露天煤矿边坡稳定性的随机森林预测模型

 边坡工程是露天煤矿中的重点工程,边坡的稳定性关系着煤矿的安全生产。边坡稳定性预测是边坡防治工作的前提,针对煤矿边坡工程稳定性预测的复杂性,为了快速、有效地判别煤矿边坡稳定性,利用随机森林算法建立煤矿边坡稳定性预测模型。通过选取与煤矿边坡工程密切相关的岩石重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力6 个指标作为边坡稳定性的影响因素,即为随机森林预测模型的输入,边坡稳定性状态作为随机森林预测模型的输出,通过随机森林算法建立边坡稳定性影响因素与边坡稳定状态之间的非线性关系。利用煤矿实测30 组边坡稳定性数据作为随机森林预测模型的训练数据集,进行模型的学习训练;另用12 组边坡稳定性数据作为预测模型的测试数据,通过训练好的边坡稳定性预测模型进行测试;为了验证随机森林预测模型的准确率,同时与SVM 和BP 神经网络的测试数据进行比较。结果说明,选取煤矿边坡稳定性的6 个指标建立的随机森林预测模型,人工控制参数较少、结构简单、容易实现,且具有较高的准确度,边坡稳定状态预测结果与煤矿边坡工程实际状态相吻合,能有效预测边坡稳定性状态,指导煤矿边坡防治工作的开展。     

基于KPCA-PSO-RBF-SVM的矿井突水水源识别模型

为对矿井突水水源进行识别以减少矿井突水事故的发生,提出了粒子群(PSO)结合RBF核参数优化的SVM模型,并使用核主成分分析法(KPCA)对选取水源特征指标进行高效降维.根据水源离子敏感性选取了8种水化学指标(K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ga~(2+)、HCO_3~-、Cl~-、F~-、SO_4~(2-))作为突水水源识别特征参数.使用基于最大方差关联度准则的核参数选择方法并结合粒子群算法构造参数优化算法,使用参数优选后的支持向量机模型对90组突水水源识别训练数据进行模型训练,用其余32组数据进行测试,模型实测效果与Logistic模型、PCA-Fisher模型以及PSO-SVM模型进行对比,结果表明:采用径向基核函数优化的支持向量机模型能够选取较优参数,模型实测平均准确率为93.75%,误差明显低于其他模型,证明了该模型能精准且高效地识别矿井突水水源.