Study on Lagrange-ARIMA real-time prediction model of mine gas concentration
WANG Peng,WU Yongping,WANG Shuanlin,SONG Chao,WU Xueming
西安科技大学安全科学与工程学院煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心陕西煤业化工技术研究院有限责任公司现代煤炭开采技术研究所西安科技大学能源学院西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
矿井瓦斯浓度监测是瓦斯事故最直接有效的防控手段之一,为提高监测信息的利用效率,提出了一种瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型。首先应用拉伊达准则实现瓦斯浓度监测缺失值构建,其次采用滑动Lagrange插值方法进行缺失值预测,最后基于自回归差分移动平均模型(ARIMA)序贯学习,依据L1范数最小化原则,确定出Lagrange-ARIMA序贯学习窗口合适尺度,进行瓦斯浓度实时预测。实例仿真显示:Lagrange-ARIMA实时预测模型处理瓦斯浓度时间序列缺失值平均误差为1.397%,当序贯学习窗口尺度为85时,预测的瓦斯浓度序列平均绝对误差(MAE)为0.0118。相比传统ARIMA静态学习模型,建立的Lagrange-ARIMA模型学习窗口尺度降低了90.3%,建模复杂度显著降低,MAE降低了16.3%,预测精度能满足现场需求。
data preprocessing; Lagrange interpolation; gas concentration; Autoregressive Integrated Moving Average Model;real-time prediction
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会