Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных предпосылок интенсификации процесса подземной добычи угля является повышение производительности и безопасности труда горнорабочих на основе комплексной механизации и автоматизации основных производственных процессов. Решение задачи интенсификации процесса угледобычи усложняется с переходом забоев на более глубокие горизонты. С ростом глубины разработки увеличивается газообильность выработок, температура пластов и вмещающих пород, а также, интенсивность газодинамических проявлений.
В таких условиях особое значение приобретают вопросы комплексного оснащения шахт непрерывнодействующими средствами автоматического контроля состава и параметров шахтной атмосферы. При наличии подобных средств можно организовать эффективную работу систем вентиляции, дегазации и кондиционирования воздуха, от которых зависят безопасность и комфортность труда шахтеров.
Внедрение автоматизированных систем управления шахтной вентиляцией, позволяющих более эффективно использовать резервы свежего воздуха за счет оперативного перераспределения воздушных потоков между потребителями в зависимости от газовой ситуации, предусматривает участие человека—оператора вентиляции в контуре управления. Анализируя деятельность оператора вентиляции, можно сделать вывод, что традиционное программное обеспечение АСУ ТП необходимо дополнить автономной программной системой, выступающей в качестве средства интеллектуальной поддержки оператора при решении
сложных неформализуемых задач. Основные принципы, положенные в основу создания данной системы, заключаются:
в удобном, дружественном интерфейсе с пользователем системы;
знаниях экспертов как информационной основы системы;
— наличии механизма логического вывода и механизма
трассировки, обеспечивающего объяснение заключений системы.
Перечисленные свойства позволяют охарактеризовать разработанное программное средство как интеллектуальную компоненту системы, которая дополняет существующую АСУ ТП* и обеспечивает поддержку оператора в решении задач мониторинга, диагностики состояния и управления процессами.
Наличие данной интеллектуальной системы поддержки позволит оператору принимать более обоснованные решения по следующему комплексу задач:
1) определение причин, вызвавших изменение
газодинамической обстанов ;и на добычном участке;
2) принятие решение в случае значительных отклонений
концентрации метана;
3) управление вентиляцией в аварийных условиях.
Таким образом, разработка моделей и алгоритмов, а также, реализация интеллектуальной системы поддержки оператора вентиляции угольной метанообильной шахты, являются актуальной научной задачей.
Целью работы является разработка и исследование методов и алгоритмов интерпретации газодинамических ситуаций на добычных участках (ДУ) и диагностирования причин их возникновения с учетом возможности маскирования признаков; разработка эффективных алгоритмов вывода решений для
-г-
реализации интеллектуальной программной системы поддержки оператора вентиляции.
Идея работы заключается в применении нечетких моделей и алгоритмов для идентификации газодинамических ситуаций по частичным измерениям с использованием экспертных оценок.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и научная новизна заключаются в следующем:
1) разработана модель диагностирования из класса нечетких
моделей, новизна которой заключается п использовании матриц
максимального и минимального влияния явлений на признаки,
которая наиболее полно отражает как стохастичность связи
между причинами и явлениями, так и возможный разброс
экспертных оценок при настройке модели на конкретный объект;
2) разработана методика оценки достоверности
идентификации причин газодинамических ситуаций, основанная
на композиционном выводе точных верхних и нижних граней
интервала достоверности, которая позволяет оптимизировать
истинность основной аксиомы модели;
3) разработана методика классификации процессов и
явлений, обеспечивающая представление сложных процессов и
явлений композицией одиночных формальных процессов, которая
позволяет уменьшить количество нераспознанных ситуаций с
помощью учета эффекта маскирования.
Обоснованность и достоверность научных положений,
выводов и рекомендаций. Разработанные нечеткие модели и
алгоритмы обоснованы теоретическими исследованиями с
использованием геории нечетких множеств, теории субъективных
вероятностей, теории нечеткого рассуждения, нечеткой логики и
методов искусственного интеллекта. Достоверность
разработанных моделей и алгоритмов подтверждается сравнением
истинности диагнозов системы о причинах газодинамических ситуаций с истинностью экспертных заключений по фрагментам реальных метанограмм.
Научное значение состоит в том, что разработанные нечеткие модели и алгоритмы могут быть использованы для построения проблемно —независимых интеллектуальных диагностических систем, частным случаем которых является интеллектуальная система поддержки оператора вентиляции, и являются развитием методов мониторинга и управления атмосферой угольной шахты.
Практическое значение имеют:
— программы формирования и обработки экспертных
таблиц, представляющих субъективное описание процессов и
явлений;
— программная система, предназначенная для поддержки
решений оператора вешлляции, в которой реализованы
алгоритмы прямого и обр. гного вывода, а также интерфейс,
реализующий связь интеллеї гуальной системы с пользователем.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Апробапия работы. Отдельные положения работы доложены и обсуждены на Международном симпозиуме "Интеллектуальные системы" (Махачкала, 1994г.), Международной научно-технической конференции "Диагностика, информатика и метрология — 94" (С —П.. 1994г.), Третьем Международном симпозиуме по планированию ведения горных работ и горному оборудованию (Стамбул, 1994 г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объем диссертации составляет 136 страниц, в том числе 106 страниц
основного текста, 14 рисунков, 9 таблиц, 11 страниц приложений. Список литературы включает 105 наименований.
