基于“量子+”的采空区特征及沉陷预计参数智能反演方法研究
发布时间：2021-02-08 03:45
开采沉陷预计模型及参数体系是“三下”采煤设计的核心基础理论。准确、可靠的反演概率积分参数是实施精准地表沉陷预计的前提。概率积分法参数反演模型属于典型的多参数复杂非线性模型,且参数之间存在相关性,因而利用常规求参方法估计概率积分参数难以获得满意的效果,针对上述不足,本文提出了基于“量子+智能算法”的智能求参新方法,模拟和工程实验应用效果良好。另外,针对制约关闭/废弃矿井资源开发利用的采空区特征精准探测存在的问题,本文顾及地表沉陷是煤矿采掘空间按照特定机制传播到地表的外在表现的本质,构建了基于地表移动变形观测值的采矿时空特征反演模型及“量子+智能算法”求参方法,实现了对关闭/废弃矿井采空区的精准反演。本文通过上述研究,主要取得如下成果:（1）构建了基于“量子+”概率积分法预计参数反演模型。针对目前较常用于概率积分法预计参数反演的GA算法和SA算法存在的缺点,结合量子比特编码、量子旋转门和量子涨落机制,本文分别构建了基于QGA的概率积分参数反演模型和基于QA的概率积分法参数反演模型。通过模拟实验数据证明QGA算法和QA算法相对于传统的GA算法和SA算法,在可靠性、抗随机误差能力、抗粗差能力和...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｐｅｒ??
率积分法求参是地表移动观测数据处理的核心内容。概率积分法模型属于典型多参数非线性模型，精确反演参数难度大，这也使得概率积分法参数求参方法直是开采沉陷领域研究的热点和难点。为了弥补在概率积分法求参中应用较为广??泛的遗传算法和模拟退火法的主要缺点，本章引入了在两种算法基础上结合量算法形成的量子遗传算法和量子退火法，利用模拟实验和工程应用的实验结果别验证量子遗传算法和量子退火法的准确性、抗随机误差性能、抗粗差性能和抗??缺失点能力。??２．１基本原理介绍??２．１．１概率积分法基本原理??随机介质理论首先由波兰学者Ｊ丄ｉｔｗｉｎｉｓｚｙｎ于５０年代引入岩层移动研宄，后??由我国学者刘宝琛、廖国华等发展为概率积分法Ｗ。根据概率积分法开采沉陷预计??原理，工作面开采引起地表任意点下沉为，??￣￣￣￣
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于量子遗传算法的概率积分参数反演[J]. 魏涛,王磊,李楠,池深深,蒋创. 金属矿山. 2018(08)
[2]瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例[J]. 龚培俐,李维. 地质力学学报. 2018(03)
[3]煤矿采空区地表重力异常效应模拟研究[J]. 汤伏全,李庚新,原一哲. 煤炭学报. 2018(04)
[4]基于改进人工蜂群算法的概率积分法参数反演[J]. 刘奇,朱建军,苏军明,何永红,孙明星. 测绘工程. 2017(10)
[5]开采沉陷动态精准预计的时效Knothe函数方法研究[J]. 魏涛,王磊,池深深,李楠,吕挑. 金属矿山. 2017(10)
[6]智能优化算法在概率积分参数反演中的比较[J]. 陈元非,高彦涛,査剑锋,徐孟强,张正华,李晋龙. 金属矿山. 2017(04)
[7]Knothe模型改进及充填开采岩层移动动态过程分析[J]. 陈庆发,牛文静,刘严中,陈青林,刘俊广,范秋雁. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[8]开采影响地表点变形状态分析及主变形值计算[J]. 李培现,谭志祥. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[9]基于自适应量子遗传算法的地震重定位及其在山东地区的应用[J]. 范建柯,丁志峰,徐小明,董冬冬,苏道磊. 地球物理学报. 2016(11)
[10]利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数[J]. 陈涛,郭广礼,朱晓峻,郭庆彪,方齐. 金属矿山. 2016(06)
硕士论文
[1]厚松散层条件下概率积分法求参方法研究[D]. 石磊.安徽理工大学 2016
[2]开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D]. 史彩霞.河南理工大学 2010
本文编号：3023317
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｐｅｒ??
率积分法求参是地表移动观测数据处理的核心内容。概率积分法模型属于典型多参数非线性模型，精确反演参数难度大，这也使得概率积分法参数求参方法直是开采沉陷领域研究的热点和难点。为了弥补在概率积分法求参中应用较为广??泛的遗传算法和模拟退火法的主要缺点，本章引入了在两种算法基础上结合量算法形成的量子遗传算法和量子退火法，利用模拟实验和工程应用的实验结果别验证量子遗传算法和量子退火法的准确性、抗随机误差性能、抗粗差性能和抗??缺失点能力。??２．１基本原理介绍??２．１．１概率积分法基本原理??随机介质理论首先由波兰学者Ｊ丄ｉｔｗｉｎｉｓｚｙｎ于５０年代引入岩层移动研宄，后??由我国学者刘宝琛、廖国华等发展为概率积分法Ｗ。根据概率积分法开采沉陷预计??原理，工作面开采引起地表任意点下沉为，??￣￣￣￣
?其中，允］＂表示二进制编码的第／个量子比特，ｆｔ为旋转角。其工作原理??如图２－２所示：??１??图２－２量子旋转门更新量子比特示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｐｄａｔｉｎｇ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｂｉｔ?ｗｉｔｈ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｇａｔｅ??显然，旋转角ｆｔ的大小和正负决定收敛的速度和旋转方向。文章中的旋转角疣??的选择策略如表２－１所示（其中，６！?＝?＜ａ／，／Ｘ）Ａ６〇：??表２－１量子旋转角的调整策略表［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??根据表２－１中的旋转角调整策略，旋转角选择操作如下：将种群中的所有个体??的适应度值／（ｘ〇依次比较当前种群的最优个体的适应度值／（以如）
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于量子遗传算法的概率积分参数反演[J]. 魏涛,王磊,李楠,池深深,蒋创. 金属矿山. 2018(08)
[2]瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例[J]. 龚培俐,李维. 地质力学学报. 2018(03)
[3]煤矿采空区地表重力异常效应模拟研究[J]. 汤伏全,李庚新,原一哲. 煤炭学报. 2018(04)
[4]基于改进人工蜂群算法的概率积分法参数反演[J]. 刘奇,朱建军,苏军明,何永红,孙明星. 测绘工程. 2017(10)
[5]开采沉陷动态精准预计的时效Knothe函数方法研究[J]. 魏涛,王磊,池深深,李楠,吕挑. 金属矿山. 2017(10)
[6]智能优化算法在概率积分参数反演中的比较[J]. 陈元非,高彦涛,査剑锋,徐孟强,张正华,李晋龙. 金属矿山. 2017(04)
[7]Knothe模型改进及充填开采岩层移动动态过程分析[J]. 陈庆发,牛文静,刘严中,陈青林,刘俊广,范秋雁. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[8]开采影响地表点变形状态分析及主变形值计算[J]. 李培现,谭志祥. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[9]基于自适应量子遗传算法的地震重定位及其在山东地区的应用[J]. 范建柯,丁志峰,徐小明,董冬冬,苏道磊. 地球物理学报. 2016(11)
[10]利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数[J]. 陈涛,郭广礼,朱晓峻,郭庆彪,方齐. 金属矿山. 2016(06)
硕士论文
[1]厚松散层条件下概率积分法求参方法研究[D]. 石磊.安徽理工大学 2016
[2]开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D]. 史彩霞.河南理工大学 2010
本文编号：3023317
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