基于GA与最长路径并联通路法优化通风网络图绘制

针对矿井通风网络图分支交叉的问题,基于最长路径对网络图节点分层,以遗传算法优化节点排序,主要采用堆积木的组合思想来进行层间交叉与层内交叉操作,提高层次图的质量（减少分支交叉数）,并以重心定位启发式算法来增强遗传算法的局部搜索能力,提高遗传算法的搜索质量。最后,以改进的最长路径并联通路法绘制出较优的通风网络图。     

基于GA的矿井通风网络图节点排序的优化

遗传算法(GA)作为一种全新的随机搜索与优化算法迅速地发展起来,并且在很多领域被广泛地应用。以遗传算法进行矿井通风网络图分支交叉数的优化,采用堆积木的组合思想进行交叉操作,来提高层次图的质量(分支交叉数少),并采用混合遗传算法增加了一个局部搜索过程,用于增强遗传算法的局部搜索能力。最后,根据研究的理论算法,优化网络图的节点排序,从而达到通风网络图的优化绘制。     

解决矿井通风问题的自动工作站

矿井环境监测系统的作用并没有得到充分发挥和表现，除有维修和管理上的原因外，系统功能进一步一发也是重要的一方面。     

矿井通风网络压能图节点分层算法研究

为解决人工绘制矿井通风网络图与压能图工作量繁重的问题,基于对矿井通风网络图与矿井通风压能图的特点与作用的研究,提出了具有通风网络图与压能图部分特点的矿井通风网络压能图的概念及其特点与作用。采用分层算法实现对矿井通风网络压能图中各节点纵向相对位置的确定,为避免巷道两端节点压能值因取整相等时被分到同一层的问题,提出运用最长路径算法对各巷道节点进行第1次分层,再利用各节点的相对压能值进行2次分层的绘制方法。构造以分层算法绘制通风网络压能图的整体框架,为实现矿井通风网络压能图的自动绘制提供了技术支持。     

矿井通风网络数据可靠性检验

进行矿井通风阻力测定时,由于受环境的温度、湿度、压力传递存在时间差以及测点处标高不准确等因素的影响,根据实测数据,计算所得矿井巷道基础数据存在一定的误差,常用的测量数据检验方法只能对若干条通路进行闭合回路检验,而不能对全矿井通风网络基础参数进行可靠性检验。本文中所介绍的检验方法将风网基础数据输入通风网络解算软件,以实测风量和经过计算所得巷道风阻为基准,实测风量为目标条件,进行计算机通风网络模拟,对全矿井巷道风阻进行连续的优化调整,使通风网络模拟结果与实际测定各巷道风量基本符合,从而实现全矿井风网基础数据的可靠性检验。该方法在某矿进行了实际应用,实践证明此方法科学、准确的获得了全矿巷道风阻参数,为矿井的通风改造奠定了技术基础。     

矿井通风仿真系统双线图的快速自动绘制研究

在深入研究通风网络巷道连接关系的基础上,创造性地提出一种新的效率更高的通风系统双线图的快速自动绘制方法,即"假双线法"。"假双线法"与固定宽度双线法有本质的不同,其本质是将单线巷道的线型用固定宽度双线线型表示,再对交叉点进行消隐处理,无需计算双线坐标来实现双线图的快速自动绘制。该法较好地解决了传统方法的缺陷,具有普遍性,其计算量小,执行效率高,并在双线图的基础上很容易拓展生成通风系统立体图。笔者研究成果,对于研发、改进矿井通风仿真图形系统和解决其他行业类似问题具有一定的参考价值。     

矿井通风系统风流控制的改进算法

介绍了矿井通风系统风流控制的基本数学模型和计算方法,指出了常规计算方法的不足,提出了一种能够避免大量矩阵运算、适用于实际通风网络的新算法,程序简单,计算时间省,并结合实例阐述了算法原理。     

矿井气候多参数预测与通风网络自动解算算法研究

为了对受矿井气候影响的通风网络进行自动解算,并能在实际矿井中应用,提出了一种快速的通风网络自动解算算法。矿井气候对通风网络的影响体现在自然风压上,首先对影响自然风压的温度参数进行预测,在不考虑自然风压的前提下进行解算,以此结果为基础,根据热交换原理计算出通风网络各分支节点的温度;然后对相关变量:压强、密度、自然风压、通风阻力相互关系推导为只含有压强这一变量的函数;最后对含有自然风压的矿井通风网络迭代计算。实验结果表明:该算法实现井下各节点密度和压强的预测和含有自然风压的矿井通风网络自动解算。     

智能通风矿井风速传感器数据清洗模型北大核心CSCD

针对当前智能通风矿井风速传感器监测数据清洗破坏信息完整性等问题,提出一种基于堆叠降噪自编码器(SDAE)的矿井风速传感器监测数据清洗模型。首先应用通风系统正常运行状态下的风速数据样本进行SDAE训练,并基于核密度估计(KDE)方法获取训练样本的重构误差上限及容限时间;然后分析测试样本中重构误差、误差持续时间与训练样本的重构误差上限、容限时间之间的关系,辨别“脏”数据类型;最后利用东山煤矿风速传感器监测数据进行有故障样本和无故障样本的数据清洗试验。结果表明:所提模型能自动辨别噪声点和缺失值,并通过数据重构修复“脏”数据,在过滤干扰数据的同时可有效保留通风故障状态信息,相比于降噪自编码器(DAE)、长短时记忆(LSTM)神经网络和卡尔曼滤波(KF)等其他数据清洗模型,该模型的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)平均降低了75.42%和74.98%。     

深部矿井井下通风系统优化方案研究

瓦斯是影响深部矿井作业安全的主要因素之一,为减少由瓦斯引起的安全事故,应建立起完善的通风系统,以提高井下的通风质量,避免瓦斯聚集,预防安全事故。邢东矿是华北地区最深的矿井之一,本文就其通风系统中存在的问题,提出了五种优化设计方案,并对这五种方案进行了对比分析,确定了最终优化设计方案,保障邢东矿通风系统的安全性和可靠性,可供同类矿井借鉴、参考。     

矿井通风网路的线性解算法及其程序设计

针对“京大二试算法”存在的不足——当已知矿井总风量时,“京大二试算法”的迭代格式是错误的,解算出的风量分配不合理,提出了矿井通风网络线性算法的数学模型.该通风网络算法是将支路特性方程变换为线性关系,则风网回路方程被线性化,就可以应用线性逼近法求解.该算法弥补了“京大二试算法”的缺陷,当已知矿井总风量时,解算出的风量值更接近真值,结果更加精确.介绍了线性算法数学模型的迭代格式及迭代精度问题,并编制了该线性算法的Matlab程序,程序简单,节省计算时间,给出了算法原理,并以实例进行计算,得到了令人满意的结果.     

矿井通风系统BP网络评价法的可行性研究

BP网络及改进的BP网络方法常用于矿井通风系统评价,但其可行性得不到验证.在比较完善的矿井通风系统评价指标体系的基础上,用Visual Basic 6.0编制了模糊综合评判法和BP网络评价法程序.最后,结合算例比较了2种方法的评价结果,验证了BP神经网络用于矿井通风系统评价的正确性和可行性.     

扰动法在风网解算中的应用研究*

为简化矿井通风复杂风网的解算,提出将扰动法引入到风网解算中,并介绍扰动法的原理、风网解算的基本定律;给出常见的固定风压、固定风量和给定风机性能函数3种风机工况下的扰动方程矩阵表达式及详细的计算过程;对所提风网解算方法进行实例验证。结果表明:扰动法作为固定运算次数的近似方法,在工程实际允许的误差范围内,相比于以牛顿法为代表的迭代法耗时少、不依赖初值,是1种简单实用的风网解算方法。     

复杂矿井通风网络解算风网有效性分析

复杂的矿井通风系统不仅对风网解算提出了更高的要求,对构建的通风网络进行风网检查也变得极其重要。首次提出了风网有效性分析的概念,通过分析改进的回路风量法解算的要求,从数据检查、风网检查和收敛性分析三个方面对通风网络图有效性进行了系统深入的分析,实现了相应的风网检查算法。通过进行强连通性分析可以使假拓扑风网更接近真实风网,通过对固定风量检查可以找出拓扑关联重复性设置的固定风量分支;通过对回路进行独立性检查和收敛性分析使得构建的通风网络尽量满足风网解算的要求,避免回路假收敛并提高解算收敛速度。     

矿井通风网络复杂度与风机控制力量化计算

为了探究矿井通风网络复杂度与风机控制力的关系,提出分支关联度、最小距离、通风网络复杂度和风机控制力的概念。利用vCad2.0进行数字实验,对网络复杂度与风机控制力的关系进行定量研究。结果表明:随着网络复杂度的增加,矿井通风系统的有效风量率减小,且认为该值减小到60%时,视为风机控制力的极限,此时网络拓扑结构为风机所能控制的最大网络复杂度。地面集中供风时,同时工作的中段数量存在上限,最大值为7。将结论用于某有色金属矿进行实证研究,找出该矿深部中段通风困难的原因,为矿井进一步整改提供理论依据。