基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦井水文在線監(jiān)控分析系統(tǒng)研究.pdf

1、煤炭作為我國工業(yè)化快速發(fā)展進(jìn)程中迫切需求的主要能源之一，已成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中必不可少的礦產(chǎn)能源。我國煤礦地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦開采過程中突水事故頻發(fā)，礦井突水類型多，成因機(jī)制和防治方法也日漸復(fù)雜，無論是受水害威脅的面積，還是被水害威脅的嚴(yán)重程度，都是世界罕見的。在保證煤礦正常安全開采的前提下，設(shè)計(jì)研究一套能夠?qū)崟r掌握礦井水文信息并帶有涌水量預(yù)測功能的礦井水文監(jiān)控系統(tǒng)已成為煤炭行業(yè)亟需解決的重要問題。
　　本文針對目前礦井

2、水文監(jiān)控技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在涌水量預(yù)測中應(yīng)用技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一套基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦井水文在線監(jiān)控分析系統(tǒng)。首先進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)架的設(shè)計(jì)，研究按照分站組網(wǎng)及主站集中控制的方式實(shí)現(xiàn)礦井水文信息的實(shí)時在線監(jiān)測和遠(yuǎn)程自動化排水控制。分站選用STM32系列STM32F103ZET6作為微控制器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和通訊硬件電路，通過在煤礦井下突水易發(fā)區(qū)域安裝多參數(shù)測量傳感器，實(shí)時采集煤礦復(fù)雜環(huán)境下主要工作面、巷道、明渠、管道等水害敏感區(qū)域礦井水的液位、壓力、流

3、量、溫度等水文信息。主站選用Siemens系列S7-200 CPU226XP PLC作為主控制器，通過RS485總線采用循環(huán)訪問方式對分站進(jìn)行數(shù)據(jù)的分布式采集和運(yùn)行狀態(tài)的集中控制，后經(jīng)以太網(wǎng)將各分站信息集中傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心。
　　然后采用組態(tài)軟件KingView設(shè)計(jì)地面監(jiān)控中心的上位機(jī)人機(jī)界面，以動畫顯示、趨勢曲線分析、報(bào)表輸出、數(shù)據(jù)庫存儲與查詢、報(bào)警處理與查詢、數(shù)據(jù)打印等多種形式實(shí)現(xiàn)煤礦井下現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和歷史記錄，并通過

4、DTU短信模塊和WEB發(fā)布技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井水文數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布以及系統(tǒng)運(yùn)行模式切換、設(shè)備參數(shù)修改、水泵啟?？刂频榷喾N遠(yuǎn)程操作。
　　最后在確定輸入?yún)?shù)、訓(xùn)練樣本和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦井涌水量預(yù)測模型，并在MATLAB中進(jìn)行模型的訓(xùn)練、仿真和結(jié)果分析。采用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件KingView和MATLAB之間的數(shù)據(jù)交換，先從地面監(jiān)控中心的上位機(jī)中讀取煤礦井下多參數(shù)測量傳感器監(jiān)測到的礦井水文數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到MATLAB中通過