[发明专利]一种基于量子退火法的概率积分法参数反演方法

摘要

本发明涉及一种基于量子退火法的概率积分法参数反演方法，首先给定概率积分参数初始值B0，确定温度及横向场变化函数，各概率积分参数的波动范围±ΔB、参数最大允许步长scale以及内循环次数M，其次，通过计算逐渐降低的温度和横向场下的目标函数，从而确定各温度下的最优参数解，最终通过判断精度要求或者是否达到最低温度和横向场来输出最优参数解。该方法在继承了模拟退火法优点的基础上，利用量子涨落机制取代模拟退火法的热涨落机制，有效的克服了模拟退火算法的缺点。相对于基于模拟退火的概率积分参数反演方法，该方法有效的提高了收敛速度和跳出局部最优解的可能性，增强了全局优化能力，使得概率积分参数反演更精准、更可靠。

主权项

1.一种基于量子退火法的概率积分法参数反演方法，其特征在于，步骤1、预先设定概率积分参数初始值B₀、温度以及横向场变化函数最低温度和横向场T_min＝Γ_min、概率积分参数的波动范围±ΔB、最大允许步长scale以及内循环次数M；步骤2、内循环迭代开始，计算初始参数的目标函数值f0＝Σ((Wa0‑Wp0)2+(Ua0‑Up0)2)，通过所述最大允许步长scale来计算参数值，设定第i次迭代的目标函数为：fi＝Σ((Wpi‑Wai)2+(Upi‑Uai)2)，随机产生(0,1)之间的随机数Rand(j),根据公式Bi+1(j)＝Bi(j)+(2‑Rand(j))·ΔB(j)，计算每个参数第i+1次迭代后的参数值Bi+1，判断第i+1次迭代后的参数是否在参数波动范围内，若不在，则取Bi+1(j)＝Bi(j)；否则，迭代完成后，计算第i+1次迭代的目标函数fi+1；步骤3、计算Δf＝f_i+1‑f_i，若Δf<0，或者Δf>0且则选择第i+1次参数值B_i+1代替第i次参数值B_i；否则，仍选择第i次参数值B_i；步骤4、判断内循环次数m是否满足预先设定的内循环次数M，若不满足，则进入步骤(2)，否则进入步骤(5)；步骤5、判断是否满足精度要求，若满足，则停止迭代输出最优参数解，否则，判断温度T和横向场Г是否在允许范围内，若在，降低温度和横向场，重复步骤(2)‑(4)，否则跳出循环，输出此时的参数解作为最优参数解。其中，所述概率积分参数包括下沉系数q、主要影响角正切tanβ、水平移动系数b、最大下沉角θ、上拐点偏移距S_u、下拐点偏移距S_d、左拐点偏移距S_l和右拐点偏移距S_r，B₀＝[q,tanβ,b,θ,S_u,S_d,S_l,S_r]，±ΔB＝[Δq,Δtanβ,Δb,Δθ,ΔS_u,ΔS_d,ΔS_l,ΔS_r]，t表示迭代次数，i＝1:N，N为参数个数，W_ai、U_ai分别为工作面上方地表移动观测点实测的下沉和水平移动，W_pi、U_pi分别为第i次迭代时观测点预测下沉值和水平移动值，H₀表示基态时Hamilton量，表示第i个粒子在x轴的自旋泡利表象，Γ(t)表征一个变化的横向场，以引起不同状态之间的量子跃进。