Roadway safety monitoring method of DAS system based on EMD-LSTM
-
摘要: 煤岩体的应力分布不均衡是造成巷道煤岩体坍塌的主要原因。实时了解和预测煤岩体安全性对保障煤矿安全生产和矿工生命安全具有重大意义。LSTM模型为光纤扰动预测提供了合适的技术方法,但光纤传感技术中后向瑞利散射信号具有非平稳特性,增加了预测难度。针对扰动预测精度低的问题,提出了一种基于EMD-LSTM的DAS系统巷道安全监测方法,以提高信号预测精度。使用EMD技术将解调信号分解成若干相对稳定的子序列,然后利用LSTM建模,通过多次迭代方式获得准确的预测结果。实验结果表明,该方法在保持实时性的同时,定位预测成功率达95%,预测解调信号波形失真度仅为0.035,较BP神经网络具有更优的综合性能和异常噪声数据消除效果,实现了精准预测,推动了DAS系统在结构检测中的实用化进程。
-
-
[1] 任建业, 李雨成, 张欢, 等.单裂隙结构特征对煤岩体内瓦斯流动特性的影响[J].采矿与安全工程学报, 2022, 1(12):1214-1222. [2] 王登科, 魏强, 魏建平, 等.煤的裂隙结构分形特征与分形渗流模型研究[J].中国矿业大学学报, 2020, 49(1):103-109. [3] 刘长友, 刘江伟.煤岩体裂化的弱结构体应力转移原理及应用[J].采矿与安全工程学报, 2022, 39(2):359-369. [4] 石延平, 倪立学, 陈季萍.压磁式应力测量仪的设计[J].仪表技术与传感器, 2010(3):15-18. [5] 张凯华.顶板水压致裂卸压效果评价及工程应用[J].现代矿业, 2021, 37(3):48-50. [6] 袁勇, 赵希磊, 周冬瑞, 等.TJ-2型体积式应变仪故障检测装置[J].地震地磁观测与研究, 2022, 43(3):70-73. [7] 韩晓玉, 邬爱清, 徐春敏.地应力测量精度及其全要素量化表征研究[J].长江科学院院报, 2021, 38(8):84-90. [8] 李天宇, 李远, 秦志暄, 等.基于空心包体应变计的扰动应力云监测系统构建[J].中国矿业, 2021, 30(10):96-105. [9] ZHANG J, ZHU T, ZHOU H, et al.High spatial resolution distributed fiber system for multi-parameter sensing based on modulated pulses[J].OPT Express, 2016, 24(24):27482-27493.
[10] BRAVO M, BAPTISTA J M, SANTOS J L, et al.Micro-displacement sensor combined with a fiber ring interrogated by an optical time-domain reflectometer[J].IEEE Sensor Journal, 2014, 14(3):793-796.
[11] YAMATE T, FUJISAWA G, IKEGAMI T.Optical sensors for the exploration of oil and gas[J].Journal of Lightwave Technology, 2017, 35(16):3538-3545.
[12] YUAN M, ISLAM A, FRODE H, et al.Simultaneous distributed acoustic and temperature sensing using a multimode fiber[J].IEEE Journal of Sel Top Quant, 2021, 26(4):96-105.
[13] 李斌, 张一凡, 颜世烨, 等.基于改进极限学习机ELM的光伏发电预测方法研究[J].热能动力工程, 2022, 37(10):207-214. [14] 周海, 李登宣, 尹万思, 等.基于极限学习机的光伏发电短期预测校正方法[J].电网与清洁能源, 2020, 36(6):64-69. [15] 叶从周, 肖朋林, 秦俊, 等.基于聚类和随机森林回归的超大型建筑能耗负荷预测模型研究[J].绿色建筑, 2022, 14(5):48-51. [16] 朱明亚, 潘毅群, 吕岩等.能耗预测模型在建筑能效优化中的应用研究[J].建筑科学, 2020, 36(10):35-46. [17] 杨丽娜, 赵鹏, 王佩哲.基于GRU神经网络的数据中心能耗预测模型研究[J].电力信息与通信技术, 2021, 19(3):10-18. [18] 高英博, 顾中煊, 罗淑湘等.能耗预测导向的建筑能耗异常数据识别与修复[J].科学技术与工程, 2019, 19(35):298-304. [19] 廖聿宸, 张瑞阳, 林榕, 等.基于层叠式残差LSTM网络的桥梁非线性地震响应预测[J].工程力学, 2012, 1(12):67-66. [20] 宋绍剑, 李博涵.基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测方法的研究[J].可再生能源, 2021, 39(5):594-602. [21] 苏连成, 朱娇娇, 郭高鑫等.基于LSTM的塔架振动状态监测研究[J].燕山大学学报, 2022, 46(5):437-445.
计量
- 文章访问数: 9
- HTML全文浏览量: 0
- PDF下载量: 3