海量水文地质时间序列数据相关性算法设计

1、    海量水文地质时间序列数据相关性算法设计    徐翠萍 盛文婷 侯雪娇摘要：针对水文地质时间序列数据分析，本文提出以相关性算法为核心思想的算法设计，简单介绍并且研究了时间序列的定义、公式和降维方法以及相似性算法的概念、公式、特点和用法。并通过对海量水文地质数据的相关性分析，对矿井突水进行预测。关键词：时间序列;相似性算法;水文地质数据1相关知识背景简介1.1时间序列定义时间序列其实就是以时间顺序为依据进行相关排列，且是有顺序的值， 表示时间序列，子时间序列就是连续的一个片段，它用 来代表，子时间序列的长度用 来表示。时间序列数据的降维主要有以下方法

2、：时间序列基于域变换的描述、分段线性表示plr的描述1、分段聚合近似paa的描述2、符号化表示方法描述、奇异值分解svd 的描述3。1.2皮尔森相关系数本文主要用皮尔森相关系数来对时间序列的相关性进行表示。它是线性相关系数。对统计量关于变量之间线性相关程度进行反映。定义如式：相关系数用corr表示，样本量用n来表示，均值以及方差用 来表示两者。corr所描述的是关于两个变量间线性相关强弱的程度。如果corr的绝对值越大，则证明具有越强的相关性2水文地质数据2.1水文地质参数水文地质地质参数主要有以下几点：渗透系数、释（储）水系数（给水度、弹性释水系数的定义）、其他参数、参数的测定。2.2造成地

3、质灾害的水文地质因素造成地质灾害的水文地质因素有：不是稳定的关于矿区地下矿物层、地质灾害的形成关于沙土液化现象、地面沉降的生成对于水文因素、地基变形因素的描述、地质灾害由地裂缝造成、灾害由地面塌陷造成。矿山地质灾害危险等级分类如表1。3 某矿的相关性分析1）矿井基础条件在矿井初步设计中，预计正常涌税量为240 ，最大涌水量为600 。中央泵房安装四台md500-57×9型矿用耐磨多级离心式水泵（500 ），预留有一台水泵位置，副井敷设325×12mm排水管两趟，主井筒内安装两趟325×12mm强排管路。中央泵房主副水仓总容量4588 ，系统排水能力1619 。矿井

4、水文地质条件，各含水层抽水试验如表2所示，矿井突水量变化曲线图如图1所示：依据突水系数公式推导含水层顶界到巷道底板最大距离为：按照隔水层厚度公式计算：计算结果表示含水层顶界到巷道底板的距离是1057m。由上可得，正常情况下的突水水量为60m3/h，最大突水水量为93m3/h。当超过正常涌水量时就会容易发生突水水害。2）矿井水文地质相关性算法本研究中选择用到的是pearson相关系数：选择两组数据，x为安全时候的數据集，y数据集为实际测量数据。数据x、y的折线图如图3所示，得到两组数据集的相关系数r=0.0312。3）矿井水文地质相关性分析相关系数的绝对值越大，相关性越强;相关系数越接近1或-1，相关度就越强;相关系数越接近于0，相关度越弱。由此可以看出r=0.0312为弱相关/无相关，两数据集之间为正相关关系，发生矿井突水危害的可能性还是很高的，应及早做好预防措施，以避免不必要的伤亡和损失。4结论本文首先通过对时间序列数据、相似性算法以及水文地质数据等知识进行简要介绍，通过对