基于MPSO-CWLS-SVM的瓦斯涌出量预测

针对瓦斯涌出量受多因素影响,传统的预测方法难以建立准确的数学模型,导致预测精度低这一问题。提出一种经改进的粒子群算法(MPSO)优化的基于柯西分布加权的最小二乘支持向量机(CWLS-SVM)算法来预测非线性动态瓦斯涌出量。柯西分布加权的最小二乘支持向量机根据预测误差的统计特性,确定加权规则参数,以达到赋予训练样本不同权值的目的。并用MPSO算法对CWLS-SVM模型的正则化参数λ和高斯核参数σ寻优。利用无线传感器网络采集到的各项历史数据进行实例分析。结果表明,该算法有效的提高了瓦斯涌出量的预测精度,降低了预测误差,为煤矿瓦斯防治提供理论支持。     

基于GASA-SVR的矿井瓦斯涌出量预测研究

针对煤矿工作面瓦斯涌出量的多影响因素、非线性、时变性和不确定性等特点,提出了遗传模拟退火算法(GASA)与回归型支持向量机(SVR)的耦合算法(GASA-SVR)用于瓦斯涌出量预测.利用煤层瓦斯含量、深度、厚度、倾角等12个参数作为主要影响因素,经过归一化处理后作为回归型支持向量机训练和测试样本.采用遗传模拟退火算法寻找最优的惩罚参数和核函数参数,同时引入自适应交叉和变异概念,建立瓦斯涌出量的非线性拟合模型,并利用矿井实测历史数据进行试验,结果表明该预测模型比传统的神经网络模型具有更理想的精度和稳定性,可为煤矿瓦斯爆炸的防治提供可靠的理论依据.     

最小二乘支持向量机与Kalman滤波耦合的瓦斯涌出量动态预测模型

针对瓦斯涌出量的多影响因素预测问题,提出一种最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归算法与卡尔曼滤波耦合的动态预测方法.该方法依据预测残差方差比检验策略确定自适应的动态训练样本集以取代固定的训练样本集.LS-SVM辨识网络对瓦斯涌出量的相关因素进行非线性映射并提取出最佳维数的状态向量以建立基于卡尔曼滤波最优估计的瓦斯涌出量预测模型.利用矿井监测到的各项历史数据进行实验.结果表明,该模型的预测平均相对误差为2.17%,平均相对变动值ARV为0.008873,相比单一的神经网络或支持向量机预测模型,具有更高的预测精度与更强的泛化能力.     

基于IABC-LSSVM的瓦斯涌出量预测模型研究

为了更好地对矿井回采工作面瓦斯的涌出量做出准确的预测,提出了将改进的人工蜂群与最小二乘支持向量机(IABC-LSSVM)相耦合的瓦斯涌出量预测方法.首先,在人工蜂群(ABC)算法中引入混沌序列来确定更优的初始蜜源,并结合自适应因子更新搜索步长,从而避免陷入局部最优的情况;然后,利用改进后的人工蜂群算法对最小二乘机的核宽...     

一种采用CCPSO-SVM的煤与瓦斯突出预测方法

为了有效地对矿井煤与瓦斯突出进行预测,提出了一种基于完全混沌粒子群优化(CCPSO)与支持向量机 (SVM)的矿井煤与瓦斯突出预测方法。该方法将矿井工作面前方煤体瓦斯涌出量动态变化时间序列的多重分维谱 作为特征指标,应用支持向量(SVM)构建预测模型,模型的参数向量由改进的完全混沌粒子群优化算法和测试集样 本集分类错误率最小准则选择和优化。实验结果证明,该方法是有效的,它为煤与瓦斯突出预测提供了一种新途径。     

煤矿瓦斯涌出量动态预测的PCA-MFOA-GRNN模型及应用

针对煤矿瓦斯涌出受许多因素的影响,为了克服瓦斯涌出中存在的复杂的非线性关系,从而实现稳定、可靠、精确的对煤矿综采工作面瓦斯涌出量进行动态预测,提出了主成分分析法（PCA）结合改进的果蝇算法（MFOA）优化GRNN的绝对瓦斯涌出量的预测手段。运用PCA算法对原始输入数据降维;并且对果蝇算法中的Si函数增加一个跳脱参数B,避免局部最优因子对预测模型的干扰;将MFOA算法对GRNN的平滑因子σ进行优化;将PCA结果作为模型的输入,建立了PCA-MFOA-GRNN算法的回采工作面瓦斯涌出量动态预测模型,结合实际矿井瓦斯涌出量监测的相关数据检验该模型,并将该模型的预测结果与未修正的FOA-GRNN算法、CIPSO-ENN算法、BP神经网络预测、Elman网络预测结果进行对比,结果表明：该预测模型对GRNN的参数优化后得到的预测模型较其他预测模型有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

混沌双算子亨利溶解度算法的瓦斯涌出量预测模型

为了提高煤矿井下瓦斯涌出量预测的精度和效率，提出了混沌双算子亨利溶解度算法优化最小二乘支持向量机的瓦斯涌出量预测模型。针对传统亨利溶解度算法的特性和不足，将Tent混沌映射引入算法的种群初始化过程，提升初始种群的质量和多样性，实现对更多优质区域的搜索以提升算法的收敛性能；在寻优迭代过程中，根据概率转换参数自适应的选择亨利溶解度算子或哈里斯鹰算子，动态协调算法的全局遍历搜索和局部开发。对10个基准函数进行寻优测试，结果表明改进算法具有更好的寻优精度、收敛性能和稳定性。利用核主成分分析对瓦斯涌出量进行特征提取，结合改进后的亨利溶解度算法优化最小二乘支持向量机的关键参数，建立煤岩瓦斯涌出量预测模型，并利用矿井工作面实际监测数据进行仿真实验。该模型的三种误差评价指标量分别为0.1564、0.1332和1.5656%，运行时间仅为0.0249s，预测效果优于其他对比模型。实验结果表明，提出的煤岩瓦斯涌出量预测模型具有良好的泛化能力和预测精度。     

基于蚁群粒子群混合算法与LS-SVM瓦斯涌出量预测

为有效预防瓦斯灾害,以预测矿井瓦斯涌出量为研究目的,提出经改进的蚁群（ACO）粒子群（PSO）混合算法优化的最小二乘支持向量机（LS-SVM）,并用其预测非线性动态瓦斯涌出量。算法通过对LS-SVM的正则化参数C和高斯核参数σ进行寻优,建立了基于蚁群粒子群混合算法优化的瓦斯涌出量预测模型,并根据赵各庄矿矿井监测到的各项历史数据进行实例分析。实验结果表明：该预测模型预测的最大相对误差为1.05%,最小相对误差为0.28%,平均相对误差为0.75%。较其他预测模型拥有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

基于云PSO 的RVM入侵检测

入侵检测可为计算机网络信息提供安全保障,在其方法研究中,由于相关向量机(RVM)具有高稀疏性且预测中使用概率因素,在网络入侵检测中优于支持向量机.然而RVM的核函数参数是经验估计的,为此,提出一种基于云模型的粒子群优化算法的RVM方法,即采用云粒子群算法确定RVM的核参数,构建RVM分类模型,再采用一对一分类方法进行多类检测分类.经入侵检测实验研究,所得结果表明所提出的方法优于基于常规相关向量机的检测方法,且具有更高的入侵检测精度.     

基于相关向量机的瓦斯涌出量不确定性预测

为了分析瓦斯涌出量预测结果的不确定性,提出一种基于相关向量机的估计方法:依据稀疏贝叶斯学习模型,计算瓦斯涌出量样本空间的稀疏相关支持向量和相应的超参数,再计算预测结果的均值和方差,从而得出瓦斯涌出量预测结果的概率分布和置信区间。分析结果表明,3组检验样本的平均预测误差为1.74%,其实际值均在置信度为97%的置信区间内,与实际情况相符,这说明采用该方法可以得出瓦斯涌出量预测结果的概率分布,且具有预测精度高、所需支持向量少的优点。     

基于混沌免疫粒子群优化和广义回归神经网络的回采工作面瓦斯涌出量预测模型

为提高回采工作面绝对瓦斯涌出量预测的精度和效率,提出了将混沌免疫粒子群优化(CIPSO)算法与广义回归神经网络(GRNN)相耦合的绝对瓦斯涌出量预测模型。该方法采用CIPSO对GRNN的光滑因子进行动态优化调整,减少了人为因素对GRNN网络输出结果的影响,并采用优化后的网络建立瓦斯涌出量预测模型。通过对某煤矿瓦斯涌出量数据的仿真实验结果表明:基于CIPSO-GRNN的回采工作面绝对瓦斯涌出量模型比BP神经网络、Elman网络预测模型具有更好的预测精度和收敛速度,证明了该方法的有效性和可行性。     

相关向量机超参数优化的网络安全态势预测

针对当前网络安全态势预测方法存在的过学习与欠学习、自由参数多、预测精度不高等问题,提出使用一种改进模拟退火法优化的相关向量机模型(PSA-RVM)来解决网络安全态势预测问题。在预测过程中,首先对网络安全态势样本数据进行相空间重构形成训练样本集;然后,利用Powell算法改进模拟退火(PSA)法,并将相关向量机(RVM)嵌入到PSA算法的目标函数计算过程中,优化RVM超参数,以得到学习能力、预测精度提升的网络安全态势预测模型。仿真实例表明,所提方法具有较高的预测精度,平均相对误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)分别为0.39256和0.01261,均优于Elman和PSO-SVR模型;所提方法能够较好地刻画网络安全态势的变化趋势,有助于网络管理人员把握未来网络安全态势发展趋势,从而提前主动采取相应的网络防御措施。     

基于SPSS的采煤工作面瓦斯涌出量预测模型研究

为了对矿井采煤工作面瓦斯涌出量进行有效预测,结合影响工作面瓦斯涌出量的各个因素,针对各因素间存在严重的多重共线性引起算法计算误差放大的问题,采用逐步回归算法进行优化。运用SPSS软件,综合多元主成分回归分析算法得出采煤工作面瓦斯涌出的主要影响因素,并建立PCR-SPA预测模型。将该模型的预测性能与多元线性回归预测、灰色关联度分析预测、BP神经网络预测结果进行对比分析。结果表明：该模型选取了三个主成分变量,有效地减少了计算量,具有较高的预测精度,可以对矿井工作面瓦斯涌出量进行有效预测。     

煤与瓦斯突出预测的随机森林模型

煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中主要的动力灾害之一,针对煤与瓦斯突出等级预测问题,提高突出预测的准确率,选取最大主应力、瓦斯压力、瓦斯含量、顶板岩性、距断裂距离、煤层厚度、开采垂深、绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量9个影响因素作为煤与瓦斯突出等级预测的评价指标,同时对相关程度较高的评价指标进行因子分析,提取公共因子,用随机森林算法进行训练预测,建立了基于因子分析的煤与瓦斯突出预测的随机森林模型。通过煤矿实测19组煤与瓦斯突出的数据作为训练样本数据集进行模型的训练,5组数据作为该预测模型的测试数据,进行煤与瓦斯突出预测,同时通过其他预测模型预测结果的对比,验证了随机森林算法在煤与瓦斯突出预测中具有较高的准确度。     

一种RVM模糊模型辨识方法及在故障预报中的应用

对复杂、病态、非线性动态系统进行故障预报的重点和难点是建立系统故障状况的数学模型, 通常难以建立精确的数学模型, 相比之下构建其模糊模型是一个有效途径. 本文研究了相关向量机(Relevance vector machine, RVM)与模糊推理系统(Fuzzy inference system, FIS)之间的内在联系, 证明了基于RVM的FIS具有一致逼近性, 并提出了一种基于RVM和梯度下降(Gradient descent, GD) 算法的模糊模型辨识方法. 基于所给出的模糊模型辨识方法提出了一种新的故障预报算法. 仿真结果表明所建立的模糊模型不仅结构更加简单, 而且能达到更高的预测精度, 所提出的故障预报算法能准确地预报系统故障.     

基于IsoMap和MBFO-SVR的瓦斯涌出量动态预测研究

为了能够实现高精度与实时性的动态预测煤矿绝对瓦斯涌出量,本文提出了等容特征映射IsoMap（Isometric feature Mapping）与改进细菌觅食优化算法MBFO（Modified Bacteria Foraging Optimization）优化支持向量回归机SVR（Support Vector Regression）相结合的预测方法。瓦斯涌出是在多种影响因子共同作用下的结果,并且这些因素之间是复杂的非线性关系,因此本文中提出采用流形学习方法IsoMap对其进行降维特征提取,该方法用测地距离（geodesic distace）取代了普遍采用的欧氏距离,有利于对高维特征内在关系的挖掘,取得了优于传统的主成分分析（PCA）的结果;将MBFO算法对SVR的相关参数进行寻优;将IsoMap分析结果输入预测模型。仿真表明,与PSO算法比较,本文提出的预测方法预测精度较高,更加有利于对瓦斯涌出量预测。     

瓦斯涌出量的混合pi-sigma模糊神经网络预测模型

提出了一种利用混合pi-sigma模糊神经推理方法建立瓦斯涌出量的预测模型。该模型采用高斯基函数作为模糊子集的隶属度函数, 可在线动态调整隶属度函数和结论参数。与神经网络预测模型比较, 该模型具有物理意义明确、原理清晰、收敛速度快、预测精度高等特点,在对某矿瓦斯涌出量数据的仿真结果表明,该方法预测准确度高、速度快,并且结果具有可重复性,证明该方法是有效的。为便于工程实际应用, 在Matlab环境中开发了基于图形用户界面(GUI)的仿真应用界面,给出了使用方法和预测结果。实验同时表明,对所采用的数据,模型的训练精度设置为0.001时网络的泛化能力最好,网络训练精度和预测精度之间不具有正比关系。     

基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法

由于矿井瓦斯浓度的变化受多种因素共同影响,矿井瓦斯涌出量预测经常出现无法获得一部分变量的情况。针对该问题,提出了一种基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法,详细介绍了采用时间序列AR模型对矿井瓦斯涌出量进行预测的具体实现。实验结果表明,该方法对矿井瓦斯涌出量的预测误差率为4.3%,预测比较可靠。