• 论文
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
基于PSO-BP神经网络的导水裂隙带高度预测
  • 作者

    娄高中谭毅

  • 单位

    安阳工学院 土木与建筑工程学院河南理工大学 能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心

  • 摘要

    导水裂隙带高度是西部矿区保水采煤的理论依据和关键参数。近年来,BP神经网络广泛应用于导水裂隙带高度预测,但BP神经网络存在收敛速度慢、易陷入局部极小等问题。为提高导水裂隙带高度预测的准确性,利用粒子群优化算法(PSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,建立基于PSO-BP神经网络的导水裂隙带高度预测模型。选择开采厚度、开采深度、工作面倾斜长度、煤层倾角、覆岩结构特征为导水裂隙带高度主要影响因素,选取22例导水裂隙带高度实测数据对PSO-BP神经网络进行训练,将训练后的PSO-BP神经网络对2 例测试样本的预测结果与实际值进行对比,并与BP神经网络预测模型及经验公式预测结果进行对比。结果表明:PSO-BP神经网络预测模型的平均相对误差为1.55%;BP神经网络预测模型的平均相对误差为4.8%,经验公式的最小相对误差为9.4%,PSO-BP神经网络预测精度明显优于BP神经网络和经验公式,且绝对误差和相对误差变化较稳定,可以有效预测导水裂隙带高度。

  • 关键词

    粒子群优化算法BP神经网络导水裂隙带高度影响因素预测模型

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(51774111);河南省科技攻关项目(212102310406);安阳工学院博士科研基金项目(BSJ2019028)
  • 文章目录

    1 PSO-BP神经网络模型

       1.1 BP神经网络

       1.2 粒子群优化算法

       1.3 PSO-BP神经网络

    2 基于PSO-BP神经网络的导水裂隙带高度预测模型建立及分析

       2.1 导水裂隙带高度主要影响因素与样本数据

       2.2 PSO-BP神经网络参数确定

       2.3 PSO-BP神经网络预测结果及分析

    3 结论

  • 引用格式
    娄高中,谭毅. 基于PSO-BP 神经网络的导水裂隙带高度预测[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(4):198–204.
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