基于“量子+”的采空區(qū)特征及沉陷預(yù)計(jì)參數(shù)智能反演方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 03:45
開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)模型及參數(shù)體系是“三下”采煤設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ)理論。準(zhǔn)確、可靠的反演概率積分參數(shù)是實(shí)施精準(zhǔn)地表沉陷預(yù)計(jì)的前提。概率積分法參數(shù)反演模型屬于典型的多參數(shù)復(fù)雜非線(xiàn)性模型,且參數(shù)之間存在相關(guān)性,因而利用常規(guī)求參方法估計(jì)概率積分參數(shù)難以獲得滿(mǎn)意的效果,針對(duì)上述不足,本文提出了基于“量子+智能算法”的智能求參新方法,模擬和工程實(shí)驗(yàn)應(yīng)用效果良好。另外,針對(duì)制約關(guān)閉/廢棄礦井資源開(kāi)發(fā)利用的采空區(qū)特征精準(zhǔn)探測(cè)存在的問(wèn)題,本文顧及地表沉陷是煤礦采掘空間按照特定機(jī)制傳播到地表的外在表現(xiàn)的本質(zhì),構(gòu)建了基于地表移動(dòng)變形觀測(cè)值的采礦時(shí)空特征反演模型及“量子+智能算法”求參方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)閉/廢棄礦井采空區(qū)的精準(zhǔn)反演。本文通過(guò)上述研究,主要取得如下成果:(1)構(gòu)建了基于“量子+”概率積分法預(yù)計(jì)參數(shù)反演模型。針對(duì)目前較常用于概率積分法預(yù)計(jì)參數(shù)反演的GA算法和SA算法存在的缺點(diǎn),結(jié)合量子比特編碼、量子旋轉(zhuǎn)門(mén)和量子漲落機(jī)制,本文分別構(gòu)建了基于QGA的概率積分參數(shù)反演模型和基于QA的概率積分法參數(shù)反演模型。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明QGA算法和QA算法相對(duì)于傳統(tǒng)的GA算法和SA算法,在可靠性、抗隨機(jī)誤差能力、抗粗差能力和...
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1技術(shù)路線(xiàn)圖??Fig.?1-1?The?technical?roadmap?of?the?paper??
率積分法求參是地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的核心內(nèi)容。概率積分法模型屬于典型多參數(shù)非線(xiàn)性模型,精確反演參數(shù)難度大,這也使得概率積分法參數(shù)求參方法直是開(kāi)采沉陷領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。為了彌補(bǔ)在概率積分法求參中應(yīng)用較為廣??泛的遺傳算法和模擬退火法的主要缺點(diǎn),本章引入了在兩種算法基礎(chǔ)上結(jié)合量算法形成的量子遺傳算法和量子退火法,利用模擬實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果別驗(yàn)證量子遺傳算法和量子退火法的準(zhǔn)確性、抗隨機(jī)誤差性能、抗粗差性能和抗??缺失點(diǎn)能力。??2.1基本原理介紹??2.1.1概率積分法基本原理??隨機(jī)介質(zhì)理論首先由波蘭學(xué)者J丄itwiniszyn于50年代引入巖層移動(dòng)研宄,后??由我國(guó)學(xué)者劉寶琛、廖國(guó)華等發(fā)展為概率積分法W。根據(jù)概率積分法開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)??原理,工作面開(kāi)采引起地表任意點(diǎn)下沉為,?? ̄ ̄ ̄ ̄
?其中,允]"表示二進(jìn)制編碼的第/個(gè)量子比特,ft為旋轉(zhuǎn)角。其工作原理??如圖2-2所示:??1??圖2-2量子旋轉(zhuǎn)門(mén)更新量子比特示意圖??Fig.2-2?The?schematic?diagram?of?updating?quantum?bit?with?quantum?rotating?gate??顯然,旋轉(zhuǎn)角ft的大小和正負(fù)決定收斂的速度和旋轉(zhuǎn)方向。文章中的旋轉(zhuǎn)角疣??的選擇策略如表2-1所示(其中,6!?=?<a/,/X)A6〇:??表2-1量子旋轉(zhuǎn)角的調(diào)整策略表[叫??Table?2-1?Selection?strategy?for?rotation?angles??s{cc,p)??Xi?besti?f?(x;)?>?/?{besti)?Adi????CCij3i?>?0?CCij3i?<?0?〇(i?=?0?J3i?=?0??0?0?false?0?0?0?0?0??0?0?true?0?0?0?0?0??0?1?false?0.0l7t?+1?-1?0?+1??0?1?true?O.OI71?-1?+1?±1?0??1?0?false?0.0l7t?-1?+1?±1?0??1?0?true?0.017C?+1?-1?0?±1??1?1?false?0?0?0?0?0??1?1?true?0?0?0?0?0??根據(jù)表2-1中的旋轉(zhuǎn)角調(diào)整策略,旋轉(zhuǎn)角選擇操作如下:將種群中的所有個(gè)體??的適應(yīng)度值/(x〇依次比較當(dāng)前種群的最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度值/(以如)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于量子遺傳算法的概率積分參數(shù)反演[J]. 魏濤,王磊,李楠,池深深,蔣創(chuàng). 金屬礦山. 2018(08)
[2]瞬變電磁法在采空塌陷災(zāi)害中的應(yīng)用——以神東煤礦采空區(qū)調(diào)查為例[J]. 龔培俐,李維. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]煤礦采空區(qū)地表重力異常效應(yīng)模擬研究[J]. 湯伏全,李庚新,原一哲. 煤炭學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于改進(jìn)人工蜂群算法的概率積分法參數(shù)反演[J]. 劉奇,朱建軍,蘇軍明,何永紅,孫明星. 測(cè)繪工程. 2017(10)
[5]開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)預(yù)計(jì)的時(shí)效Knothe函數(shù)方法研究[J]. 魏濤,王磊,池深深,李楠,呂挑. 金屬礦山. 2017(10)
[6]智能優(yōu)化算法在概率積分參數(shù)反演中的比較[J]. 陳元非,高彥濤,査劍鋒,徐孟強(qiáng),張正華,李晉龍. 金屬礦山. 2017(04)
[7]Knothe模型改進(jìn)及充填開(kāi)采巖層移動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程分析[J]. 陳慶發(fā),牛文靜,劉嚴(yán)中,陳青林,劉俊廣,范秋雁. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]開(kāi)采影響地表點(diǎn)變形狀態(tài)分析及主變形值計(jì)算[J]. 李培現(xiàn),譚志祥. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]基于自適應(yīng)量子遺傳算法的地震重定位及其在山東地區(qū)的應(yīng)用[J]. 范建柯,丁志峰,徐小明,董冬冬,蘇道磊. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]利用果蠅算法反演概率積分法開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)參數(shù)[J]. 陳濤,郭廣禮,朱曉峻,郭慶彪,方齊. 金屬礦山. 2016(06)
碩士論文
[1]厚松散層條件下概率積分法求參方法研究[D]. 石磊.安徽理工大學(xué) 2016
[2]開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)理論及其參數(shù)研究[D]. 史彩霞.河南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3023317
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1技術(shù)路線(xiàn)圖??Fig.?1-1?The?technical?roadmap?of?the?paper??
率積分法求參是地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的核心內(nèi)容。概率積分法模型屬于典型多參數(shù)非線(xiàn)性模型,精確反演參數(shù)難度大,這也使得概率積分法參數(shù)求參方法直是開(kāi)采沉陷領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。為了彌補(bǔ)在概率積分法求參中應(yīng)用較為廣??泛的遺傳算法和模擬退火法的主要缺點(diǎn),本章引入了在兩種算法基礎(chǔ)上結(jié)合量算法形成的量子遺傳算法和量子退火法,利用模擬實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果別驗(yàn)證量子遺傳算法和量子退火法的準(zhǔn)確性、抗隨機(jī)誤差性能、抗粗差性能和抗??缺失點(diǎn)能力。??2.1基本原理介紹??2.1.1概率積分法基本原理??隨機(jī)介質(zhì)理論首先由波蘭學(xué)者J丄itwiniszyn于50年代引入巖層移動(dòng)研宄,后??由我國(guó)學(xué)者劉寶琛、廖國(guó)華等發(fā)展為概率積分法W。根據(jù)概率積分法開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)??原理,工作面開(kāi)采引起地表任意點(diǎn)下沉為,?? ̄ ̄ ̄ ̄
?其中,允]"表示二進(jìn)制編碼的第/個(gè)量子比特,ft為旋轉(zhuǎn)角。其工作原理??如圖2-2所示:??1??圖2-2量子旋轉(zhuǎn)門(mén)更新量子比特示意圖??Fig.2-2?The?schematic?diagram?of?updating?quantum?bit?with?quantum?rotating?gate??顯然,旋轉(zhuǎn)角ft的大小和正負(fù)決定收斂的速度和旋轉(zhuǎn)方向。文章中的旋轉(zhuǎn)角疣??的選擇策略如表2-1所示(其中,6!?=?<a/,/X)A6〇:??表2-1量子旋轉(zhuǎn)角的調(diào)整策略表[叫??Table?2-1?Selection?strategy?for?rotation?angles??s{cc,p)??Xi?besti?f?(x;)?>?/?{besti)?Adi????CCij3i?>?0?CCij3i?<?0?〇(i?=?0?J3i?=?0??0?0?false?0?0?0?0?0??0?0?true?0?0?0?0?0??0?1?false?0.0l7t?+1?-1?0?+1??0?1?true?O.OI71?-1?+1?±1?0??1?0?false?0.0l7t?-1?+1?±1?0??1?0?true?0.017C?+1?-1?0?±1??1?1?false?0?0?0?0?0??1?1?true?0?0?0?0?0??根據(jù)表2-1中的旋轉(zhuǎn)角調(diào)整策略,旋轉(zhuǎn)角選擇操作如下:將種群中的所有個(gè)體??的適應(yīng)度值/(x〇依次比較當(dāng)前種群的最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度值/(以如)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于量子遺傳算法的概率積分參數(shù)反演[J]. 魏濤,王磊,李楠,池深深,蔣創(chuàng). 金屬礦山. 2018(08)
[2]瞬變電磁法在采空塌陷災(zāi)害中的應(yīng)用——以神東煤礦采空區(qū)調(diào)查為例[J]. 龔培俐,李維. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]煤礦采空區(qū)地表重力異常效應(yīng)模擬研究[J]. 湯伏全,李庚新,原一哲. 煤炭學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于改進(jìn)人工蜂群算法的概率積分法參數(shù)反演[J]. 劉奇,朱建軍,蘇軍明,何永紅,孫明星. 測(cè)繪工程. 2017(10)
[5]開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)預(yù)計(jì)的時(shí)效Knothe函數(shù)方法研究[J]. 魏濤,王磊,池深深,李楠,呂挑. 金屬礦山. 2017(10)
[6]智能優(yōu)化算法在概率積分參數(shù)反演中的比較[J]. 陳元非,高彥濤,査劍鋒,徐孟強(qiáng),張正華,李晉龍. 金屬礦山. 2017(04)
[7]Knothe模型改進(jìn)及充填開(kāi)采巖層移動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程分析[J]. 陳慶發(fā),牛文靜,劉嚴(yán)中,陳青林,劉俊廣,范秋雁. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]開(kāi)采影響地表點(diǎn)變形狀態(tài)分析及主變形值計(jì)算[J]. 李培現(xiàn),譚志祥. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]基于自適應(yīng)量子遺傳算法的地震重定位及其在山東地區(qū)的應(yīng)用[J]. 范建柯,丁志峰,徐小明,董冬冬,蘇道磊. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]利用果蠅算法反演概率積分法開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)參數(shù)[J]. 陳濤,郭廣禮,朱曉峻,郭慶彪,方齊. 金屬礦山. 2016(06)
碩士論文
[1]厚松散層條件下概率積分法求參方法研究[D]. 石磊.安徽理工大學(xué) 2016
[2]開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)理論及其參數(shù)研究[D]. 史彩霞.河南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3023317
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