基于FTA的矿井监控预警诊断知识表示及推理机制

当前的矿井监测监控系统给出的预警结果只能反映传感器所在位置的参数变化,并不能依此判断传感器所在位置就是故障源。研究矿井监控预警诊断专家系统,通过建立矿井通风系统故障树设计面向故障树的基于框架与规则的混合知识表示方法,利用框架中诊断规则的推理确定故障传播关系,找到故障源。设计了矿井监控预警诊断推理机制,利用监控系统对灾变时期的火灾和瓦斯大量涌出以及正常生产时期矿井中的活塞效应、巷道风阻变化、通风构筑物故障、爆破、通风动力故障以及自然风压变化进行故障诊断推理分析,给出监控预警诊断故障源分析界面,为管理人员对矿井正常生产和灾变时期的故障处理提供依据。     

矿井监控预警诊断系统研究

为确定引起井下监控系统预警的故障源的位置,基于专家系统,采用知识库与推理机相结合的方法建立矿井监控预警诊断系统。设计风速超限预警诊断知识库,通过建立风阻-风流变化影响关系矩阵,得到影响每条分支风量变化的分支集合。同时设计风速、瓦斯、烟雾、一氧化碳超限以及风门开停、主要通风机负压预警诊断推理机。给出矿井监控预警诊断系统推理流程。采用此方法对铁法大明矿进行工业试验。结果表明:预警诊断结果与实际情况一致,从而验证了矿井监控预警诊断技术及方法的可行性。     

基于随机森林的阻变型通风网络故障诊断方法*

为了在矿井通风网络发生阻变型故障时,能够快速准确判断出故障位置和故障量,提出1种基于随机森林的通风网络故障位置和故障量诊断方法。利用矿井通风仿真系统IMVS将唐安矿模拟故障生成空间数据集并进行数据预处理,构建基于随机森林的故障诊断模型,并利用该诊断模型对唐安矿矿井通风网络模拟故障位置和故障量进行判断和预测。引用多种方法对模型进行度量,通过唐安矿模拟实验验证基于随机森林的故障诊断模型的有效性。将随机森林和决策树的故障诊断准确率进行对比,研究结果表明:随机森林较决策树故障准确率有进一步的提高,并发现故障地点失误诊断多是相邻巷道,在一定程度上工作人员对故障地点的判断并不受其影响。     

基于实时数据库技术的HAZOP专家系统框架设计

首先简要介绍了专家系统的基本概念和组成,然后分析确定了HAZOP专家系统的功能及结构。设计指出了HAZOP专家系统包含八个组成部分:用户界面、知识库、实时数据库、推理机、人机接口、系统数据库接口、知识获取机制和解释机制,并着重从知识库、实时数据库和推理机三个部分讲述专家系统的详细设计情况。其中知识库的设计包括知识库的表示与组织、知识库的管理两个方面,接着提出实时数据库的设计思想并进行框架结构设计,最后采用正向推理方式实现推理过程。     

燃煤电厂袋式除尘专家系统开发研究

开发了一种袋式除尘系统故障专家诊断方法,用于诊断整个袋式除尘系统的故障现象,通过现场数据采集、操作人员与专家系统的人机对话对故障现象进行分析、推理,并做出相应的解决方案指导操作人员排查故障.燃煤电厂袋式除尘专家系统以知识库、推理机为核心,实现整个袋式除尘系统的设备故障诊断功能和维修故障指导功能,辅以解释机构,人机界面来指导用户如何准确无误地操作运行本系统和袋式除尘控制系统.系统被划分为4个模块:专家系统简介模块,在线故障诊断模块,离线故障诊断模块和专家指导模块.     

改进灵敏度矩阵的矿井通风故障源诊断及传感器布置研究

利用当前的矿井通风安全监测监控系统,只能反映安设风速传感器的井巷风量发生变化,至于变化是由该条巷道故障引起的,还是由于拓扑关系原因引起的,都无法诊断故障源,通风系统的故障可以归结为分支的风阻发生变化。如果分析每一条分支风阻变化对通风系统的影响,即每一条分支都安设风速传感器是不可能的。因此,井下风速传感器的布置最小数量及位置问题也是研究的重点。改进灵敏度矩阵,建立分支灵敏度0-1矩阵和通风网络故障巷道范围库,用以确定可能引起风速超限的故障巷道范围。最后,提出最少全覆盖布点法,给出分支覆盖度和影响巷道范围库的概念,用以求得风速传感器的宏观布点。     

矿井通风系统风速故障源诊断技术在大明矿的应用研究

通风系统风流发生变化,从整个网络角度考虑都可以归结为分支的风阻发生了变化。从这一角度分析了大明矿分支风阻变化与各分支风量之间的关系,提出了风阻-风流变化影响关系矩阵法,确定可能使风速异常的巷道集合——故障巷道集合,建立通风网络"故障巷道范围库"。为了故障源诊断能够包含所有分支,研究风速传感器布置的最小数量及位置问题,提出了最少全覆盖布点法,给出了大明矿风速传感器的布置方案。大明矿故障源诊断结果与现场试验结果一致,验证了矿井通风系统故障源诊断技术及方法的可行性。     

基于决策树的矿井通风阻变型故障诊断及传感器优化布置*

为实现矿井通风阻变型故障智能诊断,解决风速传感器优化布置与诊断模型不匹配的问题,提出基于决策树的矿井通风故障位置分类判断、故障量回归预测及嵌入式风速传感器优化布置一体化方法;以唐安矿为例对上述方法进行验证。结果表明:矿井通风空间数据集无量纲化能提高故障诊断准确率、提升模型收敛速度,剪枝能提高模型泛化能力;以基尼系数为嵌入式传感器优化布置选择标准,其模型故障诊断准确率更高,当风速传感器数量为15时,故障诊断准确率为84.5%,继续增加风速传感器数量故障诊断准确率提升较小。人工智能诊断技术的应用具有较大的经济和社会效益,是智慧矿山的重要研究方向之一。     

基于模糊神经网络的火灾事故处理专家系统研究

以系统科学和行为科学理论为基础,结合人工神经网络、模糊推理与计算机技术,形成基于模糊神经网络的火灾事故处理专家系统,在火灾发生时为事故处理指挥人员提供良好的决策支持.本文首先给出了基于模糊神经网络的火灾事故处理专家系统的总体框架（任务管理模块,知识库与数据库管理和维护,火灾事故模型管理系统,解释机构,推理机控制系统,信号采集与处理以及结果输出模块）,并说明了各模块的功能;然后着重介绍了该专家系统中知识表示与获取方法,即将计算智能与符号智能结合起来解决专家系统知识获取的“瓶颈”问题;最后介绍该专家系统中知识库建立的方法以及所采用的推理机制,即模糊推理与规则推理相结合的推理方法.     

矿井风流温度预测分析研究

随着煤矿机械化程度不断提高,特别是随着开采深度逐渐增加,矿井热害问题日益突显,高温环境不仅影响生产效率而且严重危害着工作人员的健康。为了更好地降低高温矿井开采时期巷道风流温度,确定合理的巷道布置方案和矿井通风系统,提出矿井巷道风流温度预测方法。以矿井通风和热力学为基础,结合网络解算,对矿井风流温度分布进行研究,总结各种类型巷道风流温度的计算方法,提出多点风流混合温度计算模型。结合具体矿井进行实际预测分析,预测结果中显示风流温度可能超限的巷道,对通风系统进行优化设计。