矿井通风构筑物失效与通风系统功能失效的关系

以概率论与数理统计、可靠性工程、失效分布类型的确定方法为理论基础,对矿井通风构筑物失效与通风系统功能失效进行研究,定义了通风构筑物失效概率函数以及风量失效、风质失效、通风功能失效的判断函数,分析了通风构筑物与通风系统功能在失效模式中的关联关系。实例分析表明,矿井通风构筑物的失效分布类型服从正态分布、均匀分布;在维修周期内,单一通风构筑物失效概率一定时,通风功能不失效;多个通风构筑物以一定的失效概率并行存在时,通风功能可能失效。研究表明,对井下通风构筑物进行失效分析可以随时连续地判断通风功能的失效性,并及时采取有针对性的补救措施进行修复,控制煤矿灾害事故的发生。     

基于AHP模糊综合方法的长大公路瓦斯隧道通风系统评价研究

针对长大公路瓦斯隧道通风系统可靠性评价中指标因素存在诸多模糊性和不确定性的问题,引入一种基于AHP模糊综合方法的长大公路瓦斯隧道通风系统评价方法。根据长大公路瓦斯隧道通风系统的特点和安全隐患,选取隧道风压合理性等14个评价指标,建立长大公路瓦斯隧道通风系统的AHP模糊综合评价模型;建立各因素指标隶属度函数,并利用AHP计算指标权重,依照"最大隶属度原则"和修正原则进行等级评判,得出长大公路瓦斯隧道通风系统的评价结果;并将此方法应用于广成山长大公路瓦斯隧道工程的评价实际。评价结果表明:利用基于AHP的模糊综合评价法对隧道通风系统进行可靠性评价,评价结果科学准确,客观地反映了长大公路瓦斯隧道通风系统危险源类别,可为类似瓦斯隧道通风系统评价提供参考与借鉴。     

基于主成分Fisher判别分析的矿井通风系统安全评价

应用统计学理论并结合对矿井通风系统经济性、安全性的要求,利用SPSS软件对学习样本进行主成分分析(PCA).有效的选取了主成分,然后对主成分进行Fisher判别分析(FDA),建立了主成分Fisher判别分析模型(PCA-FDA).运用模型对实际生产的矿井通风系统安全性进行判别,并与传统的Fisher判别模型及BP模型进行比较.研究结果表明:利用SPSS主成分判别模型能够有效地消除样本变量指标阃的相互影响,大幅减少计算时间,使矿井通风系统安全判别结果更加准确,便于实际推广和应用.     

基于分层法的通风网络图绘制算法

在对已有的算法研究之后,提出了一种新的通风网络图绘制算法,采用分层法作为绘制算法的主框架,同时将最长路径法和遗传算法嵌入到分层法中,实现通风网络图的优化绘制,减少分支交叉数,并进行了开发实现和测试.     

基于熵权物元可拓模型的复工高速公路路基质量评价

为准确有效地对复工高速公路路基质量进行评价,在传统物元可拓分析模型的基础上,建立了复工高速公路路基质量评价的熵权物元可拓模型,通过熵权理论确定权重,避免确定指标权重的主观随意性,并用该方法对洪萍高速公路中K18+700、K18+885两个里程段路基进行质量评价。研究结果表明:路基质量评价结果与现场实际情况一致,且该方法科学合理,为类似研究提供了一条新的技术途径。     

基于灰色关联法的褐煤燃烧阶段指标气体分析与优选

为了研究煤矿火灾期间气体的生成规律,从平庄瑞安煤业采集褐煤煤样,对煤样进行了管式炉程序升温实验,得到不同温度下CO、CH_4、CO_2、C_2H_4、C_2H_6、C_2H2、C3H8等气体的体积分数,并采用灰色关联法分析各种气体的体积分数及气体比值与褐煤燃烧温度的关联度,得出以下结论:CO_2/△O_2、C_2H_2/C_3H_8的气体比值及CO的体积分数与褐煤燃烧温度关联度较高,关联度在0.7以上。CO的体积分数在200℃~350℃之间随着温度的升高而增加,350℃~400℃缓慢降低,400℃~438℃明显降低;CO_2/△O_2的比值在200℃~400℃之间随温度的升高而增加,400℃~438℃有所缓慢降低;C_2H_2/C_3H_8的比值随温度的升高而增加。可以把CO_2/△O_2的比值、C_2H_2/C_3H_8的比值、CO的体积分数作为火情监控的最优指标用来反映褐煤燃烧阶段的温度变化情况,从而有利于矿井火区对火情的监控与处理。     

熵权优化的未确知测度停工复建高速公路路基边坡稳定性研究

针对复建高速公路路基边坡稳定性评价分级中诸多不确定性和隐蔽性问题,通过建立未确知测度评判模型,结合复建高速公路路基边坡评价标准与工程实践,分析判定机理,并进行分级评价。以某复建高速公路路基边坡的病害特征及成因机理为例,选取岩石质量等11项未确知测度评价指标,建立各评价因子的未确知测度函数,分别对其进行量化数理分析,并利用信息熵计算指标权重,依照"置信度识别准则"对该复建高速公路路基边坡稳定性进行等级判定。研究结果表明:基于熵法的未确知测度理论评价模型避免了传统指标权重赋值的主观随意性,使评价结果更加科学准确,而且能够更客观地反映复建高速公路路基边坡等特殊工程危险源的类别,为复建高速公路路基边坡稳定防治研究提供了一种新思路。     

集中通风系统新风年龄的计算方法

通风换气的新风年龄是评价室内空气品质的一个很重要指标, 传统的测量和计算方法不能适用于越来越普遍采用的集中通风系统. 通过分析空气在风道中的流动和多股空气混合时的新风年龄计算方法, 给出了适用于集中通风系统新风年龄的计算方法和示例. 该方法不需在各个房间之间进行迭代, 只需依次求解即可一次得到所有房间和风道中的新风年龄值, 并能适用于常见的各种集中通风系统.     

基于FOA-GNNM的矿井突水水源判别

提高矿井突水水源判别的精确度是避免突水事故发生,保证矿山的人员和财产安全的重要基础。利用果蝇优化算法(FOA)对灰色神经网络(GNN)的参数进行动态微调,建立基于果蝇优化算法的灰色神经网络模型(FOA-GNNM)。选取某矿区水样的6组离子浓度作为判别依据,分别采用FOA-GNNM、BP神经网络和GNNM对矿井突水水源进行判别,并对上述三种方法判别结果进行对比分析。结果表明,FOA-GNNM水源判别结果精度更高。这为快速准确地判别矿井突水水源提供了一种新方法。     

基于广义传热定律的斯特林循环熵产分析和■分析

基于广义传热定律,本文将■理论和熵产最小化理论应用于有限热容热源下的斯特林循环的优化分析,以系统输出功和热效率为分析对象,讨论了■损失率、功引起的■变化率、■耗散率、■损失系数、熵产率、熵产数和改进熵产数等参数在优化分析中的适用性.本文主要讨论了3种不同的工况.研究表明,在这3种不同的工况下,■损失率和功引起的■变化率始终随着输出功率的增加而增加,■损失系数也一直随热效率增大而增大;然而,■耗散率的增大或熵产率的减小并不总是使得输出功率增大,同时,熵产数和改进熵产数也并不总随热效率的增大而减小.可见,对本文讨论的3种工况而言,■损失率、功引起的■变化率以及■损失系数这3个概念是适用的,其他参数则并不总是适用.基于上述分析结果,本文还对关于■理论的争议进行了简要的讨论,分析了某些负面评论存在的主要问题,如篡改原文、逻辑不一致、简单重复学术观点、重新命名关键概念甚至人身攻击等.这些■理论的负面评论并不属于真正的学术讨论,需要加以注意;本文的研究结果在一定程度上也可作为对部分负面评论的回应.     

基于传递熵和有效信息存储的隐鹮信息传递过程研究

作为以线性编队进行迁徙的鸟类,隐鹮编队飞行时个体间领航-跟随关系频繁的互换可延长群体飞行时间.为分析隐鹮群体内部隐含的协调合作机理,本文基于信息论理论检测和量化集体迁徙的隐鹮群体中个体层面的信息传递动态.首先采用局部传递熵来量化隐鹮迁徙过程中在空间和时间上的局部动态信息传递过程,分析隐鹮个体间信息传递的规则,理解隐鹮个体如何通过信息传递影响群体决策,实现一致的群体运动状态.然后采用局部有效信息存储来表征隐鹮的群体记忆,通过计算隐鹮过去状态序列与下一时刻状态之间的互信息,得到群体行为一致性与群体记忆的关系.最后根据隐鹮的动态信息传递以及群体记忆与群体行为一致性之间的关系,得到隐鹮转向过程中群体行为的激发以及汇聚模式与熵值的变化间的关系.     

基于PCA-ELM的矿井瓦斯涌出量预测

为进一步提高矿井瓦斯涌出量的预测效率和精度,将主成分分析法(PCA)和极限学习机(ELM)神经网络相结合,建立基于PCA-ELM的矿井瓦斯涌出量预测模型。运用主成分分析法对矿井瓦斯涌出量影响因素样本进行主成分提取,去除各变量之间的线性相关,得到降维后的有效因子。再将这些有效因子作为ELM神经网络的输入层进行训练和预测,借助ELM神经网络不需较多参数调整、学习速度快、泛化性能好的特点,进行快速准确的预测。利用某典型矿井的实测数据进行实例分析,PCA-ELM方法预测的最大误差为0.2589,最小误差为0.0312,平均误差为0.1370,结果表明该预测模型预测速度快、精度高,能够用于矿井瓦斯涌出量预测。     

热力系统整体分析和优化的热量流法

热力系统的性能优化对提高能源利用效率具有重要意义,但传统分析方法难以满足复杂系统高效分析的需求.近年来基于理论发展的热量流法及相应的求解算法为热力系统的分析与优化提供了一种新的解决方案.本文首先介绍热力系统热量流模型的规范化构建方法,并以余热回收朗肯循环为例说明了模型构建的具体流程.随后,结合系统中工质的流动约束及物性,提出了热力系统整体数学模型的规范化构建方法,能够分离系统约束中线性、非线性显式和非线性隐式约束,最少化需要迭代求解约束的数量.利用上述约束分离特性提出了热力系统整体数学模型的分层-分治求解算法,能够大幅降低计算复杂度,并显著提高计算鲁棒性.最后,以三压蒸汽发电系统为例,阐明了热量流模型及分层-分治算法与传统求解方法相比在求解时间、所需初值数量等方面的优势.     

基于策略多样性熵指标的无人机群智系统激发-汇聚程度度量方法研究

新一代无人机群系统的重要特征是具有群体智能,是一类典型的群智激发汇聚系统.目前,多智能体强化学习技术展现出较强优势,是构建新一代自主智能无人机群系统的重要方法.但多智能体强化学习的训练过程尚处于“黑盒”状态,缺乏对群体智能的激发和汇聚程度的有效度量手段.针对这一问题,从多智能体强化学习中智能体的策略出发,以策略多样性度量无人机群在多智能体强化学习的训练过程中的激发-汇聚程度.为了对策略的多样性进行度量,借鉴物种多样性和信息论中的相关概念,明确了策略多样性的内涵包括丰富和均匀程度两方面,提出了“策略距离二次熵”和“动作分布信息熵”这两种策略多样性的计算方法.设计了无人机群突防场景对本文所提出的策略多样性指标和两种计算方法的有效性和有用性进行了验证,并通过敏感程度分析对两种计算方法进行了对比.实验结果表明这两种计算方法在该场景中均能有效区分策略多样性的变化,且两种计算方法间具有一致性,从而验证了策略多样性指标及其计算方法的有效性.在有用性方面,验证了策略多样性与奖赏之间的关联关系,以及环境的动态改变与策略多样性之间的相互影响和关联关系,体现了策略多样性在认知群智系统,指导群智激发汇聚过程上...     

基于群体熵度量的无人机集群目标合围控制

针对受限环境中无人机集群的目标合围控制问题,提出了一种基于局部度量距离交互的分布式集群目标合围控制方法.首先,基于局部度量距离交互机制确定了每架无人机的时变邻域无人机集合,采用光滑成对交互势函数设计了集群内部无人机间的交互势函数、无人机与飞行环境中障碍间的交互势函数以及无人机与目标无人机间的交互势函数.在此基础上,基于自组织原则提出了分布式的无人机集群目标合围控制律,使无人机集群能够以指定环绕半径形成以目标无人机为中心的稳定α-晶格合围构型,对目标无人机进行合围和跟踪,同时使无人机避开飞行环境中的障碍,保障自身飞行安全.然后借助Lyapunov稳定性理论证明了集群系统的稳定性,并给出了集群系统内部无人机发生碰撞的条件以及合围构型参数的取值依据.此外,基于群体熵的概念尝试对无人机集群目标合围过程中的自组织水平进行度量.最后通过仿真来验证所提出算法的有效性.     

基于RS GA ELM的矿井瓦斯涌出量预测

为了对煤矿井下瓦斯涌出量进行预测,采用粗糙集与改进极限学习机相结合的方法,在样本数据的筛选上吸取粗糙集数据约简的优点,充分利用极限学习机训练速度快、具有良好泛化性能的特点,并结合遗传算法选择最优的输入权值矩阵和隐含层偏差,避免随机产生所造成的误差。利用编写程序确定隐含层神经元个数,比依靠经验更为准确。在实际应用中选取煤层瓦斯含量、煤层埋藏深度、煤层厚度、煤层间距、工作面日产量五个因素作为预测的影响参数。研究结果表明:该预测模型预测的最大相对误差为5687 1%,最小相对误差为0,平均相对误差为2582 7%,相比改进前的预测模型具有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

基于结构元方法的矿井机械模糊可靠性分析

应用模糊结构元理论,对矿井可修复机械设备可靠性中的有效度进行研究.首先,定义了模糊可靠度、模糊维修度和模糊有效度,并应用结构元理论对其进行表示.提出了相关的运算定理,在此基础上,再运用结构元理论对模糊有效度进行表示.之后,提出了正序,该序为全序.最后,用算例计算模糊有效度,通过正序对有效度进行比较.结果表明,运用模糊有...     

MIMO系统中基于分支定界法的最大似然检测

MIMO系统中的最大似然检测可以表示为一个整数二次规划问题．将基于变量二分的深度优先分支定界法引入到MIMO检测中,利用这种结构,可以对更多的节点进行剪枝．在分支定界法的每一层,采用有效集法来求解对偶子问题．为进一步降低复杂度,在有效集法的迭代过程中采用Cholesky分解更新求解一个线性系统问题．通过松弛剪枝条件,给出了准分支定界法,实现了性能和复杂度的较好折衷．数值仿真表明,基于分支定界法的MIMO检测算法复杂度很低,尤其在低信噪比和高阶调制时,其优越性尤为明显．     

基于流向特征熵和测地线距离的粘连血管型肺结节聚类分割

肺癌计算机辅助诊断(lung cancer CAD)是辅助医生定量判别结节良恶性的新技术.倍增率是临床上判断结节良恶性的指标,而精确地分割结节又是计算倍增率的前提.因为结节和血管的CT值相近,所以难以正确分割粘连血管型结节.血管里充满着流向同一方向的血液,使得大部分血管像素梯度的法向量(流向特征)都指向同一方向,流向特征熵值小;而结节上的像素梯度法向量方向杂乱无章,流向特征熵值大.大部分血管像素到结节中心的测地线距离比结节像素到结节中心的距离大.基于上述血管与结节差异,文中提出了一种基于流向特征熵和测地线距离的K均值聚类算法来分割结节.针对132个临床CT影像的肺结节(104个孤立型和28个粘连血管型),12个LIDC集合1的肺结节(4个孤立型和8个粘连血管型)和182个LIDC集合2的肺结节(25个孤立型肺结节和157个粘连血管型肺结节),评估实验结果和影像科医生手工绘制的金标准相比较,孤立型肺结节分割正确率分别为100/104(96.2%),4/4(100%),24/25(96.0%),粘连血管型分割正确率分别为26/28(92.9%),7/8(87.5%)和149/157(94.9%).实验表明,该方法能在短的时间内正确地分割孤立型结节和粘连血管型结节且具有好的鲁棒性.     

基于USD—IOWA算子的方案优选群决策方法

针对方案优选决策中评估专家经多轮交互后没有达成群体共识的问题,提出了相对稳定偏好的概念。通过对评估专家偏好信息的计算获得专家的效用稳定度,并以此作为USD—IOWA算子的诱导分量完成对单个评估专家相对稳定偏好信息的群集结,得到评估专家群体的相对稳定偏好矩阵。在此基础上采用基于量化优势度的方法对备选方案进行选择。最后给出一个算例说明方法的可行性。