ПРОГНОЗ ВРЕМЕНИ И ВЕРОЯТНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОВАЛА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАД ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОСЕТИ
В.А. Дрибан, Н.А. Дуброва, В.В. Трофимов, А.И. Яркова, А.В. Антипенко
Республиканский академический научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики, геофизики и маркшейдерского дела, Донецк, Россия
viktor-driban@yandex.ru
Ключевые слова: Провалообразование, горные выработки, анализ выживаемости, нейронные сети, Deep Survival Machines, цензурированные данные, время события, прогнозирование риска, генетические алгоритмы
Страницы: 29-38
Аннотация
Рассмотрена задача прогнозирования времени и вероятности образования провалов земной поверхности в зонах влияния подземных горных выработок. Актуальность исследования обусловлена ограниченностью классических эмпирических и численных методов при оценке безопасности работы в сложных горно-геологических условиях, недостатком исходных данных и необходимостью учета цензурированных наблюдений, т. е. случаев отсутствия провала в период наблюдения. Основным инструментом служила нейросетевая модель анализа выживаемости Deep Survival Machines. Подбор гиперпараметров модели выполнен с помощью генетических алгоритмов. Показано, что предложенная модель обеспечивает возможность экстраполяции времени провалообразования за пределы обучающей выборки и демонстрирует приемлемую точность прогнозирования (средняя абсолютная ошибка 10 - 12 лет). Выявлена систематическая переоценка времени наступления события, обусловленная дисбалансом данных. Для ее устранения предложены два подхода: квантильная интерпретация функции выживания и корректировка предсказаний на основе анализа остатков. Модификации модели позволяют существенно снизить риск завышения прогнозируемого времени провалообразования при сохранении приемлемого уровня точности. Данный подход может использоваться для оценки устойчивости горных выработок и принятия решений в области промышленной безопасности.
DOI: 10.15372/FTPRPI20260403 |
