礦井涌水量的混沌時(shí)序預(yù)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2019-12-02 15:02
【摘要】:為真實(shí)還原礦井涌水動(dòng)態(tài)特征,開展了基于相空間重構(gòu)理論的礦井涌水量混沌預(yù)測(cè)研究。采集某鉛鋅礦山日涌水量時(shí)間序列,運(yùn)用互信息函數(shù)法和Cao氏方法確定重構(gòu)參數(shù),以此對(duì)原始序列展開相空間重構(gòu)。根據(jù)對(duì)重構(gòu)序列主分量譜圖及最大Lyapunov指數(shù)的分析,確定了重構(gòu)序列的混沌特征,并計(jì)算其有效預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為13d,在有效預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi),平均預(yù)測(cè)誤差為4.81%,預(yù)測(cè)效果較好;超過有效預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)后,預(yù)測(cè)精度迅速下降,平均預(yù)測(cè)誤差為15.13%。結(jié)果表明,將混沌方法用于礦井涌水量預(yù)測(cè)具有原理簡(jiǎn)單、計(jì)算效率高等優(yōu)點(diǎn),但僅適用于短期預(yù)測(cè)。
【圖文】:
測(cè)序列(見圖1),取樣監(jiān)測(cè)周期為1d,共計(jì)2400個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。圖1礦井涌水量時(shí)間序列采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)重構(gòu)參數(shù)計(jì)算,,得到涌水量時(shí)間序列在不同時(shí)間延遲下的互信息值和在不同嵌入維數(shù)下的E1值,結(jié)果依次見圖2~圖3。根據(jù)互信息函數(shù)第一次達(dá)到最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間確定最佳時(shí)間延遲τ=34,根據(jù)E1值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的維數(shù)確定最佳嵌入維數(shù)m=7。根據(jù)確定的重構(gòu)參數(shù):m=7,τ=34,代入式(4)得到相空間重構(gòu)后的涌水量序列:圖2不同時(shí)間延遲內(nèi)的互信息值圖3不同嵌入維數(shù)時(shí)的E1值X=X1X2鐤Xq縬纐膓牛玻保梗叮裕劍保常擔(dān)叮梗保埃常保常罰保罰保玻埃叮玻常叮罰埃保埃矗保常福保罰玻玻埃風(fēng)栫栫栫栫栫栫枺玻保梗叮玻玻常埃玻玻叮矗玻玻梗福玻常常玻玻常叮叮鴔縬纐膓牛玻矗埃埃裕ǎ福┲毓剮蛄形桓觶肺淖刺占,空间謨搭后一隔溹掉b海兀玻保梗叮劍玻保梗,x2230,x2264,x2298,x2332,x2366,x2400}T,其余相点可霸~劍ǎ矗┮來衛(wèi)嗤。2.3重箘庲林x煦縑卣鞅媸兌韻囁占渲毓菇峁,磦颞性和定量两烦C孀酆媳媸隊(duì)克恐毓剮蛄械幕煦縑卣鰲#玻常倍ㄐ苑椒ㄖ鞒煞址治觶ǎ校潁椋睿悖椋穡幔歟茫錚恚穡錚睿澹睿簦粒睿幔歟螅椋,PCA)蕽撴蕯嗟统混憧V卣韉某S梅椒ǎ郟保玻藎澠斜鹱莢蛭涸肷鬧鞒煞制淄際墻詠
本文編號(hào):2568803
【圖文】:
測(cè)序列(見圖1),取樣監(jiān)測(cè)周期為1d,共計(jì)2400個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。圖1礦井涌水量時(shí)間序列采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)重構(gòu)參數(shù)計(jì)算,,得到涌水量時(shí)間序列在不同時(shí)間延遲下的互信息值和在不同嵌入維數(shù)下的E1值,結(jié)果依次見圖2~圖3。根據(jù)互信息函數(shù)第一次達(dá)到最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間確定最佳時(shí)間延遲τ=34,根據(jù)E1值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的維數(shù)確定最佳嵌入維數(shù)m=7。根據(jù)確定的重構(gòu)參數(shù):m=7,τ=34,代入式(4)得到相空間重構(gòu)后的涌水量序列:圖2不同時(shí)間延遲內(nèi)的互信息值圖3不同嵌入維數(shù)時(shí)的E1值X=X1X2鐤Xq縬纐膓牛玻保梗叮裕劍保常擔(dān)叮梗保埃常保常罰保罰保玻埃叮玻常叮罰埃保埃矗保常福保罰玻玻埃風(fēng)栫栫栫栫栫栫枺玻保梗叮玻玻常埃玻玻叮矗玻玻梗福玻常常玻玻常叮叮鴔縬纐膓牛玻矗埃埃裕ǎ福┲毓剮蛄形桓觶肺淖刺占,空间謨搭后一隔溹掉b海兀玻保梗叮劍玻保梗,x2230,x2264,x2298,x2332,x2366,x2400}T,其余相点可霸~劍ǎ矗┮來衛(wèi)嗤。2.3重箘庲林x煦縑卣鞅媸兌韻囁占渲毓菇峁,磦颞性和定量两烦C孀酆媳媸隊(duì)克恐毓剮蛄械幕煦縑卣鰲#玻常倍ㄐ苑椒ㄖ鞒煞址治觶ǎ校潁椋睿悖椋穡幔歟茫錚恚穡錚睿澹睿簦粒睿幔歟螅椋,PCA)蕽撴蕯嗟统混憧V卣韉某S梅椒ǎ郟保玻藎澠斜鹱莢蛭涸肷鬧鞒煞制淄際墻詠
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