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《太原科技大学》 2011年
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基于RBFNN的煤与瓦斯突出预测研究

贺振武  
【摘要】:煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种极其复杂的动力现象,是煤矿生产中的主要灾害之一。煤与瓦斯突出灾害不但造成了惨重的人员伤亡,而且使矿井损毁非常厉害,被公认为是严重威胁煤矿安全生产的一种自然灾害。目前,煤与瓦斯突出仍然是世界各主要产煤国亟待解决的难题,而实现对煤与瓦斯突出快速而又准确地预测预报是煤矿安全生产的迫切要求。国内外煤与瓦斯突出预测方法有很多,但大都是通过单一因素进行预测。然而,煤与瓦斯突出的发生机理极其复杂,影响因素众多,且大多数处于一种复杂的非线性状态,到目前为止对其还尚未达成共识。近年来,许多研究人员尝试用人工神经网络模型对煤与瓦斯突出进行预测,由于其结构自身的缺陷与不足,预测效果不太理想。 目前,采用BPNN建立的煤与瓦斯突出预测模型比较多。但由于BPNN存在收敛慢、训练时间长、容易陷入极小值等缺点,仍需改进。RBFNN具有收敛速度快、网络结构简单、全局收敛性能较好以及非线性逼近能力强等优点,在多方面优于BPNN,已经成功地应用在函数逼近、图像处理、模式识别、预测控制等诸多领域。为了能更好地预测突出事故的发生,本文建立了RBFNN模型对煤与瓦斯突出进行预测。本文采用对样本具有普适性的核k均值聚类算法来确定RBF的中心、梯度下降自适应算法优化网络的宽度参数和递推最小二乘法算法调整网络的输出权值,并用国内煤矿的煤与瓦斯突出实测数据对该混合算法建立的模型进行了验证。实验结果表明,本研究的方法在预测精度和收敛速度上均优于BPNN和基于经典k均值聚类算法的RBFNN,具有良好的实用性和有效性。继而,又引入了灰色关联分析模型对突出的各影响因素进行了关联度计算,并将得到的关联度作为了上述混合算法所建模型的输入权重。最后用仿真实验对改进的模型进行了验证,仿真结果表明输入加权后的网络模型预测精度和分类能力更高,更具有代表性,为煤与瓦斯突出预测研究提供了良好的理论支持。
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD713

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕振肃,侯志荣;自适应变异的粒子群优化算法[J];电子学报;2004年03期
2 于斌;尹成友;黄冶;;基于RBF神经网络的互耦逆矩阵快速计算方法[J];电子与信息学报;2008年06期
3 樊栓保;国内外煤与瓦斯突出预测的新方法[J];矿业安全与环保;2000年05期
4 姚荣斌;李生权;;关于最近邻聚类的RBF网络自整定PID控制算法的研究[J];工业仪表与自动化装置;2007年06期
5 汤友谊,陈江峰,李云霞,许伟功;瓦斯突出煤体探测的物性前提及应用[J];焦作工学院学报(自然科学版);2000年06期
6 邢桂华,朱庆保;基于蚂蚁算法的RBF网络参数的两阶段优化[J];计算机工程与应用;2005年27期
7 孔锐,张国宣,施泽生,郭立;基于核的K-均值聚类[J];计算机工程;2004年11期
8 赵志刚;单晓虹;;一种基于遗传算法的RBF神经网络优化方法[J];计算机工程;2007年06期
9 张莉,周伟达,焦李成;核聚类算法[J];计算机学报;2002年06期
10 薛富强;葛临东;王彬;;基于自适应小生境递阶遗传算法的RBF均衡器[J];计算机应用;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵志刚;煤与瓦斯突出的耦合灾变机制及非线性分析[D];山东科技大学;2007年
2 张天军;富含瓦斯煤岩体采掘失稳非线性力学机理研究[D];西安科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 苏美娟;径向基函数神经网络学习算法研究[D];苏州大学;2007年
2 郑明文;径向基神经网络训练算法及其性能研究[D];中国石油大学;2009年
3 朱莉;基于SVM的煤与瓦斯突出预测模型研究[D];西安科技大学;2009年
4 王栓林;煤与瓦斯突出危险性实时跟踪预测技术研究[D];西安科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘海利;朱谷昌;张普斌;夏正清;;灰色系统在赛什塘铜矿区Cu品位预测方面的应用[J];四川有色金属;2009年02期
2 吴新民;张静平;;化学专业学生实验能力与就业能力关联度分析[J];合肥师范学院学报;2008年03期
3 杨攀;张宇;;灰色控制系统理论在火灾预测中的应用[J];安防科技;2006年03期
4 周斌;对前后数据进行融合处理的灰色双重建模测法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2003年02期
5 陈华友,吴涛,许义生;灰关联空间与灰关联度计算的改进[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
6 焦俊;陈无畏;李绍稳;王继先;;基于改进PSO的智能车辆转向自适应PID控制[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期
7 魏中俊;太阳能热水器市场销售趋势的灰色系统分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年03期
8 龚蓬,陈效军;计算机实时控制动态测量异常值的灰色系统方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1999年04期
9 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
10 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章修玉;张雷;刘宜平;蔡东红;蔡君;;全液压履带深孔钻车在任楼煤矿瓦斯钻孔施工中的应用[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
2 曹佩永;程浩;;千米深井突出煤层群揭煤区域防突技术研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
3 姜林三;;平行煤层导硐揭穿突出煤层的管理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
4 冯羽;马凤山;魏爱华;赵海军;郭捷;;灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 ;Novel Hybrid Clustering Algorithm Incorporating Artificial Immunity into Fuzzy Kernel Clustering for Pattern Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 杨光友;张道德;;基于PSO和L-M优化方法的奇偶问题学习算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 荆浩;赵希男;;改进的多层次灰色综合评价法在科技中小企业成长能力评价中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 李琨;王晓东;刘会景;张云生;苗琦;;瓦斯“冒大数”及其神经网络滤波器的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 陈晨;陈杰;张娟;;网络化天基信息系统的连续性效能评估[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘长生;;旅游产业国际化对我国区域经济发展的影响研究——基于中国不同省份的面板数据分析[A];中国旅游评论2011[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
5 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张泽宝;空间数据库的索引技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 赵琪;我国国有企业人力资源优化配置研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 熊洋;柳州市土地利用规划的弹性研究[D];华中农业大学;2010年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 孟磊;煤电性参数的实验研究[D];河南理工大学;2010年
4 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
5 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
6 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
7 姚春雨;黄陵二号煤矿综采工作面采空区瓦斯流动规律数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
8 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
9 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
10 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 张宏伟,李胜,陈学华;GIS技术在瓦斯动力灾害预测中的应用[J];安全与环境学报;2002年01期
3 郭德勇,韩德馨,王新义;煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用[J];北京科技大学学报;2002年06期
4 张宏伟,李胜,袁亮,刘永庆;潘一矿煤与瓦斯突出危险性模式识别与概率预测[J];北京科技大学学报;2005年04期
5 郭德勇;范金志;马世志;王仪斌;;煤与瓦斯突出预测层次分析-模糊综合评判方法[J];北京科技大学学报;2007年07期
6 郏宣耀;王芳;;一种改进的小生境遗传算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年06期
7 王生全;采煤工作面瓦斯涌出量的建模预测[J];东北煤炭技术;1997年02期
8 丁涛,周惠成;混沌时间序列局域预测模型及其应用[J];大连理工大学学报;2004年03期
9 李威武,王慧,邹志君,钱积新;基于细菌群体趋药性的函数优化方法[J];电路与系统学报;2005年01期
10 殷有泉,郑顾团;断层地震的尖角型突变模型[J];地球物理学报;1988年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李仕雄;沙堆演化动态特性及自组织临界现象研究[D];西南交通大学;2004年
2 张国清;压力载荷、变温和强迫振动作用下扁壳结构的突变和混沌运动的研究[D];天津大学;2004年
3 高雷阜;煤与瓦斯突出的混沌动力系统演化规律研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
4 杨永杰;煤岩强度、变形及微震特征的基础试验研究[D];山东科技大学;2006年
5 李洪;冲击矿压前兆信息的混沌预测及模式识别研究[D];山东科技大学;2006年
6 易俊;声震法提高煤层气抽采率的机理及技术原理研究[D];重庆大学;2007年
7 刘树才;煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 高建英;基于遗传算法设计模糊RBF神经网络控制器[D];大连理工大学;2000年
2 张健;模糊神经网络模型算法研究与应用[D];大庆石油学院;2002年
3 胡坤;灰色预测评价方法与应用研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 高彦荷;基于混合递阶遗传算法的RBF神经网络优化及应用[D];四川大学;2004年
5 蔡峰;煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出机理的研究[D];安徽理工大学;2005年
6 单晓虹;基于遗传算法的RBF神经网络及其在系统辨识中的应用[D];青岛大学;2006年
7 金芳勇;基于分形—混沌理论的煤与瓦斯突出预测研究[D];安徽理工大学;2006年
8 彭璐;支持向量机分类算法研究与应用[D];湖南大学;2007年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 王国臣;;“沿层错动”是煤与瓦斯突出的一种构造因素[J];西部探矿工程;2007年01期
2 赵志刚;谭云亮;;基于混沌理论的煤与瓦斯突出前兆时序预测研究[J];岩土力学;2009年07期
3 杨冬生;;水力冲孔消突技术在谢桥矿1161(3)底抽巷的应用[J];科技信息;2009年24期
4 聂百胜;戴林超;李海龙;;基于ADI方法的煤与瓦斯突出浓度分布规律研究[J];矿业工程研究;2011年02期
5 任潇;;高瓦斯有突出危险性矿井的揭煤实践[J];陕西煤炭;2006年04期
6 陈清华;张国枢;秦汝祥;杨应迪;关维娟;;基于瓦斯涌出异常的煤与瓦斯突出预报软件开发[J];煤田地质与勘探;2007年03期
7 方前程;;新桥煤矿煤与瓦斯突出事故的原因分析及建议[J];煤炭工程;2008年12期
8 罗国辉;;恩洪煤矿二号井防治煤与瓦斯突出技术分析[J];矿业安全与环保;2009年S1期
9 杨志华;杨胜利;王金海;;煤与瓦斯突出危险区域巷道贯通安全技术[J];水力采煤与管道运输;2011年02期
10 黄德生;;煤层中的外生裂隙与煤和瓦斯突出的关系[J];煤炭科学技术;1982年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐东方;周松元;陈小辉;;白山坪煤矿突出分区的地质因素分析[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
2 胡春云;;淮南矿区煤与瓦斯突出情况简析[A];2002年全国瓦斯地质学术年会纪要[C];2002年
3 王英汉;柯福奎;;西马煤矿煤与瓦斯突出同地质因素的关系[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
4 汪宗华;尹怀德;金春和;;英岗岭矿区煤与瓦斯突出相关因素浅析[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
5 张明杰;殷德银;郭启明;;鹤壁矿区非放炮诱导煤与瓦斯突出原因分析及防治措施[A];2004年全国瓦斯地质年会学术交流论文集[C];2004年
6 杨陆武;彭立世;;以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
7 王秀全;何卓军;;浅析新槐井田地质因素对煤与瓦斯突出的影响[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
8 苏广福;邓相武;付汉东;;滴道盛和煤矿立井煤与瓦斯突出地质原因分析[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
9 蔡成功;;煤与瓦斯突出三维模拟理论及实验研究[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
10 谢文明;;地质条件对煤与瓦斯突出的影响分析[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;4起煤矿特别重大事故原因及查处进展情况[N];中国煤炭报;2008年
2 刘明霞;兴仁全县煤矿和非煤矿企业停产排查安全隐患[N];黔西南日报;2009年
3 詹广云;五轮山煤业有限公司瓦斯抽放系统投入使用[N];毕节日报;2009年
4 李彩琴;老问题不除 新事故难断[N];中华合作时报;2010年
5 符成生;继续科学施救 吸取教训 举一反三 确保安全生产[N];宜春日报;2010年
6 周春荣;纳雍县安委办发表公开信强调“15条”[N];贵州政协报;2009年
7 本报记者 符文华;千方百计开展救援 妥善做好善后工作[N];楚雄日报(汉);2009年
8 记者 秦力文 蔡岩红;3人被刑事拘留2人被停职[N];法制日报;2009年
9 ;关于坚持安全发展加强安全工作的决议[N];重庆日报;2009年
10 记者 赵阳;最高检派员介入调查[N];法制日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 单智勇;煤巷掘进煤与瓦斯突出事故抑制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
2 邓明;煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警技术研究[D];安徽理工大学;2010年
3 杨守国;煤与瓦斯突出判识及灾害气体运移规律研究[D];重庆大学;2011年
4 欧建春;煤与瓦斯突出演化过程模拟实验研究[D];中国矿业大学;2012年
5 郑茂杰;煤与瓦斯突出预测及应急响应机制研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
6 杨艳国;寺河矿煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出预警系统研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 柴艳莉;基于智能信息处理的煤与瓦斯突出的预警预测研究[D];中国矿业大学;2011年
8 吴祥;煤与瓦斯突出事故链控制及应用研究[D];中国矿业大学;2010年
9 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
10 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺振武;基于RBFNN的煤与瓦斯突出预测研究[D];太原科技大学;2011年
2 周静;基于局部泛化误差模型的RBFNN的启发式训练方法[D];河北大学;2010年
3 王鹏;基于非线性理论的煤与瓦斯突出预测技术研究[D];西安科技大学;2010年
4 高争;平煤十二矿突出案例专家咨询系统研究[D];河南理工大学;2010年
5 李志永;基于SVM的煤与瓦斯突出区域分类预测模型研究[D];太原科技大学;2010年
6 王夏书;草酸钴粒度分布的RBFNN混合建模与优化[D];东北大学;2008年
7 徐学锋;地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
8 温彦良;地质动力区划和分形理论在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
9 任树鑫;突变理论及突变级数法在煤岩体失稳问题中的应用[D];西安科技大学;2010年
10 张超;煤巷掘进中深孔松动控制爆破防治煤与瓦斯突出技术的研究[D];中国地质大学(北京);2005年
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