基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的尾礦庫浸潤線預(yù)測方法研究.pdf

1、尾礦庫是礦山企業(yè)生產(chǎn)的最大安全隱患，尾礦庫一旦失事會給經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境帶來巨大危害。浸潤線是尾礦庫的生命線，浸潤線位置過高，嚴(yán)重威脅尾礦庫安全。然而，浸潤線受多種隨機不確定性因素的影響，成為動態(tài)變化的非線性系統(tǒng)，給建立浸潤線確定模型和準(zhǔn)確預(yù)測浸潤線位置帶來很大困難。針對這一問題，提出一種改進遺傳算法，并利用改進后的遺傳算法優(yōu)化BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立尾礦庫浸潤線預(yù)測模型，為尾礦庫安全分析提供決策支持，對

2、于預(yù)防事故發(fā)生，保障安全有重要作用。本文工作圍繞建立基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的尾礦庫浸潤線預(yù)測模型進行研究，主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴研究浸潤線對尾礦庫穩(wěn)定性的影響。通過故障樹和瑞典圓弧法計算穩(wěn)定性安全系數(shù)的公式的分析，確定導(dǎo)致尾礦庫潰壩事故發(fā)生的主要原因是水對壩坡抗滑穩(wěn)定性起到了不良影響。并利用滲流理論和有限元分析方法，對尾礦庫壩體內(nèi)部滲流變化規(guī)律進行模擬計算分析，確定浸潤線升高會使尾礦庫穩(wěn)定性下降。
　　 ⑵針對遺傳算法搜

3、索過程會出現(xiàn)的未成熟收斂的問題，提出一種新的自適應(yīng)度函數(shù)，能夠同時用種群相似度和種群適應(yīng)度作為種群進化“優(yōu)勝劣汰”的標(biāo)準(zhǔn)，提高遺傳算法迭代中種群的多樣性。通過算例驗算比較改進算法和傳統(tǒng)算法，驗證了改進遺傳算法能夠提高種群的多樣性，避免進化過早收斂，有助于提高浸潤線的預(yù)測精度。
　　 ⑶針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢和易陷入局部極小值的問題，提出利用LM(Levenberg Marquardt)-BP算法提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度，利用改進

4、遺傳算法搜索全局最優(yōu)解，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值閾值，建立了基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的浸潤線模型。利用實際工程數(shù)據(jù)對該模型進行實驗驗證，結(jié)果表明該模型可以準(zhǔn)確預(yù)測短期內(nèi)浸潤線變化趨勢，減少尾礦庫風(fēng)險，保障尾礦庫安全。
　　 ⑷根據(jù)某尾礦庫安全監(jiān)測任務(wù)，對尾礦庫安全在線監(jiān)測系統(tǒng)進行研究和設(shè)計，利用混合編程的方法開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、統(tǒng)計分析、顯示和管理等功能，并成功將建立的浸潤線預(yù)測模型應(yīng)用于監(jiān)測軟件系統(tǒng)，預(yù)測結(jié)果直觀清晰，可以