基于AIC准则的煤矿区单点动态沉降时间函数优化选取

TD325; 时间函数法是最常用的煤矿区地表动态形变预测方法之一.其中,描述地表单点"S"型沉降过程的数学模型选取直接影响时间函数法的形变预测精度和可靠性.现有研究大都以拟合残差最小化为目标,通过修正或引入"S"型增长数学模型提高时间函数法的预测精度.然而,该方式容易导致"过拟合"现象,增加模型复杂度和参数反演难度.为克服该问题,引入了拟合残差和模型复杂度2个关键的优化选取指标,以来自 7个不同地质采矿条件矿区的 103个观测点时序沉降值为样本,采用理论分析与赤池信息量准则探讨了 12种常见"S"型增长模型在煤矿区...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. 6; pp. 177 - 186
Main Authors 乔思宇, 杨泽发, 李志伟, 朱晓峻, 牛晶晶, 钱雨扬
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙 410083%安徽大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230601 01.06.2023
Subjects
地表沉陷
动态沉降预测
赤池信息量准则
时间函数
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ISSN0253-2336
DOI10.13199/j.cnki.cst.2022-0047

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Summary:TD325; 时间函数法是最常用的煤矿区地表动态形变预测方法之一.其中,描述地表单点"S"型沉降过程的数学模型选取直接影响时间函数法的形变预测精度和可靠性.现有研究大都以拟合残差最小化为目标,通过修正或引入"S"型增长数学模型提高时间函数法的预测精度.然而,该方式容易导致"过拟合"现象,增加模型复杂度和参数反演难度.为克服该问题,引入了拟合残差和模型复杂度2个关键的优化选取指标,以来自 7个不同地质采矿条件矿区的 103个观测点时序沉降值为样本,采用理论分析与赤池信息量准则探讨了 12种常见"S"型增长模型在煤矿区地表单点沉降过程描述中的优化选取.结果表明:①12种模型中,5个四参数模型的平均拟合残差为 3.51 cm,明显优于二参数Knothe模型(14.10 cm),但仅略优于 6个三参数模型(4.78 cm);②在兼顾拟合残差和模型复杂度的准则下,三参数模型普遍优于四参数和二参数,说明三参数模型比较适合描述矿区地表单点动态沉降过程,而四参数和二参数模型则分别存在"过拟合"(过度参数化)和"欠拟合"现象;③在 6个三参数模型中,模型的优化选取与覆岩岩性有关.其中,软和中硬覆岩条件下,目前尚未被引入时间函数法的三参数Hossfeld模型能够较好地兼顾拟合残差小和模型复杂度低 2个关键指标,但在坚硬覆岩条件下,Weibull模型表现则优于Hossfeld模型.
ISSN:0253-2336
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-0047