基于熵的支持向量机煤与瓦斯突出预测方法研究

摘要

煤与瓦斯突出是煤矿重大灾害之一,会造成巨大的经济损失和人员伤亡,引起不良的社会影响,是煤矿需要重点防控的对象。但煤与瓦斯突出受到围岩条件、煤质特性与地质构造等多方面综合因素的影响,是个复杂的非线性问题,传统预测方法存在精度不高,泛化性能不好的局限性,难以进行推广应用。因此,寻求一种行之有效的煤与瓦斯突出的预测方法,对于指导煤矿的防突工作,具有十分重要的意义。
　　本文首先了阐述了熵和支持向量机(SVM)的相关理论基础,详细叙述了熵权的计算方法与步骤,以及支持向量机的基础理论与原则方法,为煤与瓦斯突出预测模型的建立奠定基础;其次,阐述了煤与瓦斯突出现象的基本规律和影响因素,确定了当前煤与瓦斯突出预测常用指标以及数据测定方法,并利用熵理论对收集的山西某矿煤与瓦斯突出监测数据进行预处理,筛选出重要度较大的指标因素以及误差较小的突出监测数据;第三,建立基于熵的支持向量机煤与瓦斯突出预测模型,并采用matlab数学计算软件对模型进行编程,从而实现了对基于熵理论的优化数据集的支持向量机预测分析,结果显示,该方法预测精度较高,泛化能力较好;第四,用matlab的GUI图形界面设计功能,将本预测方法图形化,界面操作简单易行,便于应用;最后,应用本方法对山西某矿一工作面进行突出威胁区域划分,为相关防突工作提供一定的依据。
　　通过本文的研究,可以得到以下结论:将支持向量机理论运用到煤与瓦斯突出预测是可行的。由实例验证可知,本文的基于熵的支持向量机煤与瓦斯突出预测方法精度较高,可以有效的进行突出威胁区域划分。在修改相关参数以及样本数据后,该方法也可用于其他领域的分类预测。

目录

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目录

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文的研究内容和技术路线

2 熵与支持向量机理论基础

2.1 熵理论基础

2.2 支持向量机理论基础

2.3小结

3 煤与瓦斯突出影响因素分析

3.1 概述

3.2 煤与瓦斯突出类型

3.3 煤与瓦斯突出的基本规律

3.4 煤与瓦斯突出的影响因素

3.5 煤与瓦斯突出指标数据获取

3.6 小结

4 基于熵的支持向量机煤与瓦斯突出预测模型构建与应用

4.1 基于熵的支持向量机煤与瓦斯突出预测模型构建

4.2 模型应用及验证

4.3 支持向量机煤与瓦斯突出预测功能模块设计

4.4 某工作面煤与瓦斯突出危险性区域划分

4.5 小结

5 结论

5.1 本文所做工作及结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录