基于GJO-MLP的露天矿边坡变形预测模型_中国煤炭行业知识服务平台

基于GJO-MLP的露天矿边坡变形预测模型

工矿自动化
网络首发时间：2023-09-27 14:34:39

作者

刘光伟郭直清刘威
单位

辽宁工程技术大学矿业学院辽宁工程技术大学理学院
摘要

露天矿边坡变形受地质结构、水文地质条件、采矿活动等多种因素影响，使得预测模型复杂，难以准确地捕捉所有影响因素。目前，大量的监测设备部署在露天矿边坡周围，用于实时记录露天矿边坡位移数据，这些数据具有高维度、时序关联性以及非线性等特性。如果在未知其他条件而只有数据的情况下，使用传统的边坡稳定性分析方法无法有效进行边坡变形预测，而采用仅基于数据的模型对露天矿边坡位移数据进行预测对边坡稳定性的事前分析十分必要。针对上述问题，提出了一种基于金豺优化多层感知机（GJO-MLP）的露天矿边坡变形预测模型。GJO中各智能体间相互独立，可以通过并行计算加速优化MLP的训练过程；GJO能够结合MLP的非线性建模和特征提取能力，使得优化后的MLP在处理复杂问题时更具优势。为检验GJO-MLP的可行性和有效性，将GJO-MLP分别与基于蚁群算法优化的MLP(ACO-MLP）、基于引力搜索算法优化的MLP(GSA-MLP)及基于蜻蜓优化算法优化的MLP(DE-MLP)进行对比分析，在4个分类数据集和2个函数的仿真实验结果表明：在相同实验条件下，相较于其他3种算法，GJO-MLP表现出更好的寻优性能。将基于GJO-MLP的边坡变形预测模型应用于宝日希勒露天矿边坡变形预测和花坪子边坡变形预测中，结果表明：在相同条件下，相较于其他3种算法，基于GJO-MLP的边坡变形预测模型在对边坡变形数据进行预测时不仅表现出更好的预测求解性能，而且还具有更好的可行性和鲁棒性。
关键词

露天矿滑坡灾害边坡变形预测边坡位移金豺优化算法多层感知机
文章目录

0 引言
1 相关基础理论
1.1 GJO算法
1.1.1初始化种群阶段
1.1.2搜索猎物阶段
1.1.3包围并攻击猎物阶段
1.2 MLP
1.3 算法融合可行性分析
2 GJO算法训练MLP模型
2.1 基于GJO-MLP的边坡变形预测模型
2.2 基于GJO-MLP的边坡变形预测模型实现过程
2.3 数值仿真实验
2.3.1实验环境与数据集
2.3.2基本参数设置
2.3.2实验结果与分析
3 工程实例分析
3.1 宝日希勒露天矿边坡变形预测
3.2 花坪子边坡变形预测
4 结论
引用格式

刘光伟,郭直清,刘威.基于GJO-MLP的露天矿边坡变形预测模型[J/OL].工矿自动化:1-13[2023-09-28].DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2023070017.
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这篇文章属于《工矿自动化》创刊50 周年纪念专刊（40篇）