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《中国矿业大学》 2009年
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基于支持向量机数据融合的矿井瓦斯预警技术研究

黄为勇  
【摘要】: 煤矿瓦斯灾害已成为我国煤矿安全生产的最主要威胁和制约煤炭行业可持续发展的最重要因素。认识瓦斯灾害发生的规律和特征、实现瓦斯危险性的准确预测和预警是防治瓦斯灾害的有效手段,也一直是矿山安全及智能信息处理领域的重要研究课题。为此,本文针对目前煤矿安全生产的实际需要,以矿井瓦斯数据为研究对象,以矿井瓦斯预警为目的,系统地进行了基于支持向量机的瓦斯数据融合方法及其应用研究,其主要研究内容如下: 1.在矿井瓦斯预警相关概念定义、矿井瓦斯数据流分析、数据融合与支持向量机理论与方法研究的基础上,构建了基于支持向量机的矿井瓦斯数据融合技术框架。 2.在粒子群优化和遗传算法研究的基础上,提出了一种基于混沌粒子群优化-遗传算法(CPSO-GA)的支持向量机参数向量的选择与优化方法,为基于支持向量机数据融合的矿井瓦斯预警技术研究创造了技术条件。 3.把支持向量机和相空间重构、粗糙集、聚类、非线性组合预测等多种现代信息处理手段进行有效集成,对多源的矿井瓦斯数据在数据级、特征级和决策级等三个层次上进行了以矿井瓦斯预警为目的的数据融合技术研究: (1)在数据级融合层次上,提出了基于支持向量机瓦斯数据的噪声消除方法,有效地消除了一维和高维矿井瓦斯数据中的普通噪声、异常数据和缺失数据的影响,为获取准确和完备的原始矿井瓦斯数据提供了技术手段。 (2)在特征级融合层次上,提出了基于相空间重构-聚类-多支持向量机回归的瓦斯混沌时间序列预测方法,以及基于粗糙集-支持向量机的煤与瓦斯突出预测方法,并形成了一个完整的“突出类型→突出强度→突出煤量”的煤与瓦斯突出预测体系,有效地提取了瓦斯数据特征,预测其变化规律和发展趋势。 (3)在决策级融合层次上,提出了基于支持向量机的矿井瓦斯涌出量非线性组合预测方法,以及基于多最小二乘支持向量机的CH4、CO、温度和风速等同类/异类传感器融合的多变量决策预测方法,实现了矿井采区安全状态等级的实时评价和安全状态的预警。 理论分析和实验结果分析表明,本文提出的支持向量机数据融合技术可有效地应用于矿井瓦斯预警中。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD712

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王军号;孟祥瑞;;基于物联网感知的煤矿安全监测数据级融合研究[J];煤炭学报;2012年08期
2 白永明;张杰;;矿井瓦斯预测预警的云计算模式研究[J];工矿自动化;2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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3 王军号;基于物联网感知的煤矿安全监控信息处理方法研究[D];安徽理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邝绍南;基于多传感器数据融合的蛇形机器人桥梁缆索缺陷自动检测方法研究[D];华南理工大学;2012年
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3 刘娜;支持向量机和数据融合在煤与瓦斯突出预测中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 顾克江;;基于油气集中处理系统涡街流量计测量不确定度分析[A];江苏省计量测试学术论文集(2011)[C];2011年
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1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
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5 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾传华;基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
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5 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
6 郭柯;陶二井田瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
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10 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 施式亮;何利文;宋译;刘影;;基于混沌与神经网络耦合模型的回采工作面瓦斯涌出时序分析与预测[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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7 沈翠华;基于支持向量机的消费信贷中个人信用评估方法研究[D];中国农业大学;2005年
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8 记者 程国媛 实习生 张良娟;清洁能源项目入驻太原[N];山西日报;2009年
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3 李定启;煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理现状评价方法及应用[D];中国矿业大学;2011年
4 李希建;贵州突出煤理化特性及其对甲烷吸附的分子模拟研究[D];中国矿业大学;2013年
5 张丽;基于支持向量机的矿用红外瓦斯检测系统研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
6 李长录;煤矿井下紧急避险关键装备的数值模拟分析与研制[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 毛飞;微生物技术治理煤层瓦斯理论及应用研究[D];重庆大学;2013年
8 董传彤;宣东二矿采场矿压显现及工作面瓦斯涌出规律研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
9 秦长江;顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突关键技术研究[D];中国地质大学;2012年
10 张嘉勇;高压小射流掏槽防突技术研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王尧;古汉山矿井瓦斯赋存构造逐级控制特征与瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2012年
2 李延辉;矿井瓦斯抽采系统安全评价研究与应用[D];西安科技大学;2012年
3 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
4 申恩福;矿井瓦斯涌出量预测研究[D];辽宁工程技术大学;2001年
5 雷咸锐;天泰矿井瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2012年
6 许振;煤矿通防灾害预警预控技术研究及应用[D];山东科技大学;2011年
7 安鸿涛;岩浆侵入破坏区矿井瓦斯地质研究[D];河南理工大学;2007年
8 田志辉;气—固混合抑制剂对矿井瓦斯的抑爆实验研究[D];西安科技大学;2013年
9 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
10 王东强;东保卫矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2012年
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