BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在爆破振動(dòng)中的研究與應(yīng)用

冷智高，李祥龍，程 明，宋春輝，陶子豪

(昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，昆明650093)

巖體爆破是一個(gè)極為復(fù)雜的過程，它是多因素與多目標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系，存在很多難以用數(shù)理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的影響參數(shù)，目前尚沒有一個(gè)完全理論化的公式可以對(duì)爆破效果進(jìn)行公式計(jì)算，很多情況下工程師都是通過半經(jīng)驗(yàn)半公式以及類比方法對(duì)爆破效果進(jìn)行預(yù)測計(jì)算。目前而言應(yīng)用較多的是薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式，但薩氏公式僅考慮裝藥量和爆源距兩個(gè)因素[1]，無法充分的考慮影響爆破結(jié)果的因素，故而預(yù)測誤差較大，難以進(jìn)行爆破預(yù)測。隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，人們對(duì)安全意識(shí)的加深，施工方對(duì)爆破效果的要求也越來越高，這就要求使用更加精確的預(yù)測公式或模型提高爆破效果的預(yù)測精度。

近幾十年來，隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為人們解決了現(xiàn)實(shí)中大量的非線性問題，它在進(jìn)行模糊控制、不確定控制中具有獨(dú)特的優(yōu)勢[2]。爆破工作者們也逐步將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到爆破效果的預(yù)測中來，取得了非常滿意的效果。韓亮等[3]結(jié)合Weibull模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高臺(tái)階拋擲爆破爆堆形態(tài)進(jìn)行研究；王建國等[4]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究露天煤礦爆破振動(dòng)；徐全軍等[5]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測爆破地震峰值；林從謀等[6]也利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究隧道掘進(jìn)爆破地震的峰值。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中應(yīng)用最為廣泛[7]也最為成熟的就是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)是非線性程度相當(dāng)高的動(dòng)力系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的非線性動(dòng)態(tài)處理能力。……