• 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
基于卷积神经网络的岩爆烈度等级预测
  • 121
  • 作者

    李康楠吴雅琴杜锋张翔王乙桥

  • 单位

    中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院

  • 摘要
    岩爆是深部资源开采过程中亟待解决的问题之一。为安全高效地预测岩爆灾害,提出一种基于链式方程多重插补法(MICE)与卷积神经网络(CNN)的岩爆烈度等级预测模型(MICE-CNN)。基于岩爆的主要影响因素与获取条件,建立预测指标体系,搜集120组岩爆案例原始数据,运用拉依达准则进行异常值处理,应用MICE选取RF、BLR、ET、KNN 4种插补模型进行缺失值插补,结合Mean、Median 2种传统插补方法,依据RMES选取最优模型进行数据插补得到完整数据集,将数据平铺为6×1×1的一维图像数据作为输入层,结合输入层大小进行计算,确定卷积核与池化核大小为3×1,特征边缘处理方法为前后补零。添加批量归一化层增加模型稳定性与收敛速度,优选ReLU激活函数、SGDM优化器函数。对CNN预测模型进行训练,训练集与验证集的准确率分别为100%、91.67%。建立RBF、SVM与PNN模型,分别对3个模型与CNN模型输入测试集数据进行对比验证,CNN模型预测结果准确率高于其他模型,为91.67%;对比PNN模型与CNN模型的混淆矩阵,CNN模型误判结果比实际结果岩爆程度高,即误判后的安全性更好,表明MICE-CNN岩爆等级预测模型切实可行。
  • 关键词

    岩爆烈度分级指标体系数据插补深度学习预测模型

  • 引用格式
    李康楠,吴雅琴,杜锋等.基于卷积神经网络的岩爆烈度等级预测[J/OL].煤田地质与勘探:1-9[2023-09-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1155.P.20230907.1419.004.html
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