基于混沌时间序列的瓦斯浓度预测研究

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1、2442011，47（10）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于混沌时间序列的瓦斯浓度预测研究1，22，32张宝燕，李茹，穆文瑜1，22，32ZHANGBaoyan，LIRu，MUWenyu1.晋中学院计算机科学与技术学院，山西晋中0306002.山西大学计算机与信息技术学院，太原0300063.山西大学计算智能与中文信息处理教育部重点实验室，太原0300061.CollegeofComputerScienceandTechnology，JinzhongUniversity，Jinzhon

2、g，Shanxi030600，China2.SchoolofComputer&InformationTechnology，ShanxiUniversity，Taiyuan030006，China3.KeyLabofComputationalIntelligenceandChineseInformationProcessingofMOE，ShanxiUniversity，Taiyuan030006，ChinaZHANGBaoyan，LIRu，MUWenyu.Studyongasconcentrationpredictionbasedoncha

3、otictimeseries.ComputerEngi-neeringandApplications，2011，47（10）：244-248.Abstract：Inrecentyears，minedisastersareoccuringfrequently，especiallygasaccidentswhichareoftenreportedinnewspa-pers.Gasaccidentsareusuallyaccompaniedbyahighconcentrationofthegas，sogasconcentrationpredict

4、ingofthefuturemomentisaneffectivemeansofgasaccidentforecastingandhasveryimportantsignificancetoproductionsafetyincoalmines.ThispapersimplifiesC-Cmethodonchaostheory，andreconstructsphasespaceusingtimeseriesofgasconcentrationvaluesbymonitoringfromfivecoalmines.Thepaperchoose

5、sanappropriatevalueforthedelaytimeandtheembeddingdimensionaccordingtotherealvaluesofgasconcentration，andthenforecaststhegasconcentrationofthenextmomentusingweightone-ranklocal-regionmethod.Theexperimentalresultsshowtimeseriesofgasconcentrationhaveobviouslythechaoticpropert

6、y.Theresultsalsoshowmoderatecalculationandbetterforecastresultswhenthelengthoftimeseriesis500.Themeansquareerrorofforecastresultsof100abnormalgasconcentrationvaluesis0.122024，thusthemethodcanbeusedforthepredictionofgasaccidentsandprovidebasisfordecisionmakingincoalmines，fo

7、rexample，takingmeasuressuchasventilationininatimelymanner.Keywords：timeseriesofgasconcentration；chaos；reconstructphasespace摘要：近年来各种矿难频发，特别是瓦斯事故时见于报端。瓦斯事故通常伴随着较高的瓦斯浓度，因此，预测未来时刻的瓦斯浓度是预测瓦斯事故的有效手段，对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。对混沌理论中的C-C方法进行简化，并用这种方法对5大煤矿的瓦斯浓度监测数据构成的时间序列进行相空间重构，依据数据的实际情况确

8、定其最佳时延和嵌入维，然后用加权一阶局域法对下一时刻的瓦斯浓度进行预测。实验结果表明瓦斯浓度时间序列具有明显的混沌特性，且当时间序列长度为500时，计算量适中且预测结果较优，对5