台阶爆破灾害预测智能专家系统的开发与应用

摘要

本课题首次开发了专门的爆破灾害预测方面的系统软件－台阶爆破灾害预测智能专家系统。该系统针对工程爆破理论的发展现状和实际工程的需要，博采众长，收集了全世界各国关于爆破灾害效应方面的研究成果，把经众多成功爆破案例证明的工程经验和理论公式加以类比、归纳、总结、提炼，并选择最佳模型建立该系统的主模块－“爆破灾害预测”模块。为配合主功能模块，建立了包括岩石物理参数、爆破安全规程中相关标准等爆破专家知识库－“工具箱”模块并开发了“爆破灾害控制”模块，分别供运行主模块时随时查询及从中选取有效的爆破灾害控制措施时使用。此外，针对“爆破四大危害之首”的爆破地面震动强度预测，通过Matlab6.5编程分别实现用最小二乘法和BP人工神经网络建立了单独的爆破震动强度辅助预测模块－“最小二乘法拟合K、α值”模块和“BP神经网络预测爆破震动峰值速度”模块，从而完善了主模块中计算模型的参数取值精度，并为受众多因素影响的爆破地面震动强度提供了更为精确的预测模型。同时，在辅助预测模块栏中加入了“最大一段齐爆装药量计算”模块，以便用户在指导整个爆破工程装药量时能够脱离计算器而方便快捷地使用该整套专家系统。最后，结合该专家系统在实际工程中的应用论证了该专家系统的可行性和可操作性。
　　本系统既可作为工程软件用于实际爆破设计优化和爆破灾害预测，亦可作为教学或实验软件，解决课堂教学无法实现的实际爆破现场效果和实验室模型试验成本高的弊端。

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1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 爆破灾害效应的研究现状

1.3 爆破专家系统介绍及研究现状

1.4 课题的主要内容及研究方法

2 爆破灾害效应及控制

2.1 爆破飞石

2.2 爆破地震效应

2.3 爆破空气冲击波及噪声

2.4 本章小结

3 Matlab图形用户界面设计

3.1 Matlab概述

3.2 图形对象与句柄[86]

3.3 图形用户界面设计

3.4 本章小结

4 台阶爆破灾害预测智能专家系统的开发

4.1 主模块“爆破灾害预测”的开发

4.2 知识库“工具箱”模块的开发

4.3 辅助预测模块的开发

4.4 “爆破灾害控制”模块的开发

4.5 本章小结

5 台阶爆破灾害预测智能专家系统在实际工程中的应用

5.1 台阶爆破灾害预测智能专家系统主界面的进入

5.2 “爆破灾害预测”主模块在爆破灾害预测中的应用

5.3 “最小二乘法拟合 、 值”模块在爆破震动强度预测中的应用K ?

5.4 “BP预测震动峰值速度”模块在爆破震动强度预测中的应用

5.5 “最大一段齐爆装药量计算”模块在爆破装药量指导中的应用

5.6 本章小结

6 主要研究成果和进一步工作展望

6.1 主要研究成果

6.2 进一步工作展望

致谢

参考文献