• 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-Elman神经网络的井底风温预测模型
  • 71
  • 作者

    程磊李正健史浩镕王鑫

  • 单位

    河南理工大学安全科学与工程学院河南理工大学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
    目前井下风温预测大多采用BP神经网络,但其预测精度受学习样本数量的影响,且容易陷入局部最优,Elman神经网络具备局部记忆能力,提高了网络的稳定性和动态适应能力,但仍然存在收敛速度过慢、易陷入局部最优的问题。针对上述问题,采用粒子群优化(PSO)算法对Elman神经网络的权值和阈值进行优化,建立了基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型。分析得出入风相对湿度、地面入风温度、地面大气压力和井筒深度是井底风温的主要影响因素,因此将其作为模型的输入数据,模型的输出数据为井底风温。在相同样本数据集下的实验结果表明:Elman模型迭代到90次时收敛,PSO-Elman模型迭代到41次时收敛,说明PSO-Elman模型收敛速度更快;与BP神经网络模型、支持向量回归(SVR)模型和Elman模型相比,PSO-Elman模型的预测误差明显降低,平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.376 0 ℃,0.278 3,1.95%,决定系数R2为0.992 4,非常接近1,表明预测模型具有良好的预测效果。实例验证结果表明,PSO-Elman模型的相对误差范围为-4.99%~1.27%,绝对误差范围为-1~0.3 ℃,MSE为0.26,整体预测精度可满足井下实际需要。
  • 关键词

    井下热害防治井底风温预测粒子群优化算法Elman神经网络PSO-Elman

  • 文章目录
    0 引言
    1 基于PSO-Elman的井底风温预测模型
    1.1 Elman神经网络
    1.2 PSO算法
    1.3 PSO-Elman模型流程
    1.4 预测结果评估
    2实验分析
    2.1 样本数据来源
    2.2预测结果对比分析
    3 实例验证
    4 结论
相关问题

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