基于T-S网络的煤矿安全预警系统研究

摘要

煤矿的安全生产是党和中央历来高度重视的问题，而现有的煤矿安全监控系统只是对单项的致灾因素进行监测、控制。经研究表明，煤矿事故的发生往往是多种因素相互作用引起的，因而多项致灾因素共同作用的预警系统越来越得到重视。
　　 本课题在分析和研究现有的煤矿安全监控系统的基础上，以在煤矿生产过程中与安全相关的多项致灾因素为指标，完成了基于T-S模糊神经网络的煤矿安全评价系统，并在此基础上设计了基于T-S模糊神经网络的煤矿预警系统。
　　 本课题中，首先以建立煤矿安全指标体系为基础，分析了引起煤矿灾害、事故的因素，并对这些因素之间的相互关系进行讨论，最后提取了六项对煤矿安全有影响的致灾因素作为指标体系。在确定指标体系后，介绍了现有的、煤矿使用的KJ95N监控系统的特点、结构、功能以及使用中的不足，进而提出了使用T-S模糊神经网络改进KJ95N煤矿监测系统的原因。其次，介绍了结合模糊控制和神经网络特点的T-S模糊神经网络的原理以及了基于T-S网络的煤矿安全预警原理。接着建立了基于T-S模糊神经网络的煤矿安全预警系统并且对该系统进行仿真研究。最后，介绍了预警系统的预警组态软件。
　　 本预警系统与传统的监控系统相比，能够全面的对煤矿生产的安全状态进行评价、预测，可以大幅提高煤矿的安全性，对煤矿的安全生产具有重要的生产实践意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 课题研究的意义

1．2 安全预警理论的概述

1．3 煤矿安全预警的研究现状及分析

1．3．1 煤矿安全预警的国内外研究现状

1．3．2 当前预警模型的国内外研究问现状

1．3．3 当前研究中存在的问题

1．4 本文主要研究内容

1．5 论文结构安排

2 煤矿安全预警的指标体系

2．1 预警指标体系建立的原则

2．2 瓦斯爆炸灾害预警的指标体系

2．2．1 发生瓦斯爆炸的条件

2．2．2 影响瓦斯爆炸发生的因素

2．2．3 瓦斯爆炸灾害预警的指标体系

2．3 高温灾害预警的指标体系

2．3．1 高温的危害

2．3．2 影响高温灾害发生的因素

2．3．3 高温灾害预警的指标体系

2．4 矿井水害预警的指标体系

2．4．1 煤矿水灾的危害

2．4．2 影响煤矿水灾发生的因素

2．4．3 煤矿水灾预警的指标体系

2．5 矿井排风量的指标体系

2．6 本章小结

3 煤矿安全预警的监控系统

3．1 煤矿安全监控系统

3．1．1 监控系统的分类

3．1．2 监控系统的组成

3．2 KJ95N型煤矿综合监控系统

3．2．1 KJ95N型煤矿综合监控系统的主要特点

3．2．2 KJ95N型煤矿综合监控系统的系统结构

3．2．3 KJ95N型煤矿综合监控系统的功能

3．2．4 KJ95N型煤矿综合监控系统在预警系统中的作用

3．3 本章小结

4 基于T-S网络煤矿安全预警系统

4．1 模糊控制原理

4．1．1 模糊控制的概述

4．1．2 模糊控制基本原理

4．2 神经网络基本理论

4．2．1 神经网络的概述

4．2．2 神经网络的基本结构

4．2．3 神经网络的学习

4．2．4 神经网络的缺点

4．3 基于T-S网络的煤矿安全预警原理

4．4 基于T-S网络的煤矿安全预警模型

4．4．1 模糊系统的T-S模型

4．4．2 煤矿安全预警的T-S网络结构

4．4．3 网络学习算法

4．4．4 网络参数与学习样本

4．4．5 煤矿安全评价

4．5 基于T-S网络的煤矿安全预警系统

4．6 基于T-S网络的煤矿安全预警系统仿真研究

4．7 本章小结

5 煤矿安全预警的组态界面

5．1 组态软件简介

5．2 组态软件的数据处理流程

5．3 煤矿预警系统的管理软件界面

5．4 本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果