基于改进长短期记忆网络的煤矿瓦斯涌出量预测研究

来源 :太原科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yilongfengyue5656
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于我国能源资源储量的特点,煤炭在我国能源结构中占有很大的比重。在煤炭的开采过程中,瓦斯事故的发生始终威胁着煤矿工作人员的生命安全,也造成煤炭企业的经济损失。瓦斯涌出量能够体现出煤层中瓦斯的赋存情况,是设计矿井通风系统的重要指标。同时,煤炭企业中瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等事故的发生与瓦斯涌出异常密切相关。因此,准确快速的预测瓦斯涌出量数据对煤矿工作人员、企业、政府有十分重要的意义。在实际煤炭开采中,瓦斯的涌出量是各种复杂因素共同作用的结果,具有时序性和随机性的复杂非线性特点。在瓦斯涌出量预测方面,国内外学者做出了很多成果,在对这些成果分析的基础上,本文提出一种基于皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient,PCCs)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的瓦斯涌出量预测方法。首先对从矿井工作面瓦斯监测系统采集到的瓦斯相关数据进行数据预处理,由于瓦斯涌出量影响因素的选择与最终的预测结果密切相关,本文从国内外相关研究及其理论分析的基础上出发,通过比较几种降维算法,最终选用皮尔逊相关系数分析法,对影响瓦斯涌出的因素的特征属性进行约简,在保证特征数据完整性的情况下,对数据进行降维处理,从原始的13种数据中筛选出9种影响瓦斯涌出的关键因素。然后,通过分析瓦斯涌出的时序性的非线性特点,选用长短期记忆网络。该网络能够满足时间序列数据之间长期依赖信息的需求,自动挖掘出数据之间潜在存在的关联关系,同时克服了循环神经网络的梯度消失和梯度爆炸问题。将样本数据分为训练集和测试集,用训练集对长短期记忆网络模型进行训练,考虑到长短期记忆网络存在易于收敛于局部最优解的问题,采用灰狼优化算法对该模型进行参数优化。利用测试集数据对该模型进行试验分析。最后在系统上对预测结果进行效果展示。结果表明:本文提出的基于改进长短期记忆网络的瓦斯涌出量预测模型预测精度可达到97%,能有效的预测瓦斯涌出含量。
其他文献
学位
图像融合是指利用计算机技术,提取同一目标图像数据多源信道中的有效信息,将其综合成高质量图像的技术,在图像处理领域发挥着巨大作用。随着人工智能科技的发展,神经网络在图像融合技术上大显身手。本文研究了基于神经网络及方向滤波的多聚焦图像融合算法。针对该数据集的特点,设计不同方向角度的方向滤波器并将其预置进反卷积神经网络模型中;利用坐标上升法调整滤波器的截止频率,通过完成网络训练,得到学习后的滤波器组,使
流程挖掘作为业务过程建模与分析的重要手段,已在计算机科学、管理科学、数据科学等多个领域得到了广泛的关注。目前的流程挖掘方法大多立足于事件日志,从中发现业务过程的相关知识。然而,现实世界中的大部分流程信息蕴含在自然文本中,如菜谱、病人入院诊疗记录、应急预案等,这种蕴含自然流程信息的文本为流程挖掘提供了新的数据基础和应用场景。因此,对这种自然文本的流程挖掘研究有重要意义。然而,由于自然文本是一种无结构
随着旅游业的快速发展,乡村旅游产品满足游客多样化的需求,因此在国内引起了大量旅游者的关注,逐步发展为国内旅游业的今后的发展方向。近年来,少数民族地区的旅游产业均兴起繁荣发展,图们市水南村积极响应国家经济政策,大力发展乡村旅游业。当前,水南村乡村旅游产业整体呈良性发展趋势,但是进入初级阶段的水南村旅游产品在供给方面存在着不足之处。本文以图们市水南村作为研究案例,在收集、归纳和整理国内外关于乡村旅游研
随着航空技术的不断发展,地空通信蓬勃发展,飞行器与地面站之间的通信具有各种各样的形式,包括数据、语音和视频在内的双向数字通信,支持许多不同的应用;其中空地宽带数据传输涉及许多重要的特殊应用,这是本文研究的重点。由于飞行器的体积、重量、功耗严重受限,一般都不能采用多天线、多载波调制形式发送信号,因此空地宽带数据传输信道经常出现非常严重的多径效应。例如:导弹或小型无人机航拍视频传输系统,当传输距离较远
流化床反应器具有反应效率高,燃料适用性广和环保性能好等优点,其已成为工业反应的主流,并在工业生产中占有重要地位。本文的研究对象是一种新型的四流化床气化系统,其结合了双流化床气化和化学链空气分离技术,能在实现高效气化的同时降低碳排放量。然而,关于此系统的研究还停留在理论分析层面,因此下一步重点是对该系统的气固流动特性和内部耦合影响机制进行研究。为了探究四流化床系统的特性,本文采用冷态实验的办法,为此
本研究以“形式聚焦”、“输出假说”和“注意假说”为理论框架,探究四种不同的读写组合模式对高中学生英语词块习得的影响程度。本研究试图回答以下两个问题:(1)四种干预手段对高中学生目标词块习得的即时效果分别是什么?(2)四种干预手段对高中学生目标词块习得的延时保持效果分别是什么?研究对象是江苏省南京市某高中高一的四个平行班共124名学生。每个班接受读写结合的不同干预方式,分为四个组:阅读-写作组(R-
近年随着计算机科学的快速发展,态势感知技术取得了显著进步,主要体现在出现了许多以机器学习技术为基础的态势感知模型。但随着人因工程、认知科学的重新兴起以及人们深度学习、大数据等技术的反思。这些模型通常忽略了对被试的心理模型、认知过程等主观因素。将主观量表数据与客观传感器数据进行融合、建模和测量,对态势感知模型的研究具有重要意义。本文对态势感知测量技术、态势感知相关理论模型以及态势感知技术的应用进行了
随着大数据时代的到来,多模态数据越来越多,人们对多个模态间数据检索的需求也越来越大,跨模态哈希是一种有效的跨媒体检索方法。大多数现有跨模态哈希方法都是基于批处理学习模式学习哈希函数,这种模式不能有效处理大规模数据集,内存消耗大,并且训练流数据效率低。在线跨模态哈希可以通过在线学习哈希模型来解决上述问题。然而现有的在线跨模态哈希方法虽然可以在线更新哈希模型,但是不能通过新学习的模型更新旧数据的哈希码
学位