[發明專利]一種煤巖動力災害多系統多參量集成綜合預警方法及系統

有效

• 申請號: 201911047938.8
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110779574B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 何學秋;宋大釗;何生全;李振雷;薛雅榮;王安虎;牟宏偉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;中安安全工程研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B21/10;G08B31/00;G06N3/12;G06Q50/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種煤巖動力災害多系統多參量集成綜合預警方法，其特征在于，所述煤巖動力災害多系統多參量集成綜合預警方法包括：

獲取多個煤巖動力災害監測系統的監測數據，基于所述監測數據挖掘出各監測系統中能反映煤巖動力災害前兆信息的多元特征參量；

基于所述多元特征參量，篩選出每一監測系統中預警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優臨界值；

基于各監測系統的預警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優臨界值，計算出每一監測系統的綜合預警指數和預警效能；

基于各監測系統的綜合預警指數和預警效能，計算出煤巖動力災害多系統綜合預警結果；

其中，所述監測系統包括在線監測系統和便攜監測系統；其中，所述在線監測系統包括微震監測系統、地音監測系統和液壓支架監測系統；

所述監測數據包括所述在線監測系統實時采集得到的連續監測數據和所述便攜監測系統采集得到的離散監測數據；

所述多元特征參量的維度包括時間維度、空間維度和強度維度，所述多元特征參量包括：

所述微震監測系統中反映時序信息的頻次、頻次比和頻次偏差值；反映空間信息的離散度；反映強度信息的微震能量、微震能量偏差值和離散度；

所述地音監測系統中反映強度信息的地音能量、地音能量偏差值、地音能量平均值和脈沖因子；反映時序信息的脈沖；

所述液壓支架監測系統中反映時序信息的閃爍間隔危險度；反映強度信息的記錄頻次和支架壓力；

所述篩選出每一監測系統中預警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優臨界值，包括：

將同一監測系統中屬于不同維度的特征參量進行兩兩組合；

利用遺傳算法訓練并優選出每一監測系統中適應度值最高的特征參量組合并計算出其中各特征參量的最優臨界值；

將各監測系統中適應度值最高的特征參量組合作為該監測系統對應的預警效能最高的特征參量組合；

在利用遺傳算法訓練并優選出每一監測系統中適應度值最高的特征參量組合時，對于所述微震監測系統優選出適應度值最高的前兩組特征參量組合；對于所述地音監測系統和液壓支架監測系統，優選出每一傳感器對應的適應度值最高的一組特征參量組合；

所述基于各監測系統的預警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優臨界值，計算出每一監測系統的綜合預警指數和預警效能，包括：

基于各監測系統的適應度值最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優臨界值，根據下式計算出各監測系統的單系統預警程度：

其中，對于所述微震監測系統，單系統預警程度為適應度值最高的每一特征參量組合的預警程度，此時W_i表示第i組適應度值最高的特征參量組合的預警程度，a_i和b_i分別表示第i組適應度值最高的特征參量組合中兩個特征參量的實時值，V₁和V₂分別表示第i組適應度值最高的特征參量組合中各特征參量對應的最優臨界值；

對于所述地音監測系統和液壓支架監測系統，單系統預警程度為各傳感器的預警程度，此時W_i表示第i個傳感器的預警程度，a_i和b_i分別表示第i個傳感器對應的適應度值最高的特征參量組合中兩個特征參量的實時值，V₁和V₂分別表示第i個傳感器對應的適應度值最高的特征參量組合中各特征參量對應的最優臨界值；

基于各監測系統的單系統預警程度，根據下式計算出各監測系統的綜合預警指數W_綜：

其中，對于所述微震監測系統，R_i為第i組適應度值最高的特征參量組合的適應度值；對于所述地音監測系統和液壓支架監測系統，R_i為第i個傳感器對應的適應度值最高的特征參量組合的適應度值；

基于各監測系統的綜合預警指數，根據下式計算出每一監測系統的預警效能R_I，R_I表示第I個監測系統的預警效能：

其中，為在監測時間段內產生預警并且報準的次數；N₁為監測時間段內大能量或沖擊事件的總次數；t₀為產生預警占用時長；T₀為監測總時長；當監測系統對應的綜合預警指數在沖擊或大能量事件發生前預設天數內超過預設閾值則預警為報準，否則為漏報或誤報。