抗差加权整体最小二乘法在井筒变形监测中的应用

"基于WTLS的井筒变形监测算法及方案设计" 在井筒工程中，变形监测是一项至关重要的任务，它对于确保矿井的安全运行、防止意外事故以及优化开采策略具有决定性作用。传统的井筒变形监测算法通常依赖于最小二乘法，这种方法在处理观测数据时假设数据是无噪声的，但在实际应用中，观测数据往往受到随机误差和粗差的影响，导致计算结果的不准确。因此，谭兴龙等人提出了一种基于抗差加权整体最小二乘（Weighted Total Least Squares，WTLS）的新型监测算法。 该算法的核心思想是在最小二乘的基础上，引入抗差估计理论，以对抗观测数据中的粗差。在常规最小二乘法中，系数矩阵受到观测值随机误差的直接影响，这可能导致解算的井筒变形最优解偏离真实值。而WTLS算法则通过对待求参数和系数矩阵同时进行估计，有效地缓解了这一问题。此外，通过结合IGGⅢ三段权函数的抗差因子，该算法能够智能地调整各个观测值的权重，识别并排除观测值中的粗差，从而得到更精确的井筒变形值。 实验部分，研究者使用了模拟数据和实际井筒监测数据来验证新算法的效果。对比结果显示，在观测值存在随机误差的情况下，整体最小二乘法相对于最小二乘法有改进，但仍然无法完全抵抗粗差的影响。而抗差加权整体最小二乘算法不仅能够修正随机误差，还能有效地抵御观测粗差，其精度优于抗差最小二乘法。将该算法应用于实际井筒变形数据的解算，得出的结果与实际情况高度吻合，显著提高了变形监测的可靠性和变形量的精度。 基于WTLS的井筒变形监测算法是一种有效的解决方案，尤其在面对复杂和不理想的观测条件时，它能提供更准确的井筒变形信息，有助于矿井安全管理和决策制定。这种算法的提出，标志着井筒变形监测技术的一个进步，对于提升整个煤炭行业的安全水平具有积极意义。