基于数字孪生的煤矿两柱式支架载荷预测方法

1

作者 张帆 李玉雪 +1 位作者 李昱翰 邵光耀 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期312-325,共14页

现有的矿山巷道液压支架载荷预测方法通常假设静态时空开采布置,忽略了远场围岩的动载荷,影响了冲击地压预测的准确性。为了确保安全开采,必须对潜在的冲击地压进行实时和精确的预测评估。提出一种基于数字孪生和机器学习的麻雀搜索算... 现有的矿山巷道液压支架载荷预测方法通常假设静态时空开采布置,忽略了远场围岩的动载荷,影响了冲击地压预测的准确性。为了确保安全开采,必须对潜在的冲击地压进行实时和精确的预测评估。提出一种基于数字孪生和机器学习的麻雀搜索算法–随机森林(SSA–RF)预测方法。通过分析支护系统与围岩的相互作用,建立了两柱式支架的数字孪生体模型,基于数据驱动实现物理实体与其数字孪生体之间的交互映射与同步反馈。对比分析两柱式支架升柱过程中姿态变量的计算值与真实值发现,与支架物理实体相比,数字孪生体模型的角度平均误差为0.14°,长度平均误差为6.15mm,符合精度要求。此外,麻雀搜索算法用于优化随机森林中决策树和节点特征的数量。与使用单一预测模型相比,SSA–RF预测模型的建立提高了收敛速度和优化能力。试验结果表明,与长短期记忆(LSTM)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)等预测算法相比,笔者提出的SSA–RF方法表现最优,其在中部支架和端头支架数据集上的预测准确率分别达到85.89%和91.09%。此外,研究发现,工作面中部支架所在区域顶板易出现断裂失稳现象,会破坏工作面中部区域垂直方向的应力支撑条件,从而导致中部支架载荷变化范围更大预测精度略低于端头支架。上述研究结果将对进一步研究煤矿冲击地压发生机理和准确预测潜在冲击地压提供一定理论借鉴。 展开更多

关键词 冲击地压矿井 数字孪生 两柱式支架 麻雀搜索算法 支架载荷预测

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基于神经网络的飞机关键结构载荷预测方法研究

2

作者 薛海峰 张彦军 宁宇 《航空工程进展》 2025年第1期151-157,168,共8页

飞机使用数据的关键结构载荷预测对飞机的损伤分析和寿命预测具有重要的作用,可以为实现飞机的主动视情维修提供技术支撑。采用机器学习方法中的前馈神经网络建立大型运输机尾翼根部剪力、弯矩、扭矩载荷模型,与有限元模型计算的载荷进... 飞机使用数据的关键结构载荷预测对飞机的损伤分析和寿命预测具有重要的作用,可以为实现飞机的主动视情维修提供技术支撑。采用机器学习方法中的前馈神经网络建立大型运输机尾翼根部剪力、弯矩、扭矩载荷模型,与有限元模型计算的载荷进行对比,并且将前馈神经网络的预测结果与随机森林方法和多元线性回归方法的预测结果进行对比和分析。结果表明:前馈神经网络的预测结果的相对误差满足工程要求,前馈神经网络的预测精度优于随机森林方法和多元线性回归方法,为构建基于数据驱动的飞机结构损伤分析和寿命评估体系提供了重要的技术支持。 展开更多

关键词 神经网络 飞行参数 载荷预测 多元线性回归 视情维修

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基于多级特征提取框架的风电机组载荷预测方法

3

作者 岳健 史秉帅 +2 位作者 范寒 张克 张海龙 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期350-359,共10页

该文研究了对风电机组进行载荷预测的问题,主要从两个方面展开:SCADA数据增强与使用多级特征提取框架做载荷预测。首先采用生成对抗网络(WGAN-GP)进行数据增强。在载荷预测方面,不同于传统的Transformer模型应用于文本数据,该文使用风... 该文研究了对风电机组进行载荷预测的问题,主要从两个方面展开:SCADA数据增强与使用多级特征提取框架做载荷预测。首先采用生成对抗网络(WGAN-GP)进行数据增强。在载荷预测方面,不同于传统的Transformer模型应用于文本数据,该文使用风电机组运行时的结构化数据,且为提高特征提取能力,提出一种多级特征提取器进行特征提取。最后使用改进的Transformer模型和DNN、ResNet等模型的结果进行对比,发现多级特征提取模型对于与目标特征相关性较高的数据有较好的预测效果,同时对于相关性较低的数据也具有较好的非线性提取能力。 展开更多

关键词 风电机组 TRANSFORMER 特征提取 生成对抗网络 载荷预测 数据增强

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基于长短期记忆网络与小波变换的直升机飞参-载荷预测

4

作者 谢克诚 周轩 董雷霆 《航空科学技术》 2024年第11期51-57,共7页

结构疲劳对直升机的飞行安全构成严重威胁。基于数字孪生的直升机单机寿命监控旨在考虑每架直升机结构损伤和健康状态的差异,从而合理地安排检查维护,其中获取可靠的直升机载荷数据是实现数字孪生的重要步骤。本文提出一种基于长短期记... 结构疲劳对直升机的飞行安全构成严重威胁。基于数字孪生的直升机单机寿命监控旨在考虑每架直升机结构损伤和健康状态的差异,从而合理地安排检查维护,其中获取可靠的直升机载荷数据是实现数字孪生的重要步骤。本文提出一种基于长短期记忆网络(LSTM)的直升机飞行载荷预测方法,可以考虑飞行与应变数据的非线性时变关系,以直升机飞行参数为输入,预测桨盘中心件飞行载荷;针对实际使用过程中载荷采样频率高于飞参的情况,通过小波变换对高采样载荷降维,实现了升采样载荷预测。最后,使用从某型直升机获取的实测试飞数据对上述方法进行了验证。该方法为可靠获取直升机结构数字孪生的载荷数据提供了重要参考,未来也可进一步扩展至其他航空结构。 展开更多

关键词 载荷预测 数字孪生 直升机 长短期记忆网络 小波变换

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基于神经网络的飞行课目载荷预测研究

5

作者 沈文静 蒋盼盼 李彬 《航空科学技术》 2024年第10期35-42,共8页

精确地跟踪、预测飞行载荷对单机寿命监控至关重要,相比传统的飞参解析法,神经网络在预测复杂飞行状态下的飞行载荷具有明显优势,然而现在国内外大部分研究的预测模型主要用于预测单个部件的飞行载荷,缺乏以飞行课目为输入的全局性飞行... 精确地跟踪、预测飞行载荷对单机寿命监控至关重要,相比传统的飞参解析法,神经网络在预测复杂飞行状态下的飞行载荷具有明显优势,然而现在国内外大部分研究的预测模型主要用于预测单个部件的飞行载荷,缺乏以飞行课目为输入的全局性飞行载荷预测。本文通过飞行课目归并,挖掘各飞行课目典型飞行架次,建立课目与飞行特性矢量间的映射关系,获得输入数据库,以反向传播神经网络方法为基础,结合主成分分析(PCA)法和遗传算法(GA),构建飞行课目载荷预测方法,训练得到各飞行课目下不同预测对象的载荷预测模型,实现全局性预测,形成新型载荷监控模式。根据校验结果可知,基于神经网络的飞行课目载荷预测方法方便快捷、准确高效。 展开更多

关键词 飞行载荷预测 神经网络 飞行课目归并 主成分分析法 遗传算法

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基于传递函数分析的汽车动态载荷预测方法

6

作者 唐俊 《汽车与新动力》 2024年第3期48-51,共4页

基于整车两自由度振动模型进行动态载荷传递函数分析,在获得整车参数或状态改变后的簧上和簧下传递函数比,提出了基于传递函数比的汽车动态载荷谱预测方法;采用基于虚拟试验场的耐久性载荷谱提取方法,对所预测的载荷谱进行了验证。结果... 基于整车两自由度振动模型进行动态载荷传递函数分析,在获得整车参数或状态改变后的簧上和簧下传递函数比,提出了基于传递函数比的汽车动态载荷谱预测方法;采用基于虚拟试验场的耐久性载荷谱提取方法,对所预测的载荷谱进行了验证。结果表明:提出的方法可以有效预测汽车在不同载重状态下的动态载荷谱,但由于质量变化会引起汽车悬架系统的阻尼特性发生变化,导致载荷谱仿真值比预测值有所滞后。 展开更多

关键词 汽车动态载荷 传递函数 动态载荷谱 载荷谱预测 虚拟试验场

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基于多源数据融合的悬臂式掘进机截割载荷预测 被引量：3

7

作者 赵红美 杨珍明 《煤矿机械》 北大核心 2020年第10期199-201,共3页

针对巷道掘进工作环境恶劣、截割载荷识别难度大的问题,提出了一种基于多源数据融合的掘进机截割载荷预测方法。以掘进机截割部在实际工况中采集的振动信号、电流信号以及温度信号为多源数据基础,采用小波包奇异值分解算法提取出多源数... 针对巷道掘进工作环境恶劣、截割载荷识别难度大的问题,提出了一种基于多源数据融合的掘进机截割载荷预测方法。以掘进机截割部在实际工况中采集的振动信号、电流信号以及温度信号为多源数据基础,采用小波包奇异值分解算法提取出多源数据的特征向量,通过WPA-RBF神经网络预测模型预测不同工况下截割不同硬度岩壁的截割载荷。仿真结果表明,基于多源数据融合的特征提取方法,可以对不同工况下截割不同硬度等级岩壁的载荷状态进行准确预测,确保了悬臂式掘进机在工况突变状况下的截割稳定性。 展开更多

关键词 悬臂掘进机 载荷预测 多源数据融合 RBF神经网络

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基于虚拟试车场的载荷预测研究 被引量：4

8

作者 韩海兰 刘立刚 《上海汽车》 2019年第7期44-50,共7页

文章基于HyperWorks/MotionView建立了某车型的动力学模型、虚拟试车场路面模型以及驾驶员模型,构建了“道路-车辆-人”的闭环系统。针对10种典型路面进行了相关的虚拟载荷预测,重点对轮心和悬架零部件载荷,从时域、频域两个维度与实车... 文章基于HyperWorks/MotionView建立了某车型的动力学模型、虚拟试车场路面模型以及驾驶员模型,构建了“道路-车辆-人”的闭环系统。针对10种典型路面进行了相关的虚拟载荷预测,重点对轮心和悬架零部件载荷,从时域、频域两个维度与实车道路采谱载荷数据进行对比分析。结果表明,所建立的车辆动力学模型精度可靠,输出的虚拟载荷可应用到后续零部件台架载荷的开发试验中。基于虚拟试车场的载荷预测技术,可快速且较为准确地预测车身、底盘零部件、发动机衬套等在不同耐久工况下的动态载荷情况,增强零部件设计的稳健性,减少物理样车和台架的试验次数,降低开发成本。 展开更多

关键词 虚拟试车场 载荷预测 道路载荷数据采集 疲劳耐久

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基于虚拟路面的载荷预测 被引量：8

9

作者 刘立刚 《上海汽车》 2015年第1期22-27,共6页

耐久性能是评价汽车品质的重要指标之一,载荷的获取是预测车辆疲劳寿命的关键因素。在车辆前期开发阶段,没有样车、没有实际零件的条件下,如何进行零件的强度校核和疲劳寿命预测,传统基于样车带有各种测量设备的载荷获取方式正面临着严... 耐久性能是评价汽车品质的重要指标之一,载荷的获取是预测车辆疲劳寿命的关键因素。在车辆前期开发阶段,没有样车、没有实际零件的条件下,如何进行零件的强度校核和疲劳寿命预测,传统基于样车带有各种测量设备的载荷获取方式正面临着严重挑战。通过对驾驶员模型、路面模型和轮胎模型等关键技术的深入探讨,提出了基于虚拟路面的载荷预测方法,为降低路试采谱强度,节约开发成本,缩短开发周期和虚拟试车场的建立提供了重要参考。 展开更多

关键词 疲劳寿命 虚拟路面 载荷预测

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基于Sine-SSA-BP神经网络模型的风机叶根载荷预测 被引量：7

10

作者 张良 何山 艾纯玉 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1322-1328,共7页

针对风机叶根载荷影响因素复杂、计算量大、非线性和强耦合,采用传统数理分析方法难以建模的问题。文章首先分析了叶根载荷的主要影响因素,并结合多元回归模型建立载荷预测模型;然后采用Bladed对2MW风机实验所得仿真数据划分训练数据集... 针对风机叶根载荷影响因素复杂、计算量大、非线性和强耦合,采用传统数理分析方法难以建模的问题。文章首先分析了叶根载荷的主要影响因素,并结合多元回归模型建立载荷预测模型;然后采用Bladed对2MW风机实验所得仿真数据划分训练数据集和测试数据集,并利用所得数据对Sine混沌映射改进麻雀算法优化的BP神经网络(Sine-SSA-BP)预测模型进行训练,使用训练后的模型进行叶根载荷预测;最后将预测结果与测试数据、BP神经网络预测模型和极限学习机(ELM)预测模型的预测结果进行对比分析。结果表明,Sine-SSA-BP预测模型性能更佳,预测精度更高,验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 载荷预测 极限学习机 BP神经网络 麻雀算法 混沌映射

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基于Informer的风电机组叶根载荷预测 被引量：3

11

作者 王伟 王海云 黄晓芳 《水力发电》 CAS 2023年第9期85-89,共5页

为了保障风电机组的安全经济运行,需要对风机关键部位的实时载荷进行监测和预测。因此,提出了一种基于Informer模型的风机叶根实时载荷预测方法。首先使用OpenFAST软件对风机进行仿真计算,然后利用仿真数据搭建Informer预测模型对风机... 为了保障风电机组的安全经济运行,需要对风机关键部位的实时载荷进行监测和预测。因此,提出了一种基于Informer模型的风机叶根实时载荷预测方法。首先使用OpenFAST软件对风机进行仿真计算,然后利用仿真数据搭建Informer预测模型对风机叶根实时载荷进行预测,最后给出了模型预测数据与实际数据的曲线并对预测结果进行了评估,证明了该方法的可行性。通过与LSTM和GRU两种常规模型的预测结果进行对比,证明了Informer模型有更优的预测性能。 展开更多

关键词 风电机组 叶根 载荷预测 Informer模型 LSTM GRU

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再入返回器极端热载荷预测方法 被引量：1

12

作者 张思宇 余莉 +1 位作者 曹旭 张章 《航天返回与遥感》 CSCD 2019年第2期25-32,共8页

为快速预测返回过程再入器的极端气动热载荷情况,文章以充气式再入器为研究对象,基于动力学运动方程及Kemp-riddell气动热工程公式,采用龙格-库塔方法开展了136组工况的返回过程数值计算,获得了充气式再入系统返回过程的轨迹弹道与驻点... 为快速预测返回过程再入器的极端气动热载荷情况,文章以充气式再入器为研究对象,基于动力学运动方程及Kemp-riddell气动热工程公式,采用龙格-库塔方法开展了136组工况的返回过程数值计算,获得了充气式再入系统返回过程的轨迹弹道与驻点热流密度变化情况,研究了驻点热流密度峰值和峰值出现高度与弹道系数、球头半径及再入角度的关系,发现驻点热流密度随弹道系数、再入角度的增加而增加、与球头半径的二次方成反比;但极端热载荷出现高度随弹道系数增加而降低,与球头半径和再入角度无关。文章提出了航天器以第一宇宙速度返回再入时极端热载荷的工程经验公式,采用公式对飞船返回舱、返回式卫星的极端热载荷进行预测,所得结果和试验数据基本一致,表明该预测公式具有较高的准确性和较好的通用性。文章的预测方法适用于再入返回器的设计初期阶段,可快速预测返回器再入过程的极端气动热载荷,满足气动热估算需求,为再入器气动热防护方案的选择提供支持与参考。 展开更多

关键词 气动减速 热载荷预测 气动热 热流密度 再入返回器

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基于Adam优化BP神经网络的风机等效疲劳载荷预测 被引量：6

13

作者 王伟 王海云 《现代电子技术》 2023年第17期102-106,共5页

针对传统风机载荷分析方法计算量大的问题,以风机载荷计算软件OpenFAST的仿真数据为基础,提出一种基于Adam算法优化BP神经网络的风机等效疲劳载荷预测模型。以叶根和偏航处的等效疲劳载荷作为特征样本数据进行训练和测试;采用可决系数... 针对传统风机载荷分析方法计算量大的问题,以风机载荷计算软件OpenFAST的仿真数据为基础,提出一种基于Adam算法优化BP神经网络的风机等效疲劳载荷预测模型。以叶根和偏航处的等效疲劳载荷作为特征样本数据进行训练和测试;采用可决系数和相对误差均值对模型的预测性能进行评估,并与采用随机梯度下降法(SGD)优化的传统载荷预测模型进行对比。结果表明:Adam算法优化下的神经网络载荷预测模型的预测性能要明显优于采用SGD优化的传统预测模型;相较于传统模型,δ_(m)最多可降低31.7%,R^(2)最多可提升7.8%。因此,提出的载荷预测模型能进一步提高风机载荷预测的准确度。 展开更多

关键词 风机 Adam优化算法 BP神经网络 等效疲劳载荷预测 随机梯度下降法 雨流计数法

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综采工作面液压支架载荷预测算法研究 被引量：2

14

作者 姜志刚 《煤矿机械》 2023年第8期32-35,共4页

液压支架载荷分析、预测技术是实现工作面围岩控制与安全、智能开采的基础。通过对液压支架的载荷数据进行分析,发现液压支架载荷数据具有较强的时间序列特征。基于统计学理论与数据挖掘方法建立了液压支架载荷的季节性差分自回归滑动平... 液压支架载荷分析、预测技术是实现工作面围岩控制与安全、智能开采的基础。通过对液压支架的载荷数据进行分析,发现液压支架载荷数据具有较强的时间序列特征。基于统计学理论与数据挖掘方法建立了液压支架载荷的季节性差分自回归滑动平均(SARIMA)模型。SARIMA模型能够实现对一个液压支架循环作业周期内的载荷变化规律进行较好的预测,预测效果较好,但由于液压支架载荷变化受多种因素影响,仅采用SARIMA模型仍然存在一定的局限性。将工作面上覆岩层断裂失稳的力学模型、数值模拟计算模型与时间序列模型进行有效融合,可以有效提高对液压支架载荷的预测效果。 展开更多

关键词 液压支架 时间序列 数据平稳性 SARIMA模型 支架载荷预测

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基于实测路谱的比利时路面载荷预测与试验对比研究 被引量：3

15

作者 王长明 曹正林 +2 位作者 李响 刘再生 赵晋 《汽车技术》 北大核心 2014年第8期46-49,55,共5页

基于某C级轿车实测数据在ADAMS/car中建立了整车多体动力学模型和虚拟2D比利时试验场路面模型,并以该路面耐久性行驶工况为输入条件,结合多体仿真、载荷虚拟迭代和道路载荷数据采集等技术获取了路面车辆的工作载荷。试验结果表明,比利... 基于某C级轿车实测数据在ADAMS/car中建立了整车多体动力学模型和虚拟2D比利时试验场路面模型,并以该路面耐久性行驶工况为输入条件,结合多体仿真、载荷虚拟迭代和道路载荷数据采集等技术获取了路面车辆的工作载荷。试验结果表明,比利时路面载荷预测仿真结果与测试结果在时域、幅值频次趋势基本一致,该方法可有效预测比利时路面车辆的动态载荷,同时可为整车及零部件的疲劳寿命分析和结构优化提供载荷输入条件。 展开更多

关键词 数字化路面 载荷预测 多体仿真

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基于ANFIS算法的天然石材铣削加工条件下的切削载荷预测方法 被引量：1

16

作者 赵德宏 张帅 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期535-542,共8页

目的建立有效的切削载荷预测模型,解决大理石材料在铣削过程中存在的切削载荷难以预测的问题。方法使用自适应神经模糊推理系统算法,通过进给速度、切削速度、背吃刀量和切削振动信号,建立铣削加工条件下的切削载荷预测模型,进行切削载... 目的建立有效的切削载荷预测模型,解决大理石材料在铣削过程中存在的切削载荷难以预测的问题。方法使用自适应神经模糊推理系统算法,通过进给速度、切削速度、背吃刀量和切削振动信号,建立铣削加工条件下的切削载荷预测模型,进行切削载荷的预测。结果该方法能够较准确预测天然石材铣削加工条件下的切削载荷,并且优化后的自适应神经模糊推理系统算法能够使切削载荷预测准确性达到92%,相对于传统的载荷预测模型,该模型预测精度更好。结论优化后的自适应神经模糊推理系统算法可以准确预测天然石材切削载荷,为天然石材铣削加工条件下的工艺参数优化提供了参考。 展开更多

关键词 自适应神经模糊推理系统 切削载荷预测 铣削加工 天然石材

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一种大型风力发电机组载荷预测技术研究 被引量：8

17

作者 章培成 孙勇 王琳 《能源工程》 2020年第5期55-57,64,共4页

为了实现风电场风力发电机组载荷的快速评估,对机组载荷预测进行了研究,提出了采用多元线性回归方法进行载荷预测建模,通过训练已有的数据库,得到准确的载荷预测模型。将预测结果与实际定场址计算结果进行了对比。结果表明:主要分量的... 为了实现风电场风力发电机组载荷的快速评估,对机组载荷预测进行了研究,提出了采用多元线性回归方法进行载荷预测建模,通过训练已有的数据库,得到准确的载荷预测模型。将预测结果与实际定场址计算结果进行了对比。结果表明:主要分量的极限载荷预测误差基本在3%以内,疲劳载荷误差在2%以内,能大幅度提高载荷评估效率,提高投标响应竞争力。 展开更多

关键词 风力发电机组 载荷预测 数据库 多元线性回归

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基于LSTM神经网络车辆零部件载荷预测方法研究

18

作者 陈沛 张桂明 何海 《上海汽车》 2023年第7期21-26,共6页

载荷信号是对车辆零部件结构的可靠性和疲劳耐久分析的基础。文章针对当前工程应用中载荷谱获取方法的不足,提出了一种基于LSTM神经网络来预测车辆零部件载荷的方法。将实采信号经过预处理后,选取整车六分力参数为输入,实现了减振器弹... 载荷信号是对车辆零部件结构的可靠性和疲劳耐久分析的基础。文章针对当前工程应用中载荷谱获取方法的不足,提出了一种基于LSTM神经网络来预测车辆零部件载荷的方法。将实采信号经过预处理后,选取整车六分力参数为输入,实现了减振器弹簧、稳定杆等底盘悬架零部件在比利时路面下载荷的预测,并从时域信号、功率谱密度、损伤方面将预测结果与实际测量结果进行了对比。结果表明,LSTM模型有足够高的精度,为整车结构载荷获取提供了一种新的途径。 展开更多

关键词 LSTM 神经网络 六分力 信号处理 载荷预测

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基于PCA-GA-BP神经网络的飞机飞行载荷预测研究

19

作者 蒋盼盼 李宏 +3 位作者 梁昌武 苏涛勇 毛玥 任智勇 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第4期30-38,共9页

飞行载荷的获取对飞机设计、飞机可靠性评估、飞机寿命监控等有着重要影响。为获取高精度飞行载荷,本文通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)及遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化BP神经网络,建立了PCA-GA-BP神经网络。... 飞行载荷的获取对飞机设计、飞机可靠性评估、飞机寿命监控等有着重要影响。为获取高精度飞行载荷,本文通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)及遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化BP神经网络,建立了PCA-GA-BP神经网络。将某飞机飞行的飞行参数作为输入,飞行载荷作为输出,对PCA-GA-BP神经网络进行训练和预测,并将其预测结果与传统BP神经网络和PCA-BP神经网络的预测结果进行对比。结果表明:PCA-GA-BP神经网络预测精度最高,且误差波动最小,平均相对误差为5.79%,最小相对误差为0.07%。综上,PCA-GA-BP神经网络具有较高的预测精度并且网络收敛速度极快,是一种预测飞行载荷的优良模型。 展开更多

关键词 飞行载荷预测 神经网络 主成分分析 遗传算法

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数据驱动的深井超长工作面支架载荷区域特征分析与分区预测 被引量：1

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作者 巩师鑫 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期1-12,共12页

实现液压支架载荷预测分析对于及时改善支架适应性和实现安全支护具有重要作用,需要高质量、大数量的支架载荷时序数据和有效的预测方法作为支撑。然而,深部超长工作面上覆岩层应力环境和垮落步距的非同质同步引发工作面不同区域支架载... 实现液压支架载荷预测分析对于及时改善支架适应性和实现安全支护具有重要作用,需要高质量、大数量的支架载荷时序数据和有效的预测方法作为支撑。然而,深部超长工作面上覆岩层应力环境和垮落步距的非同质同步引发工作面不同区域支架载荷差异化。因此,针对深井超长工作面顶板覆岩长期循环动载作用和分区破断造成工作面不同区域载荷差异明显以及无法实现动态区域更新下的液压支架载荷预测的问题,提出了一种数据驱动的深井超长工作面支架载荷区域特征分析与分区预测方法。首先,在获取工作面液压支架载荷数据的基础上,利用MeanShift聚类算法实现工作面区域动态划分,并分析深井超长工作面不同区域的支架载荷变化特征;然后,提出一种考虑多维时序数据特征和注意力机制LSTM预测方法,构建支架载荷一次性多输入多输出预测框架,实现了预测算法精度和输入输出特征结构的协同设计;最后,基于前述工作面区域划分结果,建立工作面区域化液压支架群组载荷预测模型,实现了综采工作面液压支架群组载荷时序数据循环训练和高精度预测。该方法通过考虑工作面载荷区域分布特征,建立多输入多输出特征工程,可实现基于工作面区域动态更新的液压支架群组载荷预测,能够为后续分析工作面矿压显现规律,超前适应采场环境变化和指导工作面正常回采提供依据。 展开更多

关键词 工作面 液压支架 载荷预测 时间序列数据 区域划分

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