證據(jù)理論研究及其在礦井突水預(yù)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、煤礦水害是礦井建設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程中的主要災(zāi)害之一。突水事故給煤礦企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。礦井突水預(yù)測(cè)是一個(gè)涉及水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、開(kāi)采條件、巖石力學(xué)等諸多因素的復(fù)雜問(wèn)題。論文針對(duì)礦井突水這一不確定性和非線(xiàn)性災(zāi)害問(wèn)題，建立了基于證據(jù)理論的礦井突水預(yù)測(cè)模型。主要對(duì)基于證據(jù)理論的信息融合技術(shù)在解決沖突證據(jù)、處理具有模糊性的對(duì)象和構(gòu)建基本概率賦值函數(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行深入分析和研究，并利用改進(jìn)的證據(jù)理論，融合礦井突水動(dòng)態(tài)前兆信息，建立多場(chǎng)耦合

2、的礦井突水預(yù)測(cè)模型，為礦井突水的可靠預(yù)測(cè)奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
　　論文針對(duì)傳統(tǒng)沖突系數(shù)識(shí)別證據(jù)沖突存在的不足，采用pignistic變換后得到的基本概率賦值函數(shù)之間的距離，結(jié)合傳統(tǒng)沖突量化標(biāo)準(zhǔn)，討論了 Dempster組合規(guī)則適用條件，提出了一種改進(jìn)的證據(jù)組合方法。該方法通過(guò)證據(jù)之間的pignistic概率距離表示證據(jù)之間的沖突程度，將證據(jù)間的沖突程度轉(zhuǎn)化成相似程度，然后求出證據(jù)之間的支持程度，并確定權(quán)重系數(shù)，最后采用Dempst

3、er組合規(guī)則合成使用權(quán)重系數(shù)調(diào)整后的基本概率賦值。數(shù)值算例表明改進(jìn)的方法不僅能夠處理一般沖突，而且也能解決一票否決以及魯棒性問(wèn)題，并能使組合結(jié)果收斂到正確目標(biāo)且收斂速度較快，這對(duì)改善信息融合系統(tǒng)的性能具有重要的意義。
　　獲取基本概率賦值是應(yīng)用證據(jù)理論解決工程問(wèn)題最關(guān)鍵的一步，也是證據(jù)理論的核心問(wèn)題。但由于證據(jù)理論應(yīng)用背景的復(fù)雜性和多樣性，使得尋求一種通用的構(gòu)造基本概率賦值函數(shù)的方法一直難以較好地得到解決。論文基于廣義三角模糊數(shù)，

4、提出了一種通用的基本概率賦值構(gòu)造方法。該方法利用樣本數(shù)據(jù)的最小值、平均值和最大值構(gòu)造單元素命題的三角模糊數(shù)表示模型，多子集命題的廣義三角模糊數(shù)表示模型用單元素命題的三角模糊數(shù)表示模型的交疊部分來(lái)表示，通過(guò)廣義三角模糊數(shù)的隸屬度來(lái)構(gòu)造基本概率賦值。該構(gòu)造策略簡(jiǎn)單實(shí)用，易于計(jì)算，有廣闊的應(yīng)用前景。
　　由于傳統(tǒng)證據(jù)理論無(wú)法處理具有模糊性的對(duì)象，論文利用證據(jù)理論和模糊集的優(yōu)點(diǎn)來(lái)表示和處理不精確和模糊的信息，將證據(jù)理論向模糊集擴(kuò)展。定義了

5、一種新的模糊集貼近度計(jì)算方法?；谛碌馁N近度和模糊集分解定理，定義了模糊信任函數(shù)和模糊似然函數(shù)，其計(jì)算方法不受隸屬度函數(shù)“關(guān)鍵點(diǎn)”的影響，能有效獲取實(shí)際焦元變化信息，對(duì)焦元的微小變化也比較敏感；基于貼近度的模糊證據(jù)組合規(guī)則可有效地獲取模糊焦元的變化信息，能夠處理不確定和模糊信息，合成結(jié)果更有利于目標(biāo)決策，這對(duì)擴(kuò)大證據(jù)理論的應(yīng)用范圍具有重要意義。
　　從信息融合的角度，將本文提出的改進(jìn)的證據(jù)理論應(yīng)用到礦井突水水源識(shí)別和煤層底板突水量