[發(fā)明專利]一種基于BP神經網絡的礦井火災預警監(jiān)測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811314300.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109345754A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 黃鑫;姚韋靖;王婷雅;劉雨姍
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06;G08B17/10;G08B25/08;G08B29/18;G08B31/00;G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于BP神經網絡的礦井火災預警監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感模塊、服務器、控制器、啟動模塊、滅火系統(tǒng)、報警模塊、中央控制計算機、分析軟件。其中：傳感模塊，其與服務器相連，將傳感器收集的信息處理收集傳遞給服務器；服務器，其分別與中央控制計算機和控制器相連，將傳感模塊的信息傳遞給中央控制計算機，同時，將中央控制計算機的指令傳遞給傳感模塊和控制器；控制器，其分別與啟動模塊和報警模塊相連接，在接收到服務器指令后將警報指令傳遞給報警模塊，將滅火指令傳遞給啟動模塊；啟動模塊，其與滅火系統(tǒng)向連，啟動滅火系統(tǒng)；中央控制計算機，其與服務器相連，同時搭載分析軟件，接收服務器傳遞的參數，通過分析軟件分析后將處理指令傳遞給服務器進行執(zhí)行。

2.根據權利要求1所述傳感模塊，其特征在于包括：溫度傳感器，氣體濃度傳感器，氣體成分檢測設備，濕度傳感器。

3.根據權利要求1所述報警模塊，包括聲音報警，光信號報警。

4.一種基于BP神經網絡的礦井火災預警監(jiān)測方法，使用權利要求1-4所述的一種基于BP神經網絡的礦井火災預警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：確定采集信號為：監(jiān)測區(qū)域內的溫度T，監(jiān)測區(qū)域內氣體濃度c₁,c₂,c₃...c_n，n表示氣體成分的總數以及環(huán)境濕度H；

步驟二：采用三層BP神經網絡，分別為輸入層、隱含層、輸出層，對輸入層的數據進行初始化處理，將傳感器收集的數據轉換為向量形式x＝{x₁,x₂,x₃...x_n+1,x_n+2}；其中x₁為監(jiān)測區(qū)域內溫度系數、x₂～x_n+1表示各不同成分的氣體濃度系數、x_n+2表示環(huán)境濕度系數；

步驟三：將輸入層的數據傳遞至隱含層，進行BP神經網絡訓練，隱含層的向量形式為y＝{y₁,y₂,...y_m}，l為輸出層數據個數；

步驟四：收集輸出層的數據為l＝{l₀,l₁,l₂,l₃...l_n+1,l_n+2}，l₀為正常，l₁為監(jiān)測區(qū)域內溫度異常，l₁～l_n+1依次為各不同成分的氣體濃度異常，l_n+2為環(huán)境濕度異常；

步驟五：將輸出值與設定的安全參數值對比，若輸出信號為l＝{1,0,0,0...0}則表示監(jiān)測結果為正常，若輸出信號為l＝{0,1,0,0...0}，則氣體成分1濃度異常；若輸出信號為l＝{0,0,1,0...0}，則表示氣體成分2異常，依次類推，直到l＝{0,0,0,0...1，0}表示氣體成分n異常；若輸出信號為l＝{0,0,0,0...1}，則表示環(huán)境濕度異常；

步驟六：若發(fā)現輸出信號異常，則啟動滅火系統(tǒng)和預警信號，并記錄該異常信號參數，若再次監(jiān)測到異常趨勢，通過設置閾值范圍進行提前消除隱患。

5.根據權利要求4所述一種基于BP神經網絡的礦井火災預警監(jiān)測方法，步驟二中初始化的公式為x_i為原始數據，x_min為所測同類數據中最小值，x_max為所測同類數據中的最大值。