基于LSTM-Bishop反馈耦合机制的尾矿库安全预警系统研究

摘要

近年尾矿库溃坝造成的安全事故频发，尾矿库作为一种高势能人造泥石流危险源，对其进行安全预警监测是必不可少的。本文提出一种基于长短期记忆算法-毕肖普(long short term memory-Bishop, LSTM-Bishop)反馈耦合机制的尾矿库安全预警系统，实时监测尾矿库各参数指标并及时预警。该系统基于卡尔曼滤波(Kalman filter)算法对各个监测传感器传输的数据进行处理，使用基线解算方法对北斗定位终端传输的坐标进行时空基准统一，最后通过LSTM-Bishop反馈耦合模型对最小安全系数做出预测，根据动态预警阈值做出风险决策。模型使用反馈耦合机制，通过在LSTM网络中加入毕肖普物理约束，使LSTM网络的预测误差显著降低，对最小安全系数的预测准确度达到90%以上。系统使用物联网、云计算等多种先进技术，实现了对尾矿库的实时监测预警，对预防安全事故的发生起到了积极作用。

关键词

尾矿库 / LSTM-Bishop / 反馈耦合 / 卡尔曼滤波 / 基线解算