基于数据预处理和改进麻雀算法的岩爆预测

张鼎 周宗红

张鼎, 周宗红. 基于数据预处理和改进麻雀算法的岩爆预测[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20240964
引用本文: 张鼎, 周宗红. 基于数据预处理和改进麻雀算法的岩爆预测[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20240964
ZHANG Ding, ZHOU Zonghong. Rock burst prediction based on data preprocessing and improved sparrow algorithm[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20240964
Citation: ZHANG Ding, ZHOU Zonghong. Rock burst prediction based on data preprocessing and improved sparrow algorithm[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20240964

基于数据预处理和改进麻雀算法的岩爆预测

doi: 10.11858/gywlxb.20240964

Rock burst prediction based on data preprocessing and improved sparrow algorithm

  • 摘要: 为解决机器学习岩爆预测中存在离群样本、样本不均衡、麻雀搜索算法易陷入局部最优等问题,从数据预处理和算法改进两个角度建立岩爆预测模型。首先,基于岩性条件、应力条件,选取围岩最大切向应力、抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为特征指标,采用3种机器学习算法,结合5折交叉验证方法,构建预测模型。在数据预处理阶段,收集174组国内外岩爆案例建立数据库,针对离群样本,引入局部异常因子(LOF)算法,根据岩爆等级逐级检测并剔除离群样本;针对样本不均衡,引入自适应过采样方法(ADASYN)增加少数类样本数目。采用3种混合策略改进麻雀搜索算法,利用改进麻雀搜索算法(ISSA),对极限梯度提升树(XGBoost)、随机森林(RF)、多层感知机(MLP)3种机器学习算法参数寻优,分析准确率、精确率等多个评价指标,对模型有效性验证。结果表明:对于新构建的最优模型ISSA-XGBoost准确率达到了94.12%,具有较高的预测准确率,此外,对4种特征指标进行特征重要性分析,确定了围岩最大切向应力是最重要特征。

     

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  • 网络出版日期:  2025-03-11

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