基于PCA-PSO-ELM的瓦斯涌出量预测

为了更加准确有效地预测瓦斯涌出量,提出采用主成分分析结合粒子群算法、极限学习机的瓦斯涌出量预测方法,其中极限学习机中隐含层节点数量及激活函数的类型由粒子群算法进行组合优化.实验综合考虑影响回采工作面瓦斯涌出量的13个因素对沈阳某煤矿历史数据进行分析,首先采用主成分分析对数据进行降维,消除指标数据之间的相关性,将降维后的数据划分为训练集和测试集2部分,设计了粒子群算法的惯性权重,并由粒子群算法结合十折交叉验证对极限学习机的2个参数进行优化,选择最优参数组合建立预测模型,通过对测试集瓦斯涌出量进行预测,其均方误差为0.108 3,优于采用极限学习机及随机森林的预测结果.     

煤矿瓦斯涌出量的非线性降维Elman动态预测模型

为对回采工作面绝对瓦斯涌出量进行有效预测,提出非线性降维的改进Elmand动态预测模型.模型采用非线性映射在特征空间内对数据进行有效降维,以此确定神经网络输入数目,并利用自适应蚁群微分进化算法对改进的Elman神经网络(IENN)的阈值、权值、自反馈因子和增益因子行全局寻优.将该预测模型用于矿井监测的历史数据进行检验.研究结果表明:模型能够有效地减少预测模型的输入变量个数,并且相比其他预测模型提高了预测的精度和效率.     

PCA-GA-SVM的回采工作面瓦斯涌出量预测

为预测回采工作面瓦斯涌出量,采用主成分分析(PCA)与遗传算法(GA)优化支持向量机(SVM)相耦合的方法,在样本数据的筛选上汲取主成分分析数据降维的优点,使选择的数据样本简洁且更具代表性;充分利用支持向量机训练速度快、能够获得全局最优解且具有良好泛华性能的特点,将遗传算法与其相结合,寻找最优的惩罚参数c和核函数参数g;建立基于PCA-GA-SVM的回采工作面瓦斯涌出量预测模型,并在实际中得到成功应用.研究结果表明:该预测模型预测的最大相对误差为16.15%,最小相对误差为2.43%,平均相对误差为13.25%,相比其他预测模型有更强的泛化能力和更高的预测精度.     

基于TLBO-LOIRE的回采工作面瓦斯涌出量预测

瓦斯涌出量是瓦斯防治与管理、矿井通风系统设计的重要基础数据,准确地预测瓦斯涌出量对于煤矿安全生产有着极其重要的指导意义与应用价值.但工作面瓦斯涌出规律复杂,在检测、数据采集过程中不可避免地会混入异常噪声,直接影响着瓦斯预测的准确性.本文采用l1正则化异常值隔离与回归方法(LOIRE)对煤矿回采工作面瓦斯涌出量及其相关影响因素的统计样本数据库进行计算分析,隔离样本的异常噪声干扰,利用教与学算法(TLBO)优化回归参数,建立了回采工作面瓦斯涌出量的优化预测模型,并对煤矿现场数据进行分析预测,结果表明3个回采工作面的瓦斯涌出量预测误差分别为3.04%、0.33%和2.36%,平均相对误差仅为2.36%.TLBO-LOIRE优化预测方法,预测准确性高,能够满足井下瓦斯防治的工程需要,对其它工程领域的数据预测同样适用.     

郭家河煤矿回采工作面瓦斯涌出量预测

矿井瓦斯涌出量的准确预测,可为煤矿安全生产提供有力保障。文中以郭家河煤矿为例,通过探讨瓦斯涌出量与影响因素之间的关系,采用多元回归分析法,结合回采工作面瓦斯涌出量的实测数据和相关参数,利用"统计产品与服务解决方案软件"(简称SPSS)对影响瓦斯涌出量的因素进行多元逐步回归分析,在解决各影响因素间多重共线性问题后,建立了瓦斯涌出量预测模型。将瓦斯涌出量实测值分别与多元逐步回归法和多元线性回归法所得的预测值进行比对分析,结果表明多元逐步回归法预测结果精度更高,更适合于回采工作面瓦斯涌出量预测。     

一种基于PCA的GEP算法及在采煤工作面瓦斯涌出量预测中的应用

在研究主成分分析和基因表达式程序设计的基础上，提出一种基于主成分分析的基因表达式程序设计新算法，并将其用于采煤工作面瓦斯涌出量的预测．该算法先采用主成分分析方法对影响瓦斯涌出的变量进行降维处理，有效地减少预测模型的输入量，消除输入数据间的相关性，再用基因表达式程序设计建立采煤工作面瓦斯涌出量的预测模型．结果表明，预测结果比遗传规划和基因表达式等其他算法得到的结果具有更高的预测精度和稳定性．     

基于灰色系统理论的煤矿瓦斯涌出量预测研究

运用灰色理论建立巷道瓦斯涌出量的灰色模型,对矿井瓦斯涌出量进行预测预报。采用残差识别方法修正GM(1,1)模型进行瓦斯涌出量预测,预测精度更高。利用灰色灾变预测理论,对某矿矿井工作面瓦斯涌出资料进行分析、研究,建立煤矿瓦斯涌出量灰色预测模型,并对矿井瓦斯涌出量变化趋势进行预测。     

矿井回采工作面瓦斯涌出量预测新途径

在研究大量国内外矿井瓦斯涌出量预测方法的基础上,通过比较,分析灰色理论在矿井瓦斯涌出量预测方法中的优势,根据某矿102回采工作面的相关瓦斯涌出数据,以灰色预测理论为基础,通过对影响回采工作面瓦斯涌出量的关键因素分析,建立该工作面的瓦斯涌出量GM(1,1)预测模型,通过模型的求解,给出预测结果,并对结果进行检验.结果表明,该模型预测结果与生产实际吻合度较高,对煤矿瓦斯管理具有十分重要的指导意义.     

PCA-BP神经网络在回采工作面瓦斯涌出量预测中的应用

为对回采工作面瓦斯涌出量进行准确的预测,运用主成分回归分析以及BP神经网络原理和方法,结合现场实测数据,采用多元统计分析软件SPSS(Statistical Product and Service Solutions)处理相关数据,研究了影响回采工作面瓦斯涌出量影响因素间的相关关系并提取主成分,以确定BP神经网络中的输入参数,从而建立BP神经网络进行预测.并利用PCA-BP神经网络的方法建立了瓦斯涌出量预测模型.研究结果表明:采用PCA-BP神经网络方法的预测值与实际值最大相对误差为2.820%,最小相对误差为2.036%,平均相对误差为2.357%,较其他预测模型有更高精度.对降低事故发生率和矿井延深水平的回采工作面瓦斯涌出量预测具有较好的指导作用.     

PCA-BP在回采工作面瓦斯涌出量预测中的应用

为对回采工作面瓦斯涌出量进行准确预测,运用主成分回归分析以及BP神经网络原理和方法,结合现场实测数据,采用多元统计分析软件SPSS处理相关数据,研究影响回采工作面瓦斯涌出量各因素间的相关关系并提取主成分,以确定BP神经网络中的输入参数,建立BP神经网络进行预测.利用PCA-BP神经网络方法建立瓦斯涌出量预测模型.研究结果表明:采用PCA-BP神经网络方法的预测值与实际值最大相对误差为2.820%,最小相对误差为2.036%,平均相对误差为2.357%,较其他预测模型有更高精度.对降低事故发生率和矿井延深水平的回采工作面瓦斯涌出量预测具有较好的指导作用.     

回采工作面瓦斯涌出量的灰色动态预测

本文应用灰色系统理论建立了回采工作面瓦斯涌出量的灰色动态预测模型,并对化处矿1273回采工作面瓦斯涌出量进行了实例预测。     

基于BP神经网络分源预测综采面瓦斯涌出量研究

为了提高综采工作面瓦斯涌出量的预测精度,根据综采工作面瓦斯来源的分析,在瓦斯分源预测方法的基础上,融合神经网络预测技术,建立BP神经网络分源预测模型.结合某矿1242(1)工作面地质条件和开采技术条件,利用BP神经网络分源预测模型对工作面瓦斯涌出量进行了预测,结果表明,BP神经网络分源预测模型预测精度能满足现场需求,与...     

综采工作面瓦斯爆炸风险评估

针对瓦斯涌出预测及风险评估过程时使用方法单一的问题,文章提出一种基于LSTM的综采工作面瓦斯涌出预测及风险评估方法。首先采用拉依达准则和拉格朗日插值法对原始的瓦斯浓度数据进行异常值和缺失值处理,其次选取均方误差作为模型的评价指标,利用适应性矩估计优化算法通过一阶偏差、二阶偏差校正对模型中的参数进行优化,最终通过训练建立LSTM的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型。结果表明：以某矿综采工作面监测数据为例,利用“3σ”准则实现瓦斯爆炸风险等级划分,分别采用SVM支持向量机、BP神经网络和LSTM神经网络对瓦斯爆炸风险等级进行评估,通过对比3种模型的训练误差和预测值发现LSTM神经网络的风险评估误差较小,预测值准确度更高,具有更好的实用价值。     

瓦斯涌出量的AFSA-ELM预测模型

为准确预测瓦斯涌出量,提出人工鱼群算法(AFSA)优化极限学习机(ELM)的瓦斯涌出量AFSA-ELM预测模型.该模型采用AFSA对ELM中的输入连接权值和隐含层阈值进行优化选取,为提高模型泛化能力,以训练样本的10次10折交叉验证的均方根误差的平均值作为AFSA目标函数的适应度值.利用18组煤矿实测数据进行试验.研究结果表明:AFSA实现了对ELM性能的优化,AFSA-ELM预测模型对样本的拟合度高,且具有较高的预测精度和泛化能力,即AFSA-ELM预测模型可以有效地实现对矿井瓦斯涌出量的预测.     

综采工作面的瓦斯涌出规律及涌出量的预测

根据综合机械采煤的特点和瓦斯流动理论,将瓦斯涌出源划分为煤壁(围岩)瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、采空区(残煤)瓦斯涌出及上下邻近层(未采分层)瓦斯涌出4个部分。针对现有回采工作面瓦斯涌出量预测计算方法存在的问题,以煤层瓦斯流动理论和实测数据分析为基础,系统的研究了综采工作面涌出源瓦斯的涌出规律,结合综合机械化采煤具有采、装、运连续作业的特点,分别对各瓦斯涌出源的瓦斯涌出量进行预测,进而建立了一种适应性范围广且准确率高的综采工作面瓦斯涌出量预测模型,对制定瓦斯防治方案,进而根治矿井瓦斯具有重要的实际意义。并且运用该模型对潞安集团新建的屯留矿进行了瓦斯涌出量的预测。     

基于PSO-Adam-GRU的煤矿瓦斯浓度预测模型

煤矿瓦斯浓度的精准预测是矿井瓦斯防治的关键。为了准确可靠地预测工作面瓦斯浓度,提出了一种基于门控循环单元方法的工作面瓦斯浓度预测模型。采用邻近均值法对数据缺失值和异常值进行补全,采用MinMaxScaler方法对实验数据进行归一化处理,为了提高模型精度和稳定性,采用粒子群算法和Adam算法对GRU超参数进行优化,从而构建了基于PSO-Adam-GRU的工作面瓦斯浓度预测模型。以崔家沟煤矿生产监测数据为样本数据进行模型训练,采用平均绝对误差、均方根误差、运行时间3种评价指标对预测模型性能进行评估,并将预测结果与BPNN和LSTM进行对比。结果表明:PSO-Adam-GRU较BPNN和LSTM具有更高的精度和稳定性,在预测过程中MAE可降低到0.058,RMSE可降低到0.005.结果表明,基于PSO-Adam-GRU的瓦斯浓度预测模型和参数优选方法可有效预测出瓦斯浓度,该模型在瓦斯浓度时间序列预测方面具有更高的准确性和鲁棒性,可为矿井瓦斯治理提供一定指导意见。     

基于PLS-BP神经网络组合模型的回采工作面瓦斯涌出量预测

提出PLS-BP神经网络组合模型,预测回采工作面瓦斯涌出量.利用分源预测法划分回采工作面瓦斯涌出来源,根据瓦斯涌出来源受不同因素的影响,运用偏最小二乘法(PLS),通过交叉有效性分析,确定提取主成分个数,将主成分作为神经网络输入层建立关联模型.研究证明,本方法不仅避免了各种不相关因素之间的干扰,解决各因素之间多重相关问题,降低变量维数,而且可以结合BP神经网络的非线性映射能力和适应学习能力等优点,提高预测稳定性和精度.     

EKF-ENN算法在瓦斯涌出量预测中的应用

针对瓦斯涌出量的多影响因素预测问题,提出将扩展卡尔曼滤波算法与Elman神经网络有机结合并应用于瓦斯涌出非线性系统的动态辨识.带有整定因子的EKF滤波器通过实时对网络的权值、阈值进行全局寻优,建立基于EKF-ENN耦合算法的绝对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预测试验.研究结果表明:该模型的预测平均相对误差为1.67%;平均相对变动值ARV为0.000 768 1.EKF优化后的Elman神经网络预测模型相比于其他预测模型,具备更高的预测精度与更强的泛化能力.     

基于因子分析法的瓦斯涌出量预测指标选取

为解决瓦斯涌出量预测过程中存在的预测指标过多而导致预测精度降低的问题,构建因子分析与BP神经网络相结合的瓦斯涌出量预测模型。采用SPSS因子分析法对瓦斯涌出量影响因素进行了分析降维,并对BP神经网络模型进行训练及预测。结果表明:因子分析能使BP神经网络的输入变量从10个降为3个有实际含义的因子,经因子分析后预测模型的预测速度及精度均高于未处理的样本数据,预测性能明显改善,其平均误差为3.8%,最大误差为4.9%,表明所采取瓦斯涌出量预测指标的选取方法是可行和有效的。     

基因表达式程序设计方法在采煤工作面瓦斯涌出量预测中的应用

基因表达式程序设计是一种基于基因组和表现型组的新型遗传算法，该算法在运行时具有很高的效率，实验表明在求解很多问题的时候比遗传规划优越两个数量级以上．预测采煤工作面瓦斯涌出量是进行通风设计和制定矿井安全技术措施的重要依据，而影响采煤工作面瓦斯涌出量的各因素之间关系不明确．基因表达式程序设计比较适合于求解这一类复杂的非线性问题．本采用基因表达式程序设计，建立了采煤工作面瓦斯涌出量的预测模型．结果表明，预测结果比遗传规划得到的结果具有更高的预测精度和很好的稳定性．章最后指出了该方法具有广泛的应用前景．