面向煤礦頂板安全評價(jià)的信息融合方法研究.pdf

1、煤礦頂板事故是我國煤炭開采過程中的主要災(zāi)害之一，為保障安全生產(chǎn)各煤炭企業(yè)大都建立了礦壓、微震、地音、頂板離層等監(jiān)測系統(tǒng)，這些手段雖能從不同的側(cè)面反映頂板安全狀況，但一些情況下預(yù)報(bào)的結(jié)果往往不夠統(tǒng)一，給管理者造成決策困惑，且目前這些監(jiān)測數(shù)據(jù)離散性較大，數(shù)據(jù)處理手段相對落后，反饋指導(dǎo)生產(chǎn)的時間滯后，無法在事故發(fā)生前臨近報(bào)警或預(yù)警。因此，針對煤礦頂板管理存在的這些問題，開展面向煤礦頂板安全評價(jià)的多源信息融合技術(shù)，可以充分挖掘頂板監(jiān)測多源信息的

2、互補(bǔ)性及關(guān)聯(lián)性，以提高頂板評價(jià)指標(biāo)信息的質(zhì)量和可信度，對于預(yù)防煤礦頂板事故具有十分重要的意義。
　　為揭示煤礦頂板事故災(zāi)變機(jī)理與各監(jiān)測指標(biāo)之間的關(guān)系，在山東省科技攻關(guān)項(xiàng)目“基于信息融合煤礦頂板安全管理系統(tǒng)研究”（No:2009GG10001004）的支持下，開展以下研究工作：
　　1.深入研究信息融合理論，分析其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，總結(jié)信息融合不同的定義方式，同時概述其不同級別的數(shù)據(jù)融合，并對比分析信息融合相關(guān)算法，指出信息

3、融合技術(shù)能充分利用多源信息的冗余性和互補(bǔ)性，將其應(yīng)用于煤礦頂板評價(jià)領(lǐng)域能大幅提高煤礦頂板安全評價(jià)的時效性及準(zhǔn)確度。
　　2.深入研究D-S證據(jù)理論，分析其已有融合模型，對其相關(guān)概念進(jìn)行概述，詳述D-S證據(jù)理論合成規(guī)則，應(yīng)用實(shí)例分析說明D-S證據(jù)理論融合過程中產(chǎn)生的證據(jù)沖突問題?；贒-S證據(jù)理論在不確定性的表示、量測和組合方面的突出優(yōu)勢，選取D-S證據(jù)融合理論作為開展面向煤礦頂板安全評價(jià)的多源信息融合技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
　　3

4、.針對煤礦頂板安全監(jiān)測系統(tǒng)中監(jiān)測手段不夠完備，無法全面評價(jià)頂板安全狀況等問題，將證據(jù)融合理論引入煤礦頂板安全評價(jià)中，提出了煤礦頂板安全評價(jià)方法，此方法能有效消除多源信息的不確定性，降低虛警率，提高頂板安全評價(jià)準(zhǔn)確度。
　　4.針對D-S證據(jù)理論融合過程中高沖突使融合結(jié)果產(chǎn)生悖論的情況，本文給出了基于證據(jù)距離的沖突判別方法來判定證據(jù)之間的沖突程度，并提出一種新的相對加權(quán)融合算法，此算法通過證據(jù)距離建立相似性矩陣，確定證據(jù)的權(quán)重系數(shù)，

5、對證據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，再采用Dempster規(guī)則進(jìn)行組合。
　　5.基于信息融合理論設(shè)計(jì)并開發(fā)了仿真平臺——信息融合仿真平臺，用于仿真實(shí)現(xiàn)基于D-S證據(jù)理論的融合算法和基于證據(jù)距離的融合算法融合過程。其主要功能有參數(shù)輸入、數(shù)據(jù)顯示、結(jié)果顯示、功能區(qū)，其中功能區(qū)中包含隨機(jī)生成數(shù)據(jù)、仿真生成數(shù)據(jù)、導(dǎo)入數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、信息融合、導(dǎo)出結(jié)果等功能。
　　課題研究成果“基于信息融合的煤礦頂板安全評價(jià)方法”已完成軟件開發(fā)并應(yīng)用于尤洛卡礦業(yè)安