[發(fā)明專利]一種基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510089603.8
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104732070B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇國韶;翟少彬;程綱為;江權(quán);蔣劍青;胡李華;彭立鋒;尹宏雪
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司45104
• 代理人: 覃現(xiàn)凱

1.一種基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1選定巖爆評價指標(biāo)及等級劃分標(biāo)準(zhǔn)；

步驟2廣泛收集國內(nèi)外一些重大深部巖石工程巖爆實(shí)例，建立豐富的訓(xùn)練樣本庫，對樣本輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以便于IVM的訓(xùn)練及預(yù)測；

步驟3采用交叉驗證策略訓(xùn)練IVM巖爆等級分類模型，并依據(jù)學(xué)習(xí)及預(yù)測結(jié)果調(diào)整IVM模型的初始參數(shù)設(shè)置及訓(xùn)練樣本庫，得到最終的IVM巖爆等級預(yù)測模型；

步驟4應(yīng)用IVM巖爆等級預(yù)測模型，輸入待預(yù)測巖爆樣本的輸入特征向量，獲得巖爆等級的預(yù)測值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟1中，選定應(yīng)力系數(shù)σ_θ/σ_c、脆性系數(shù)σ_c/σ_t、及彈性能量指數(shù)W_et作為判定巖爆發(fā)生與否及烈度等級的評價指標(biāo)，其中σ_θ/σ_c反映強(qiáng)度條件，W_et反映能量條件，σ_c/σ_t反映巖性條件，將巖爆烈度等級從弱至強(qiáng)分為無巖爆I級、輕微巖爆II級、中等巖爆III級和強(qiáng)烈?guī)r爆IV級；所述σ_θ為洞壁圍巖的最大切應(yīng)力，σ_c為洞壁圍巖的單軸抗壓強(qiáng)度，σ_t為洞壁圍巖的單軸抗拉強(qiáng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟1中，分別以巖爆的評價指標(biāo)及等級作為樣本的輸入特征向量和輸出目標(biāo)，收集重大深部巖石工程巖爆實(shí)例，并進(jìn)行初步篩選剔除其中重復(fù)或明顯沖突的巖爆樣本，建立豐富的訓(xùn)練樣本庫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟2中，應(yīng)用z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法，對巖爆樣本輸入特征向量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，經(jīng)過處理的樣本的輸入特征向量在各維度上符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，采用把多類分類問題分解為多個二分類問題的基本思路，建立并組合多個IVM二分類模型實(shí)現(xiàn)巖爆等級多類分類。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，采用典型的k倍交叉驗證法；將訓(xùn)練樣本庫隨機(jī)均分為k份，依次選定其中k?1份作為訓(xùn)練樣本，另外1份作為測試樣本，設(shè)置IVM巖爆等級分類模型的初始參數(shù)，應(yīng)用該IVM模型進(jìn)行學(xué)習(xí)及預(yù)測，并利用k次計算平均的學(xué)習(xí)準(zhǔn)確率及預(yù)測準(zhǔn)確率評定模型的學(xué)習(xí)及泛化性能。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息向量機(jī)的巖爆等級預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，若經(jīng)交叉驗證的IVM巖爆等級分類模型的性能不滿足要求，根據(jù)學(xué)習(xí)及預(yù)測結(jié)果調(diào)整模型的初始參數(shù)設(shè)置或?qū)τ?xùn)練樣本庫進(jìn)行必要篩選，并重新進(jìn)行交叉驗證訓(xùn)練，重復(fù)執(zhí)行最終得到具有較強(qiáng)學(xué)習(xí)及泛化性能的IVM巖爆等級預(yù)測模型。