式分类与辨识,实现瓦斯传感器故障诊断。首先采用流形学习方法 LE对高维原始数据空间进行非线性降维特征提取,提取故障特征,该方法极大地保留了原始数据中的整体几何信息;然后将故障特征作为RVM模型训练输入,利用ICROA算法对RVM模型的核参数进行全局寻优,将训练好的ICROA-RVM模型对测试样本进行故障诊断。实验结果表明:该诊断方法具有训练速度快,故障辨识精度高的特点,故障诊断正确率在96%以上,能够有效地提高瓦斯传感器故障诊断的速度和准确性。     

基于改进粒子群算法的支持向量机

对求解含线性约束优化问题的粒子群算法（LPSO）进行了改进,给出了应用其训练支持向量机（SVM）的方法。改进后的算法在基本PSO惯性权重策略的基础上加入了基于种群收敛速度的自适应扰动,能够较好地调整算法的全局与局部搜索能力之间的平衡。对双螺旋问题的分类实验表明本文提出的方法稳定性好,训练出的SVM具有较高的分类正确率。     

GMM与RVM融合的话者辨识方法

相关向量机(RVM)分类法使用概率输出克服了支持向量机(SVM)识别速率低的缺点,并且具有更好的稀疏性。但在与文本无关的话者辨别中,大量训练样本数据体现了RVM在模型训练时计算量与内存需求过大的缺点。针对以上特点,提出基于GMM统计特征参数与RVM融合的与文本无关的语者辨别系统,既有效地提取话者特征信息,解决大样本数据下的RVM训练问题,又结合统计模型鲁棒性高和分辨模型辨别效果好的优点。实验结果证明,该系统比基本的GMM系统具有更优的错误辨别率,比GMM/SVM系统具有更高的稀疏性。     

基于混沌免疫粒子群优化和广义回归神经网络的回采工作面瓦斯涌出量预测模型

为提高回采工作面绝对瓦斯涌出量预测的精度和效率,提出了将混沌免疫粒子群优化(CIPSO)算法与广义回归神经网络(GRNN)相耦合的绝对瓦斯涌出量预测模型。该方法采用CIPSO对GRNN的光滑因子进行动态优化调整,减少了人为因素对GRNN网络输出结果的影响,并采用优化后的网络建立瓦斯涌出量预测模型。通过对某煤矿瓦斯涌出量数据的仿真实验结果表明:基于CIPSO-GRNN的回采工作面绝对瓦斯涌出量模型比BP神经网络、Elman网络预测模型具有更好的预测精度和收敛速度,证明了该方法的有效性和可行性。     

基于信息向量机的神经活动分类和译码研究

利用信息向量机(IVM)算法对来自脑皮层的少量运动神经元激发率进行分类,识别出神经状态,用该神经状态指导神经元激发率的译码。将IVM算法与支持向量机算法、相关向量机算法进行实验比较,结果证明,IVM算法的神经活动分类和译码性能最优,运行时间最短。