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安全与环境学报2024年第10期:结合CNN-LSTM优化模型在尾矿坝浸润线预测中的应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:袁利伟;杨柳;何涛;李延林;魏学松;徐海燕;

单位:昆明理工大学公共安全与应急管理学院;开远市应急管理局;永善金沙矿业有限责任公司;昆明理工大学设计研究院;

摘要:浸润线是尾矿库的生命线,准确地预测浸润线仍是目前较难解决的重要课题。为了能够有效地预测尾矿坝浸润线的演变态势,提出了一种适用于尾矿坝浸润线预测的高精度卷积神经网络-长短期记忆(Convolutional Neural Network-Long Short-Term Memory, CNN-LSTM)网络优化模型。以云南省某铜矿尾矿库为研究对象,运用CNN提取浸润线数据在高维空间的联系,并捕捉浸润线时序特性的空间关联特征,运用LSTM捕捉及解析其长期依赖关系的特点,优化CNN的卷积层层数与LSTM隐含层层数,选取最优组合,实现对浸润线变化趋势的精确预测。试验结果表明:与单一的CNN模型和LSTM模型相比,CNN-LSTM优化模型的收敛速度快,泛化能力强,且该模型的决定系数、平均绝对误差、均方误差、平均绝对百分比误差、均方根误差均达到了非常高的拟合优度及预测精度,显示了基于CNN-LSTM优化模型进行尾矿坝浸润线预测的优越性,为保障尾矿库长期安全运行提供依据。

关键词:安全工程;尾矿坝;卷积神经网络(CNN);长短期记忆(LSTM);浸润线预测

基金资助:国家自然科学基金项目(53264020)