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基于灰色关联分析和SSA-RF模型的岩爆等级预测
被引量：
11
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作者
满轲
武立文
+4 位作者
刘晓丽
宋志飞
柳宗旭
刘汭琳
曹子祥
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023年第5期202-212,共11页
矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。为了提高岩爆等级的预测准确率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的SSA-RF模型。考虑岩爆等级预测指标的合理性,综合岩爆成因...
矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。为了提高岩爆等级的预测准确率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的SSA-RF模型。考虑岩爆等级预测指标的合理性,综合岩爆成因特点并根据灰色关联分析结果进行4组方案比选以确定最佳预测指标组合,采用模型的重要度分析验证最佳预测指标组合的合理性。方案一保留全部预测指标作为对比项,方案二筛除与岩爆等级之间灰色关联度较低的两项预测指标,方案三采用复合指标,方案四采用独立指标。搜集了151个岩爆样本数据作为模型数据集,将SSA-RF模型的预测效果与其他7种预测方法进行比较,并分析了不同样本容量的模型敏感性。结果表明:方案二为最佳方案,最佳预测指标组合为围岩切向应力、应力系数、弹性能指数和单轴抗压强度;相比于其他7种预测方法,SSA-RF模型在4组方案中预测准确率均最高且平均准确率达到88.09%,在最佳方案中甚至达到95.23%;SSA-RF模型的预测指标重要度排序较RF模型更合理并有效验证了最佳预测指标组合的合理性;采用SSA优化RF模型可以提高RF模型对不同岩爆样本容量的预测准确率和泛化性,有效弥补了RF模型随机性的不足。综上可知,SSA-RF模型对于实际工程的岩爆等级预测具有可行性和有效性。
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关键词
岩爆等级预测
灰色关联
分析
SSA-RF
模型
模型重要度分析
模型
敏感性
分析
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职称材料
题名
基于灰色关联分析和SSA-RF模型的岩爆等级预测
被引量：
11
1
作者
满轲
武立文
刘晓丽
宋志飞
柳宗旭
刘汭琳
曹子祥
机构
北方工业大学土木工程学院
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023年第5期202-212,共11页
基金
“十三五”国家重点研发计划项目(编号:2018YFC1504801,2018YFC1504902)
国家自然科学基金项目(编号:51522903,51774184)
+3 种基金
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室项目(编号:2019-KY-03)
北方工业大学毓杰项目(编号:216051360020XN199/006)
北方工业大学城市地下空间智能建造关键技术项目(编号:110051360022XN108-19)
北方工业大学科研启动基金项目(编号:110051360002)。
文摘
矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。为了提高岩爆等级的预测准确率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的SSA-RF模型。考虑岩爆等级预测指标的合理性,综合岩爆成因特点并根据灰色关联分析结果进行4组方案比选以确定最佳预测指标组合,采用模型的重要度分析验证最佳预测指标组合的合理性。方案一保留全部预测指标作为对比项,方案二筛除与岩爆等级之间灰色关联度较低的两项预测指标,方案三采用复合指标,方案四采用独立指标。搜集了151个岩爆样本数据作为模型数据集,将SSA-RF模型的预测效果与其他7种预测方法进行比较,并分析了不同样本容量的模型敏感性。结果表明:方案二为最佳方案,最佳预测指标组合为围岩切向应力、应力系数、弹性能指数和单轴抗压强度;相比于其他7种预测方法,SSA-RF模型在4组方案中预测准确率均最高且平均准确率达到88.09%,在最佳方案中甚至达到95.23%;SSA-RF模型的预测指标重要度排序较RF模型更合理并有效验证了最佳预测指标组合的合理性;采用SSA优化RF模型可以提高RF模型对不同岩爆样本容量的预测准确率和泛化性,有效弥补了RF模型随机性的不足。综上可知,SSA-RF模型对于实际工程的岩爆等级预测具有可行性和有效性。
关键词
岩爆等级预测
灰色关联
分析
SSA-RF
模型
模型重要度分析
模型
敏感性
分析
Keywords
rockburst grade prediction
grey correlation analysis
SSA-RF model
importance analysis of model
sensitivity analysis of model
分类号
TD853 [矿业工程—金属矿开采]
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
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1
基于灰色关联分析和SSA-RF模型的岩爆等级预测
满轲
武立文
刘晓丽
宋志飞
柳宗旭
刘汭琳
曹子祥
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023
11
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职称材料
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参考文献
引证文献
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