一种基于本体与关联规则的煤矿安全监控预警模型

为了解决煤矿安全监控系统中的可靠性较差、信息管理混乱,以及产生的海量监测数据利用率较低等问题,提出了一种新的安全监控预警模型。利用本体对煤矿安全监控领域的信息进行系统化组织,使其便于共享与重用;利用关联规则技术对海量监测数据进行挖掘,得到大量隐藏的可用于预警的推理规则;将煤矿安全监控本体及推理规则与 Jena 推理机进行绑定形成具有推理机制的安全监控预警模型。利用该模型对实时数据进行推理实验,验证了该模型有效。结果表明,结合了本体与关联规则技术的煤矿安全监控预警模型可有效地整合监控领域信息,并在一定程度上提高了预警的效率和准确率。

基于物联网的数字式煤矿安全监测监控技术研究

随着煤矿产业迅速壮大,监控和安全监测的角色变得尤其重要。面对日益增长且复杂的要求,传统的解决方案已然不能达到要求,这促使了基于物联网的数字煤矿安全监测与监控技术的出现和发展。尽管如此,目前的技术在传感器的性能、数据的传递稳定以及警报机制上仍旧面临一些问题和挑战。本研究推出了一套全面的战略,旨在增强传感器的工作效能、提高数据传输的安全性,并优化预警系统。这些都是为了提升煤矿安全监控系统的整体效能和可靠度,进而能够实施更为高级的煤矿安全管控措施,以此为煤矿行业持久发展注入强大的推动力。

煤矿安全监控系统及预警技术分析

煤矿资源开采工作与我国工业生产及经济建设息息相关,但在煤矿资源开采的过程中隐含较多的安全风险,制约了煤矿资源开采效率。煤矿安全事故与煤矿安全监控系统密切相关,通过分析煤矿安全监控系统组成部分、基本特点以及常用类型,能够发现适合的煤矿安全监控系统和预警技术,将其加以应用,能为煤炭企业顺利安全的生产开辟路径。

枢纽区边坡运行安全局部预警监控模型及其监控指标研究

【目的】枢纽区边坡是水利水电工程的重要组成部分,开展安全预警研究对保证水工建筑物正常安全运行具有重要现实意义。为建立一套枢纽区边坡运行安全局部预警监控体系的确定方法,【方法】引入考虑水荷载效应的瞬时型和继效型变形因子,改进传统边坡变形统计回归模型;提出枢纽区边坡运行安全的“三级预警(正常、轻度异常、异常)+一级险情”的局部监控分级标准;将逐时交互验证法引入到监控阈值确定,用以动态调整残差的标准差。【结果】研究结果表明,改进后的枢纽区边坡变形监控模型能够较好地反映各因素所引起的累进变形效应,同时也提高监测数据的拟合精度;监控分级标准既对枢纽区边坡工作性态具有较高辨识度,又便于实际操作,体现了“分级监控、逐级预警”的现代监控理念;逐时交互验证法可实现预测期残差标准值的动态调整,体现监控阈值的实时变化,反映边坡变形的动态特征。【结论】工程案例研究表明,该方法可有效地捕捉到预测期测值的异常情况,为枢纽区边坡运行安全局部预警研究提供参考和借鉴。

基于可拓理论的煤矿安全预警模型研究

基于可拓理论的综合预警模型是基于参变量物元的动态评价模型,该模型利用层次分析法确定各预警指标的权重,以综合关联度作为评价准则,避免了预警模型的主观性。该模型在河南神火煤电股份有限公司新庄矿安全预警分析中应用,指出了该矿的整体安全状况及存在的问题,并提出相应的改进对策,表明该方法计算简便,易于推广使用。

基于粗糙集融合最小二乘支持向量机的煤矿安全预警模型

针对煤矿安全影响因素多、各影响因素之间相互关联、样本信息采集困难等问题,分析了煤矿安全生产系统风险,从人员、设备、环境、管理四个方面构建了煤矿安全影响因素指标体系,基于粗糙集理论融合最小二乘支持向量机方法的提出了煤矿安全机预警模型,并以实测数据为例对该预警模型的计算结果进行了训练和检验。结果表明,粗糙集融合最小二乘支持向量机能够有效提高预警效率,反映各控制因素对煤矿安全的影响,计算结果与样本值拟合精度较高,对保障煤矿安全生产具有重要而现实的意义。

基于煤矿安全监控系统的瓦斯灾害预警系统研究与应用

基于煤矿安全监控系统构建的矿井瓦斯灾害预警系统,能够根据既定的预警指标,实现井下作业地点发生瓦斯灾害时的异地报警,补充完善了煤矿安全监控的预警功能,有利于井下瓦斯灾害发生时的人员避灾,能够降低或避免安全事故。

基于OPC UA的煤矿安全生产监控系统信息模型

煤矿安全生产监控系统中子系统种类较多,各个子系统的设备型号繁杂,设备信息异构导致数据语义完备性低及信息交互数据碎片化。目前煤矿信息化建设中,虽然各个子系统基本实现了网络集成,但所获得的海量数据无法有效共享,集成分析无法进行。针对上述问题,提出一种基于OPC UA的煤矿安全生产监控系统信息模型。根据煤矿安全生产监控系统的相关信息和OPC UA信息模型通用建模规则,分析了煤矿安全生产监控实际设备与信息模型的映射关系,给出了煤矿安全生产监控系统信息模型整体架构。当煤矿安全生产监控系统中需要扩展新的功能时,可在功能集进行扩展;当子系统中需要增添新的设备时,可在设备集中增加新的组件,从而确保信息模型的可扩展性。以瓦斯抽采监控系统信息模型为例,采用UaModeler工具建立传感器信息模型,对该信息模型进行图形化设计后,生成XML描述文件并导入OPC UA服务器的地址空间中。通过第三方客户端UaExpert连接服务器对OPC UA信息模型进行测试,结果表明,该信息模型可根据映射规则实现在OPC UA地址空间的映射,并通过OPC UA客户端访问服务器的地址空间,获取各个煤矿安全生产监控子系统中任意对象的属性,验证了使用OPC UA信息模型实现信息互联互通的可行性。

煤矿安全监控领域可变性模型

针对传统的软件开发方法每次开发同类系统时,很少能复用之前累积的开发经验,造成大量的重复性劳动的问题,提出了软件产品线开发方法,并将该方法应用于煤矿安全监控系统软件的开发中。在对煤矿安全监控系统产品线分析的基础上,针对监控系统的共性和变性特征,探讨了各特征之间的关系,使用基于特征的可变性建模方法构建了煤矿安全监控领域可变性模型。该模型可对监控系统的可变性进行有效管理,同时在特征依赖规则的指导下,可快速完成具体的可定制监控系统的需求特征分析,为后续煤矿安全监控领域可复用框架的实现奠定了基础。

煤矿安全监控系统瓦斯预警结果分析方法

《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》明确提出监控系统应具备瓦斯涌出量预测预警功能,但是没有说明预警结果该如何分析。针对该问题,分析了监控系统瓦斯预警现状和特点,指出目前安全监控系统所涉及的瓦斯预警主要包括瓦斯涌出预警与瓦斯突出预警2个方面,提出利用预警识别率和误报率综合评价瓦斯预警结果的方法。对于瓦斯涌出预警,指出兼顾瓦斯涌出绝对量和瓦斯波动变化态势对预警指标做出必要的权衡,是瓦斯涌出预警必须考虑的重要因素之一。在瓦斯突出预警结果分析中,利用钻屑指标将瓦斯突出危险性划分为安全、威胁和危险3种状态,并按照危险状态阈值的80%设定威胁状态。

基于关联性模型的煤矿安全监控系统报警方法

针对煤矿安全监控系统可靠性不高、监测数据未得到充分利用等问题,提出了可通过提高关键设备的无故障工作时间来提高系统可靠性、通过数据处理或冗余方法来提高数据可信性的观点;提出了基于关联性模型的煤矿安全监控系统报警方法,其主要思路是将原来独立判别的测点数据通过一种关联性模型与其它测点数据或工艺环境联系起来,当系统发现关联性模型不成立时报警,该报警方法是对现行报警方法的补充,可以发现传感器不按规定使用和传感器失效等情况,但在实际应用中应考虑模型的易用性和适用性;以煤矿工作面瓦斯监测为例,基于对工作面瓦斯涌出规律的分析,对瓦斯传感器数据分别建立了基于相关性、基于极差值、基于最小值的关联性模型,并通过实际的瓦斯监测数据对该三种模型进行了验证,结果表明该三种模型对不同煤矿和不同工作面均有较好的适用性。

基于智能监控平台的电网安全预警技术研究

采用目前方法进行电网安全预警时,无法获取精准的电网安全数据,存在预警准确率低、预警性能差和预警效率低的问题。提出基于智能监控平台的电网安全预警技术,通过采集层、存储层、计算层、功能层、结构层构建智能监控平台,利用智能监控平台对电网的运行状态进行监控,获得电网运行数据;采用犹豫模糊决策法且依据获取的电网运行数据构建电网安全预警模型,完成电网安全预警。实验结果表明,所提方法的预警准确率高、预警性能好、预警效率高。

煤矿安全监控系统及预警技术研究

对优化设计的煤矿安全监控系统整体方案、硬件配置及软件逻辑进行了详细介绍,通过功能描述说明了系统在安全性、信息化和智能化方面的提升,对煤矿安全监控系统在生产中的应用具有重要意义。

煤矿安全监控系统模型设计与自动分析研究

无线传感器网络等新兴技术在煤矿安全监控中的应用一方面提高了系统的可用性,另一方面增加了系统的复杂度。此外,不同于一般系统,煤矿安全监控系统的实时性、安全性、可靠性等非功能属性亦对煤矿安全起到至关重要的作用。介绍了无线传感器网络在煤矿安全监控中的应用,并引入模型驱动开发方法进行设计,对建立的系统模型进行形式化描述,使用有限状态机技术进行自动分析。

煤矿安全监控系统与“一通三防”管理的预警联动研究分析

加强煤矿生产的安全监控,建立"一通三防"预警联动机制,能够促进我国煤炭产业的安全发展,防止相关事故的发生,让安全管理工作能够达到防患于未然的效果,从而更好地提高企业的利益,使煤炭企业能够健康、安全、稳定的发展。

煤矿安全监测监控系统与矿井透水事故早期预警

根据煤矿透水事故发生前后煤矿安全监控系统数据变化,位于透水点及外围的传感器会出现数据变化,而受灾区的传感器在被水淹没后会停止正常的数据传送,故整个监控系统各工作传感器的数据变化过程可作为煤矿透水事故早期预警的重要标志,可作为煤矿透水事故发生后抢险救援人员分析推演灾变发生过程、影响范围等的重要参照。

我国煤矿行业安全生产预警指数模型研究

采用1982-2012年的煤矿安全生产指标数据资料,应用Hodrick-Prescott滤波法对其进行趋势分解,分析了我国煤矿安全生产的长期发展趋势和周期规律,采用安全生产指标的同比指数作为预警指数,应用二次指数平滑法对预警指数进行短期预测,并设定了预警指数模型的警限和警度,最终建立了煤矿安全生产预警指数模型。模型的运行结果表明,煤矿事故死亡人数、较大以上事故起数、煤矿百万吨死亡率和煤矿综合安全水平在今后5年内趋势向好,但仍有上下波动的可能。预警指数模型的建立及其运算结果对煤矿行业安全生产对策措施的制定有一定的指导意义。

煤矿智能识别监测预警平台研究及应用

针对煤矿智能化建设中对少人化、无人化和标准化目标的诉求,依托先进的5G信息传输渠道,发展全方位远程监测、监控、视频预警技术是提高现场作业规范化和完善作业流程的关键。为了进一步提升煤矿生产的安全规范管理以及远程监测和监控,实现提前预警预报的目标,开发了煤矿智能识别监测预警平台。介绍了该平台的总体架构,详细阐述了该平台业务流程、智能视频模型以及智能视频识别设计。实际应用表明,该平台能够对现场违规行为进行有效监测、监控和预警,有效提高违章行为的精准辨识,能够明显减少因违规带来的损失,为矿井智能化建设提供有力支撑。

基于大数据的煤矿安全监控预警平台研究

本文提出了一种基于标签的单因素与多因素分级共享的大数据开放引擎体系架构,实现了分析模型共享和快速预警。

基于Spark的煤矿安全预警系统

为了减少煤矿安全事故,提高井下工作的安全性,文中设计一种煤矿安全预警系统。该系统由数据采集模块、网络模块、大数据处理模块、客户端模块和井下报警模块5部分构成。其中大数据处理模块具有接收实时环境数据和通过预警模型判断是否预警的功能。此模块采用遗传算法对支持向量机进行参数寻优,建立安全预警模型后使用大量样本对该模型进行训练。文中在大数据处理模块上搭建Spark并行计算框架,在此框架上加载已训练的安全预警模型,并采用Spark Streaming接口接收实时数据,对井下环境数据进行并行计算;然后通过安全预警模型进行安全预测,将预测结果实时发送至手机APP、计算机客户端和井下报警模块。实验结果表明,文中方法能够提高煤矿安全预警系统预测的准确性并降低预警的时延。