灰色誤差理論在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究

彭秉軍 馬春紅 張曉敏 姚福存

摘 要：灰色誤差理論是一種針對(duì)小樣本不確定問(wèn)題提出的數(shù)據(jù)處理方法，近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)中應(yīng)用越來(lái)越多，而且收到了良好的應(yīng)用效果。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法相比，灰色誤差理論數(shù)據(jù)處理方法有著較多的優(yōu)點(diǎn)，其精確性更高，而且實(shí)用性也更強(qiáng)，對(duì)這項(xiàng)處理方法進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，其適用范圍會(huì)越來(lái)越廣，下面該研究者對(duì)灰色誤差理論的概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)灰色誤差理論在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：灰色誤差 巖礦測(cè)試 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P624 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（a）-0247-01

1 灰色誤差理論的概念

灰色誤差理論下的數(shù)據(jù)處理方法與傳統(tǒng)的方法相比，有著較強(qiáng)的針對(duì)性，而且準(zhǔn)確度也比較高。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理主要是針對(duì)大樣本不確定性問(wèn)題，而適用的范圍并不廣，需要保證數(shù)據(jù)信息的完整性，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法是以統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為工作原理，在研究的過(guò)程中，需要保證數(shù)據(jù)量達(dá)到一定規(guī)模，還要保證數(shù)據(jù)可以呈現(xiàn)出正態(tài)分布的規(guī)律。所以，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法有著一定局限性，在應(yīng)用的過(guò)程中有著一定難度。在對(duì)測(cè)量不準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)定時(shí)，會(huì)增加數(shù)據(jù)處理運(yùn)算的工作量，由于運(yùn)算的過(guò)程比較繁瑣，會(huì)使計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)大大降低。在這樣的背景下，灰色誤差理論被提出后，研究出了一種新的數(shù)據(jù)處理方法，新的處理方法可以解決小樣本不確定性問(wèn)題，可以針對(duì)非統(tǒng)計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?；疑碚撌侵附橛诎咨c黑色系統(tǒng)之間的中間狀態(tài)。在處理的過(guò)程中，需要借助專業(yè)的測(cè)量?jī)x器，數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中，結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)受到環(huán)境因素以及人為因素的影響，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以采用測(cè)量值代替真實(shí)值的方式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)灰色誤差理論的相關(guān)概念，可以將測(cè)試結(jié)果中不確定部位當(dāng)做灰色誤差?；疑`差理論是指可以在雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)中找到潛在的規(guī)律，這種運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單，在巖礦測(cè)試中發(fā)揮著重要的作用，可以對(duì)巖礦的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試。灰色誤差理論在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)處理中發(fā)揮著重要的作用，其屬于小樣本信息處理，所以對(duì)巖礦測(cè)試有著較強(qiáng)的適用性。

運(yùn)用灰色誤差理論，可以在無(wú)序的數(shù)據(jù)中找出一定規(guī)律，可以找尋出一定關(guān)聯(lián)性因素，而且可以對(duì)事物的變化進(jìn)行客觀的描述，在對(duì)無(wú)序的數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)的過(guò)程中，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦奂踊蛘呃蹨p，這種數(shù)據(jù)處理方式有助于找出數(shù)據(jù)的規(guī)律。在累計(jì)處理的過(guò)程中，可以找出數(shù)據(jù)潛在的規(guī)律?；疑`差理論受到外界因素的影響比較小，其不會(huì)受到數(shù)據(jù)分布或者數(shù)據(jù)數(shù)量的限制，測(cè)試的數(shù)據(jù)數(shù)量3時(shí)，即可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?；疑`差理論下研究出的新的數(shù)據(jù)處理法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法的缺陷，采用新型數(shù)據(jù)處理法測(cè)得的結(jié)果準(zhǔn)確度更高，真實(shí)性也更強(qiáng)，可以有效的減少誤差，在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，收到了良好的效果。

2 灰色誤差理論在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

在巖礦進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要應(yīng)用較多的測(cè)量方法，測(cè)量到的數(shù)據(jù)包括物理數(shù)據(jù)、化學(xué)數(shù)據(jù)、定測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)等，由于這些數(shù)據(jù)無(wú)法形成較大的規(guī)模，屬于小樣本不確定問(wèn)題的處理，所以，應(yīng)用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法無(wú)法滿足對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的要求，應(yīng)用灰色誤差理論下的數(shù)據(jù)處理方法，可以有效的解決這一問(wèn)題。在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試結(jié)果還被劃分為有標(biāo)準(zhǔn)和沒有標(biāo)準(zhǔn)值兩種情況，其中有標(biāo)準(zhǔn)值的情況也僅僅只局限于有證標(biāo)準(zhǔn)物的測(cè)試。利用傳統(tǒng)的方法在巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)處理當(dāng)中無(wú)法顯示出足夠的精準(zhǔn)度，需要運(yùn)用灰色誤差理論對(duì)巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。該文以某巖礦樣本中Au含量為例，首先進(jìn)行測(cè)試生成兩組九個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，然后通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)建立灰色分析模型，數(shù)據(jù)序列1=︱2.02，2.24， 2.36，2.37，2.60，2.62，2.65，2.81，2.90︱。平均值=2.51，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差=0.2822。數(shù)據(jù)序列2=︱2.15，2.23，2.44，2.63，2.68， 2.71，2.71，2.86，3.10︱。平均值=2.61，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差=0.2985。假設(shè)這些測(cè)量數(shù)據(jù)在第p個(gè)測(cè)量點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折，則p的取值=（n+1）/2，其中n為測(cè)量數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，根據(jù)公式本次試驗(yàn)n取值=9，所以可以得出轉(zhuǎn)折點(diǎn)p=5。由測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)公式可以得到最大距離Δmax=1.04。首先懷疑測(cè)試數(shù)據(jù)X1（1）=2.02和X2（9）=2.90中可能含有粗大誤差，根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算得：

發(fā)現(xiàn)1.73<2.02<2.51，19.09<19.67<20.08，所以測(cè)量數(shù)據(jù)不含有粗大誤差。

同樣將數(shù)據(jù)序列2代入公式計(jì)算n=9，轉(zhuǎn)折點(diǎn)p=5，由測(cè)量數(shù)據(jù)可得Δmax=1.02。首先懷疑測(cè)試數(shù)據(jù)X1（1）=2.15和X2（9）= 3.10中可能是含有粗大誤差，然后根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算得：

由計(jì)算結(jié)果可知1.85<2.15<2.61，19.94<20.41<20.88，同樣滿足條件所以測(cè)量數(shù)據(jù)不含有粗大誤差。然后對(duì)數(shù)據(jù)序列1和數(shù)據(jù)序列2進(jìn)行誤差檢驗(yàn)，首先以第一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)X1（1）=2.02為參考，代入公式計(jì)算出的序列=︱0.00，0.22，0.34，0.35，0.58，0.60，0.63，0.79，0.88，0.13，0.21，0.42，0.61，0.66，0.69，0.69，0.84，1.08︱，然后根據(jù)公式

可以得到關(guān)聯(lián)系度=︱0.571，0.512︱由此可知兩個(gè)序列的關(guān)聯(lián)度差值<0.1，所以可以認(rèn)定數(shù)據(jù)序列1和數(shù)據(jù)序列2中不存在顯著誤差。然后為了能夠更加精確的分析巖礦測(cè)試數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度的評(píng)定，進(jìn)一步驗(yàn)證巖礦的測(cè)試數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，灰色理論誤差下的數(shù)據(jù)處理方法更適合應(yīng)用在巖礦測(cè)試中，這種新型的數(shù)據(jù)處理方法主要是針對(duì)小樣本不確定性問(wèn)題，其可以找出無(wú)序數(shù)據(jù)中的規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在的規(guī)律。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)模有著一定要求，其運(yùn)算的方式比較復(fù)雜，主要是利用了統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，所以處理的成本比較高，對(duì)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性無(wú)法有效保證?；疑`差理論的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)測(cè)試的樣本沒有要求，所以，受到的限制也比較少，運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單，可以有效保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的精準(zhǔn)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛樹華.基于奇異值分解的灰色模型參數(shù)估計(jì)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2008（3）：500-502.

[2] 於楊，王穎龍.基于灰色關(guān)聯(lián)方法的目標(biāo)類型識(shí)別[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2007（5）：338-340.

[3] 薛松濤，錢宇音，陳，等殫.應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析檢測(cè)結(jié)構(gòu)損傷的位置和程度[J].振動(dòng)與沖擊，.2005（1）：66-69.