EJ T 909.5-1999 铀矿资源评价方法.专家系统法.pdf
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1、E73.mD10 备案号:2.174-1”E.J 中华人民共和国核行业标准因IT则.5-1朔铀矿资源评价方法专家系统法lbe n班thod国ofunmi田nm田MllCe81!回回回回划饵”rtsy回:em9method Of 05二500070二1”8-12-30发布四”峭-01实施中国核工业总公司发布E.Jn咧渺.5-19”目次前言ill1 范围2 引用标准.3 专家系统法的原理4专家系统法的评价步骤.5 专家系统法的应用条件86 专家系统法中常用的数学方法.8 附录A(提示的附录)某区砂岩型铀矿专家系统应用实例.16 如寻t:t(提示的附录)某区人工神经网络综合评价系统应用实例.20F.
2、Jn咧”.5-1”前1991年核工业系统制定了囚IT55191铀矿资源评价规范,该规范规定了八种铀矿资源评价方法。为了使该规范得以顺利贯彻执行,核工业总公司地质总局提出了编制八种铀矿资源评价方法行业标准的规划,1993年至1996年完成以下四种铀矿资源评价方法的行业标准:日IT则.1-94铀矿资商、评价方法主观概率法日IT则.2-94铀矿资源、评价方法矿床规模频率法日IT则.3-94铀矿资源评价方法成矿成功树法因IT佣9.4-1996铀矿资源评价方法矿床模型法本标准是继上述四个标准后的又一种资源评价方法标准,按新颁布的国家标准GB/T1.1 -1 E;) O下面计算P(EIS)将用式(23)进
3、行。解题分两个步骤,第一步由根(H2)向叶节点计算先验12 EJ/T赏”.5-19”概率;第二步由叶节点到根作证据传播。a)由规则R1求P(H1),利用式(17)求得P(H2I H1) = 0.4, P(H2 I H) = 10-4,然后按式(20)可求得P(H1) = (P(H2)- P(H2 IH1)/(P(H2 IH1) - P(H2 IH1) =0.025 同理,由规则几求P(E3)可得P(H2I E3) = 0. 75, P(H2 I E3) = 10-6, P(E3) = 0.0133; 由规则几求P(E1),可得P(矶lE1) =0.05,P(H1 IE1) =2.5x 10-s
4、 ,P(E1) =0.5; 由规则几求P(E2),同上可得P(H1IE2) =0.71,P(H1 IE2) =2.5 10-s P(E2) =0.035; b)由规则几求。(H1I S2):利用式(刀)和式(16)可求得P(H1IS2)=0.162,O(H1 I S2) =0.19 同理,由规则几求。(矶山I),可得P(H1IS1)=0.04,O(H1IS1)=0.040 规则几和民的合成,利用式(16)和式(21)可求得O(H1)=0.但坷,。(H1IS1ns2) =0.2964; 由规则Ri求。(矶山3),利用式(刀)和式(16)可得P(H2I S3) = 0.悦,O(H2 I S3) =
5、0.汤;由规则R1求。(H2I S1 n S2),利用式(16),先得P(H1I S1 n S2) =0.刀,后利用式(18)能得P(H2I S1门S2)= P(H2 I H1) + P( H2 I H1) - P( H2 I H1) P( H1 I S1 n S2) = O.o500平方公里),准平原化程度高(平原、高原或低山丘陵地貌),(可信度为100%);f)源区有铀矿床、矿(化)点产出,放射性异常点带较多(可信度为100%)。推理方式采用6.2中方法,结论H3的推导过程如下(以地质解释方式给出):一一使用的第1条规则一一前提:E1盖层中有一定厚度的酸性火山岩的沉积物(100%)或者(O
6、R)(用户未作选择,可信度默认为0)民盖层岩石含铀丰度高,且活性铀多,U及民异常点带多,有Se、Mo、V、Sc、Re等元素异常。(100%)或者(OR)(提问得到的可信度为:100%)F,砂岩为长石砂岩或长石石英砂岩,含有丰富的有机质和黄铁矿(90%)或者(OR)(用户未作选择,可信度默认为0)L盖层氧化带地下水中铀、氢含量较高,异常点带多,分布面积大(80%)(提问得到的可信度为:100%)结论:H1盖层岩石含铀性好(推算得出的可信度为:100%)一一使用的第2条规则一一前提:民基底和蚀源区主要分布含铀丰度较高的中酸性岩类岩石(30%)并且(AND) (提问得到的可信度为:100%)Ee;源
7、区岩石总体上高U、高Th,高K或高Th/U比值和古铀场较高、活性铀高(40%) 并且(AND)(提问得到的可信度为:80%)Ei蚀源区面积大(划平方公里),准平原化程度高(平原、高原或低山丘陵地貌)(却%)并且(AND)(提问得到的可信度为:100%)马源区有铀矿床、矿(化)点产出,放射性异常点带较多(10%)(提问得到的可信度为:100%)结论:H2基底、蚀源区岩石对铀源的贡献大。(推算得出的可信度为:92%)17 E.J/T锁固.5-19911一一使用的第3条规则一一前提:H1盖层岩石含铀性好(50%)并且(AND)(推算得出的可信度为:100%)H2基底、蚀源区岩石对铀源的贡献大(50%
8、)(推算得出的可信度为:92%)结论:盹铀源条件。(推算得出的可信度为:96%)A3 层间氧化带型砂岩铀矿床矿产资源总量预测过程用户给出的证据:a)产铀砂岩氧化带(蚀变带)地下水中铀含量Cin(g/L)。(证据值为50)b)产铀砂岩还原带(未蚀变带)地下水中铀含量Cout(闯L)。(证据值为1)c)产铀砂岩的渗透系数K(m/d)。(证据值为1)d)产铀砂岩中地下水的压力梯度J(水力坡度)。(证据值为0.002)e)产铀砂岩氧化还原界面(砂岩层)的厚度M(米)。(证据值为5)f)产铀砂岩氧化还原界面走向的长度L(米)。(证据值为15削)g)铀成矿作用持续的时间t(Ma)。(证据值为6)h)成矿系
9、数(变化在0.1- 0. 75之间)。(证据值为0.35)预测结果:资源总量Qu= xx xx.xxt 推导过程如下:(算法、推理数学方法见6.2)一一使用的第1条规则一一前提:E1产铀砂岩氧化带(蚀变带)地下水中铀含量Cin(阅L)(l2.5%)并且(AND) (提问得到的证据值为:50)E产铀砂岩还原带(未蚀变带)地下水中铀含量Cout(g/L)( 12. 5%) 并且(AND)(提问得到的证据值为:1)E.i产铀砂岩的渗透系数K(m/d)(12.5%) 并且(AND)(提问得到的证据值为:1)E产铀砂岩中地下水的压力梯度J(水力坡度)(12.5%)并且(AND)(提问得到的证据值为:0.
10、002)民产铀砂岩氧化还原界面(砂岩层)的厚度M(米)(12.5%)并且(AND) (提问得到的证据值为:5)产铀砂岩氧化还原界面走向的长度L(米)(12.5%)并且(AND)(提问得到的证据值为:1细则)18 E.J/T珊一盟”E,铀成矿作用持续的时间t(Ma)(12.5%)并且(AND)(提问得到的证据值为:6)成矿系数(变化在0.10.75之间)(12 .59毛)(提问得到的证据值为:0.35)结论H:层间氧化带型砂岩铀矿床矿产资源总量预测。(推算得出的证据值为:)19 EJ/T剑”.S-19”附录B(提示的附录)某区人工棉经网络综合评价系统应用实例利用美国NeuralWorks Pro
11、臼sionalII (简称Nworks)软件包提供的FastBP网工具软件以及自行开发的动态评价系统(改进算法的FastBP网)完成了本区铀矿的综合评价。Bl 建立模糊神经网络专家系统传统专家系统的不精确推理直接或间接地采用了模糊数学,同样模糊技术与神经网络技术结合,可以构造模糊神经网络专家系统。此实例采用模糊系统与神经网络系统的串联方式建立知识应用系统,即作为输入神经网络输入层各神经元的数据,均为领域专家采用模糊数学处理原始数据和初始变量之后的输出值,它们均是成矿地质条件变量的成矿隶属度。以下简称这些进入神经网络系统的输入地质变量(模糊系统的输出变量)为模型变量。Bl.1 成矿远景单元模式识
12、别神经网络模型模型1)将第一组模型单元(39个)作为训练样本。已知模型单元分为两类,故令输出层PEio= d, ,PEi, = d2决定成矿远景单元的地质因素有14项(第一组模型变量)故令该模型的输出层PEi ,PE_i,PE1s分别对应于这14个模型变量。设隐蔽层PE数4,利用Nworks软件包提供的FastBP网,可构成一个具有三层结构,自定义20个PE的应用模型,因此有矿单元与元矿单元的期望输出向量D= (d1, d2)分别等于(1,0)和(0,I)。用第一组模型单元的输入和输出模式对训练该网络,通过学习,使模型单元的所有计算向量逐步逼近它们各自的期望输出向量,直到满足允许误差为止。回忆
13、时的输出结果表明39个模型单元的回忆值与期望值非常接近,最大绝对和相对误差分别小于0.02和1.9%,说明识别结果完全正确且质量可靠,成矿有利度(亦可称为成矿隶属度或成矿置信度)在989毛以上(见表Bl)。Bl.2 花岗岩型铀矿各类型远景单元模式识别BP模型模型2)将第二组模型单元(14个)作为训练样本,已知有矿模型单元分为四类,故令输出层PEi.i = d1; PEis = d2; P = d3; PEz, 。决定远景单元成矿类型的类型变量有18项(第二组模型变量),故令该模型的输入层PE2,PE3,PE19分别对应于这18个模型变量。设隐蔽层PE数4,采用FastBP网,可构成一个具有三层
14、结构,自定义26个PE的应用模型,因此,四类矿床各有矿模型单元(12个)的期望输出向量D= (码,d2d3 d4)分别等于(1,0,0,0) (0, 1,0,0)(0,0, 1,0)和(0,0,0,1),而两个理论元类型单元(非已知类型单元)的期望输出向量D-1s= D_16 = (0,0,0,0)。(见表82)。20 E.J/T剑”.5-1999表Bl模型1模型单元检验单元回忆(回判)结果表 回忆(实际)输出期望输出相对误差绝对误差H与(有矿)PEi1 (元矿)PE:i, (有矿)PEi1 (元矿)q也1但50.9986 0.0013 1 。0.Y17 0.3 1)2 0.9986 0.00
15、13 。0.)27 0.3 676 0.9984 0.0014 1 。0.)30 0.3 656 0.9984 0.0015 。0.0031 0.3 653 0.9986 0.0013 1 。0.Y17 0.3 633 。”790.)20 。0.)41 0.4 实588 0.9985 0.0014 。0.)29 0.3 际模589 。”790.泣。0.)41 0.4 379 0.9985 0.0013 1 。0.)28 0.3 型380 0.9985 0.0013 1 。0.)28 0.3 单280 。”记80.)22 1 。0.)45 0.5 7G 却5。”770.0031 1 。0.仪)6
16、30.6 173 。”“0.)22 。0.)45 0.5 81 0.9954 0.)44 。0.00佣1.0 65 。.99710.)28 。0.0057 0.6 50 0.9985 0.0013 。0.0028 0.3 51 0.9985 。.0013。0.)28 0.3 ll (I 0011 0 ml!R 。Cl 0177 1且+01 0.9985 0.0014 1 。0.)29 0.3 理但0.9985 0.0014 1 。0.)29 0.3 论有+ 03 0.9978 0.)21 1 。)430.4 矿单+04 0.9986 0.0013 。0.Y17 0.3 +05 0.”73 0.
17、)25 。0.)52 0.5 7G 俑0.9980 0.0018 。0.0038 0.4 7 0 00且,。“】n。口70.3 -01 0.(则)()1.(以)()。1 0.(削)()0.0 但0.泣。0.” 79 。1 0.)41 0.4 -03 0.(则)()1.(则)()。I 0.(则)()0.0 -04 0.(以)()1.0000 。1 0.(则)()0.0 理-05 0.(以)()1.(则)()。1 0.(以)()0.0 论俑0.)25 。甥74。I 0.0051 0.5 无-07 0.)31 0.现KJ7。0.0064 0.6 矿-08 0.仪)290.现KJ9。0.0060 0.
18、6 单 0.0078 0.现m.。I 0.0156 1.6 7G -10 0.(削)()1.(以)()。1 0.)()() 0.0 -11 0.(则)()1.0000 。I 0.(则)()0.0 -12 0.(则)()1.0000 。I 0.(以)()0.0 -13 0.(以)()0.9饵”。I 0.xn 0.0 -14 0.)31 0.现KJ7。1 0.0064 0.6 检单验254 o.mo 0.但26271 0.9882 0.0116 357 0.99自0.0013 7G 5面0.8452 0.1531 注:PE:m输出值实际为成矿有利度,或称之为成矿隶属度,成矿置信度。21 E.J/T
19、剑”.5-19”表B2花岗岩铀矿单元各类型预测模型(模型2)已知单元回忆(回判或预测)结果表拉T l 2 3 4相对误差自色对误差已知类型回忆类型PE细PEis FPEz, % 1但50.)61 0.0058 0.锐问90.XH 0.0171 1.7 3 1)2 0.万40.)36 0.现)430.0004 0.0131 1.3 3 676 0.)26 0.0015 0.现主220.0014 0.0133 1.3 3 653 0.0030 0.)28 0.9)38 0.则)60.0126 1.3 3 实模型际633 0.0033 0.)29 o.oc脱0.现如450.01妇1.2 4 379
20、0.0075 0.9881 0.0036 0.0013 0.0243 2.4 2 3回0.0053 0.9886 0.0018 0.m 0.0188 1.9 2 单81 0.)35 0.则)60.以后0.现B90.0108 1.1 4 Y巳“ 0.)87 0.(以)()0.仪陇80.现)()30.0212 2. I 4 50 0.9872 O.OC阮0.记50.混60.0345 3.5 1 51 0.9898 0.)69 0.0077 0.涉20.0340 3.4 1 33 0.)4() 0.)22 0.削)40.现范60.0140 1.4 4 理- 15 0.仪泣20.)2 0.0013 0
21、.即70.创)630.6 理论无矿醒论无矿-16 0.)() 0.)48 0.Y70 。850.0155 1.6 理论无矿田里论无矿254 0.0000 O.OC削0.0030 0.1742 水口山271 0.以)()0.以)()0.0030 0.1742 柏坊357 0.2013 0.7217 0.)67 0.)98 庙冲预5“ 0.0000 0.)22 0.0179 0.0133 6测单656 0.(则)40.XH 0.1n 0.9391 5 588 0.)61 0.0031 0.0188 0.1637 6)JG 589 0.)()3 0.(以)()0.9597 0.臼126 2舶0.则)
22、()0.到050.3245 0.0012 7却50.(刚到0.2148 0.(以万0.锁l38173 0.(以)20.X3 0.以)()0.51货i89注:l、2、3、4、5、6、7、8、9为已知类型。一一预测为已知19类;此处四回忆值实际为类型相似程度,也可称相似类型置信度。用此第二组模型单元的输人和输出模式对训练该网络,共学习2万次,各连接权趋于稳定,回忆时的输出结果表明这14个模型单元的回忆值与期望值很接近,各类型值最大绝对误差与相对误差分别小于0.035和3.6%,说明识别结果正确且质量可靠(置信度达98%以上,见表B2)。Bl.3 碳硅泥岩型铀矿备类型远景单元模式识别BP模型模型3)
23、将第三组模型单元(8个)作为训练样本,已知有矿模型单元分为五类,故令输出层PE与= d1 ;PEi1 = d2 ;PEn = d3 ;PE与:PEiA= dso决定远景单元成矿类型的类型变量(第三组22 EJ/T剑”.5一四”模型变量)有14项,采用FastBP网,可构成一个具有三层结构,自定义23个PE(其中PEiPE1s对应第三组模型变量,为输人层,PEi6-PEi9为隐层PE)的应用模型,因此,五种类型矿床的有矿模型单元(6个)的期望输出向量D= (矶,d2d3 d4,出)分别等于(l,0,0,0,0),(0,1,0,0,0) (0,0, 1,0,0) (0,0,0, 1,0)和(0,0
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