瓦斯涌出是煤炭行業(yè)井下作業(yè)難以控制的一個危險因素。為研究瓦斯涌出量的變化規(guī)律,提高瓦斯涌出量預(yù)測的準(zhǔn)確性,本文結(jié)合灰色理論與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于礦井瓦斯涌出量的預(yù)測。以山西某礦為工程背景,以MATLAB軟件為計算平臺,對上述方法和模型進行了應(yīng)用實踐和現(xiàn)場驗證,將灰色預(yù)測、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果和原始數(shù)據(jù)進行了對比分析。研究結(jié)果表明:灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的數(shù)據(jù)精確度和可靠性更高,計算的結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的規(guī)律基本一致。因此,灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能較準(zhǔn)確地預(yù)測礦井瓦斯涌出量,對預(yù)測瓦斯涌出量的預(yù)測方面具有一定的指導(dǎo)作用。 

【文章來源】：華北科技學(xué)院學(xué)報. 2020,17(02)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

BP網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

利用新的灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對表2中的數(shù)據(jù)進行預(yù)測，灰色理論預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果偏差較大，特別是其絕對值。大于20%，分別在序號為2、3、4、14、16、17；大于50%，分別在序號為16、17；其他大部分還是預(yù)測比較準(zhǔn)確的，僅在局部出現(xiàn)預(yù)測不準(zhǔn)確的情況。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與灰色預(yù)測結(jié)合起來構(gòu)建的灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型有著很好的預(yù)測效果，與真實值得誤差控制的非常小，總體上都能控制在10%以內(nèi)。此外，將由原始絕對瓦斯涌出量、灰色預(yù)測模型預(yù)測值、灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測值四種數(shù)據(jù)作對比，做成折線圖如圖3。由圖3得出其灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值明顯比其他兩種預(yù)測值擬合的效果更好。在樣本序號10以前灰色預(yù)測和灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果和實際值相差不大，但在樣本序號10以后，影響瓦斯涌出量的因素發(fā)生改變，灰色預(yù)測明顯不能精準(zhǔn)的對其進行準(zhǔn)確的預(yù)測，但基于灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)影響因素的變化而產(chǎn)生變化，使其能準(zhǔn)確的進行預(yù)測。

圖4為兩種預(yù)測的誤差絕對值的對比圖，圖中顯示了灰色預(yù)測誤差、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差以及灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差。由圖可知，灰色預(yù)測結(jié)果誤差最大，且隨機波動性較大，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果誤差次之�；疑狟P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差最小，且誤差波動較小，表明基于灰色—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確度有很大提高，且該方法預(yù)測結(jié)果穩(wěn)定，無大幅度波動，不受人為因素和其他干擾因素的影響。圖4 誤差對比圖

【參考文獻】：
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