基于PCA和BP神经网络的采空区稳定性评价模型研究

针对采空区稳定性评价因素的复杂性和相关性特点,提出主成分分析(PCA)与BP神经网络相结合的采空区稳定性综合评价方法。经综合分析确定以工程地质因素、采空区赋存结构参数、采动因素3个一级影响因素为基础的评价指标体系,以此为基础构建了采空区稳定性评价的BP神经网络评价模型。以某大型铅锌矿山地下采空区为例,应用CMS探测系统获取采空区相关数据生成采空区3D实体模型,并根据BP神经网络训练出的计算模型对采空区稳定性的等级进行评价。研究结果表明:PCA和BP神经网络相结合的方法使输入变量由13个减少为5个,避免了由于变量相关性带来的影响,简化了评价过程,结果更加合理。现场探测结果与BP神经网络计算结果相互支持。     

基于尖点位移突变模型的多夹层盐穴储气库群间矿柱稳定性分析

考虑到盐穴储气库群问矿柱失稳破坏可以看成矿柱变形从连续逐渐变化到系统发生突变的过程，是一种典型的非线性突变问题．本文建立了盐穴储气库群间矿柱稳定性分析的尖点位移突变模型，克服了单纯采用有限单元强度折减法计算矿柱稳定性安全系数过程中不能精确量化失稳判别标准的缺点，大大提高了矿柱稳定性安全系数模拟计算精度．利用上述模型研究了埋深、内压、矿柱宽度、蠕变时间等因素对多夹层盐穴储气库群间矿柱稳定性影响规律，并实例计算得到国内某盐穴储气库Y一1和Y一2间矿柱的稳定性安全系数，给出相应作业参数推荐值．计算结果表明：尖点位移突变模型具有很好的实用性，能精确给出矿柱稳定性安全系数；矿柱安全系数随着埋深和运行时间增加而降低，随着内压和矿柱宽度增加而增加．由于Y-1，Y-2盐穴储气库为采卤形成的溶腔再利用，导致矿柱宽度过小，造成矿柱稳定安全系数低，受到内压、运行时间、内压差和采气降压速率影响较为显著，建议内压不低于7MPa，使用年限不大于5年，内压差不大于3MPa，采气速率不大于0．50MPaJday．     

基于PCA-ABBP强分类器的矿区采空塌陷危险性预测

为了准确、快速地预测矿区采空塌陷危险性,针对矿区采空塌陷影响因素之间存在信息重叠以及利用单一BP神经网络进行预测时存在的局部极值等问题,提出了一种PCA-ABBP强分类器模型。以北京西山某地的24组采空塌陷数据为样本,选取了采空区空间叠置层数等7个变量作为矿区采空塌陷的影响因素,以前17组数据作为训练样本,建立基于PCA-ABBP强分类器的矿区采空塌陷危险性预测模型。利用该模型对后7组数据进行预测,预测结果与实际完全相符,而单一BP神经网络预测的平均误差为17.14%,验证了所提出模型的有效性和可靠性。     

基于主成分Fisher判别分析的矿井通风系统安全评价

应用统计学理论并结合对矿井通风系统经济性、安全性的要求,利用SPSS软件对学习样本进行主成分分析(PCA).有效的选取了主成分,然后对主成分进行Fisher判别分析(FDA),建立了主成分Fisher判别分析模型(PCA-FDA).运用模型对实际生产的矿井通风系统安全性进行判别,并与传统的Fisher判别模型及BP模型进行比较.研究结果表明:利用SPSS主成分判别模型能够有效地消除样本变量指标阃的相互影响,大幅减少计算时间,使矿井通风系统安全判别结果更加准确,便于实际推广和应用.     

基于PCA-EBP神经网络的煤炭物流成本预测

为了科学、准确地对煤炭物流成本进行预测,针对煤炭物流成本影响因素之间存在信息重叠以及BP神经网络对多噪声样本和小样本问题预测结果较差等问题,提出了一种PCA-EBP神经网络模型。将所建立的模型用于内蒙古SH煤炭生产企业煤炭物流成本实际预测。结果表明:模型最大误差为1.748%,最小误差为0.0728%,平均误差为0.972%,均好于径向基神经网络(RBF)和支持向量回归机(SVR),预测精度较高,能够满足煤炭物流成本预测的实际需求,验证了所提出模型的有效性和可靠性。     

一种改进的前飞时倾转旋翼机非定常气弹动力学模型

倾转旋翼机前飞时,旋翼会处于复杂的非定常气动力环境中,但现有的倾转旋翼机前飞气弹稳定性分析模型主要采用准定常片条理论对旋翼的空气动力载荷进行气弹动力学建模,气弹稳定性分析结果与实验值存在明显误差.本文采用ONERA非定常气动力模型进行旋翼气动力建模,并考虑翼型压缩性和失速的影响,建立了倾转旋翼机前飞时的非定常气弹动力学模型.根据NASA试验模型参数,本文计算了系统各模态频率和阻尼比随前飞速度的变化,计算结果相对于现有理论模型更接近试验数据,表明本文建立的非定常气弹动力学模型可以比现有模型更准确地描述倾转旋翼机的前飞气弹稳定性.     

基于Fluent采空区瓦斯抽采仿真模拟在寺河矿的应用研究

为了提高晋煤寺河矿采空区瓦斯抽采效率低的现状,结合寺河矿采空区瓦斯抽采模式,通过分析寺河矿煤层特性,采空区抽采方法,建立瓦斯抽采模型,应用仿真模拟软件对不同瓦斯抽采方案的瓦斯运移规律进行仿真模拟,对模拟结果进行对比分析最后制定和改善了具体的采空区瓦斯抽采实施方案。     

液体火箭增压输送系统多学科动力学研究

通过多学科动力学建模方法研究,首先建立了平台供气系统机械、气动与控制动力学特征模型,并对不同工况下系统动态性能进行数值仿真,着重研究调压压力、系统阻尼、充压方式、管路特性等对系统动态稳定性的影响,为系统动态稳定性分析及稳定性改进提高提供指导;最后结合某型号飞行过程中增压系统故障问题,建立了冷氦增压系统机械、气动、电磁、热与控制多学科动力学仿真分析模型,通过系统流量及压降分析进行故障定位,进一步探讨多学科动力学仿真在增压输送系统中的应用.     

基于安全混沌学原理的实验室风险度量

在"正常事故"理论的启示下,将安全学的研究重心转向对安全系统自身属性的认识方面,将耗散结构、协同论及突变论引入安全系统,建立安全系统混沌模型,首次运用混沌模型对实验室安全进行系统分析。首先,参照国际惯例确定实验室安全等级;其次,以安全混沌理论为指导,构建实验室安全状态评价指标体系;然后,对底层指标进行无量纲处理;最后,运用模型中的归一化公式及突变级数规则逐级求得突变隶属函数值,得出评价结果并与实际进行比较。通过对某高校实验室的风险状态进行实证分析,结果显示,混沌模型计算值与现实状况较为吻合,混沌评价可以对不同指标的重要度进行排序,进而提高安全管理效率。     

水力作用下同向双平面滑移型岩质边坡稳定性分析

同向双平面滑移型岩质边坡的滑移破坏多属于推动式滑动破坏,其稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对岩体的水压力。通过分析此类边坡中地下水力的作用,发现水压力主要为沿结构面的静水压力和拖拽力。在建立边坡水力分析模型的基础上,推导出后缘结构面临界充水高度的表达式,并根据与降雨强度的关系建立水力驱动型边坡滑移破坏判据。最后选取实际边坡算例,验证公式的合理性,并运用Matlab编程分析了边坡稳定性系数在不同滑动面水深、滑动面倾角、坡高等影响因子影响下的动态演绎规律。结果表明:边坡的滑移破坏取决于水力作用的触发,边坡稳定性系数的降低主要与静水压力有关,渗透力的影响很小;在这些影响因子中,坡高、滑动面水深对稳定性系数影响较显著。