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《山东科技大学》 2007年
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瓦斯监测系统故障智能诊断技术研究

王其军  
【摘要】: 瓦斯监测系统作为对安全性要求很高的一个复杂的动态系统,因单一故障诊断方法或专家知识水平的局限性,往往不能满足诊断系统实时性和准确性的要求,所以需要集成运用多个专家经验才能获得正确的结论。同时对诊断问题的求解要求实现集成化、智能化、自动化和网络化,传统的诊断技术已不能满足此诊断性能的需要,必须采用新的诊断理论体系和结构。Agent是一种具有自主行为的智能体,能够实时处理多维信息,通过Agent之间的互相通信与协作,可以在相同环境中采用不同的方法解决问题,增强了诊断系统对环境的适应性。本文以瓦斯监测系统为研究对象,利用Agent的自主性,构造基于多诊断Agent的故障诊断系统,实现对复杂的瓦斯监测系统的故障智能诊断。 首先分析了影响瓦斯监测系统可靠性的因素以及当前煤矿机电设备故障诊断技术的现状,据此提出了瓦斯监测系统故障诊断应包含的任务和内容。针对瓦斯传感器的故障模式和系统复杂性的特点,提出了从传感器到系统的多Agent故障诊断规划和实现策略。 从瓦斯传感器故障诊断出发,研究构造了瓦斯传感器的故障诊断Agentl。利用多传感器信息融合技术对瓦斯监测系统中相关传感器(风速传感器、温度传感器、CO_2传感器等)提供的大量数据进行融合,构建高精度RBF网络逼近器,以逼近值作为监测瓦斯传感器状态的参考基准,来实现对瓦斯传感器有效的故障诊断。该方法能较准确的诊断出瓦斯传感器出现的速率较大的漂移故障和突变类型的故障以消除瓦斯传感器故障的影响,是一种比较有效瓦斯传感器故障诊断方法。 从监测系统的故障诊断出发,深入研究了基于故障树模型的图论理论,给出了瓦斯监测系统井下分站的故障树图论模型,建立了瓦斯监测系统运行常见故障的故障树,设计了由框架和规则混合知识表示的故障智能诊断系统。构造了基于故障树的瓦斯监测系统的诊断Agent2。 建立了一种基于案例推理的瓦斯监测系统诊断方法Agent3,并给出了该推理方法的详细的实现过程。研究将神经网络技术和遗传算法引入基于K-NN的CBR推理系统,用自适应共振神经网络ART1模型的聚类能力有效缩小问题搜索空间,同时基于遗传算法对案例的特征权值向量进行优化,以提高对瓦斯监测系统故障案例库检索时的效率与质量。 本文研究了瓦斯监测系统故障诊断的多Agent模型,提出了一种故障诊断的抽象MAS模型,研究针对瓦斯监测系统使用该模型如何实现故障诊断。根据多诊断Agent解的特点,对证据理论中的概率分配函数进行了约束和具体化,提出了基于证据理论的多Agent合作诊断解的综合步骤,并通过结论一致、部分冲突和完全冲突3个实例进行了综合分析,说明了该方法的有效性。将基于三种诊断方法的多Agent故障诊断系统方案应用于实际的瓦斯监测系统故障诊断的设计上,给出了技术实现的方式、步骤,对形成的诊断系统进行了初步应用。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TD712;TD76

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 付华;杨欣;高婷;;基于SVR的瓦斯传感器故障诊断方法[J];传感器与微系统;2009年02期
2 刘辉;朱春香;;郑州矿区煤矿安全监控系统联网传输中断分析及防范措施[J];矿业安全与环保;2013年01期
3 张红霞;;关于KGKT—G10型井下机电设备开停传感器的技术改造[J];科技传播;2011年18期
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5 高健;张鹏;;关于煤矿机电设备故障检测的思考[J];科技促进发展(应用版);2012年06期
6 张涛;牛金星;;瓦斯传感器故障诊断的灰色预测模型研究[J];机床与液压;2013年13期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄为勇;基于支持向量机数据融合的矿井瓦斯预警技术研究[D];中国矿业大学;2009年
2 张月蓉;基于瞬态模型的大流量调节阀故障监测与诊断方法的研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡雅馨;基于粗糙集与证据理论的瓦斯传感器故障诊断技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 王丹丹;基于数据挖掘的煤矿瓦斯事故预测方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 杨欣;基于支持向量机的瓦斯传感器故障诊断方法研究[D];辽宁工程技术大学;2008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2条
1 黄为勇;基于支持向量机数据融合的矿井瓦斯预警技术研究[D];中国矿业大学;2009年
2 张月蓉;基于瞬态模型的大流量调节阀故障监测与诊断方法的研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 付琼;智能故障诊断技术的研究与应用[D];大连理工大学;2002年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 张帅;李琳一;袁涛;王梅玉;;信息技术在害虫时空动态模拟中的应用[J];安徽农业科学;2009年07期
8 薛金林;徐丽明;;多功能农业机器人及其关键技术分析[J];安徽农业科学;2009年15期
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10 党明瑞,董宇翔;用Bayes网络对光纤接入网供电系统故障的监控[J];半导体光电;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 路飞;宋沐民;田国会;李晓磊;;基于Multi-agent的地铁列车智能控制集成框架[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 马小平;汪永东;樊阳;;模糊证据理论的深入研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 金向阳;张莉;于广滨;;基于改进小波神经网络的航空滚动轴承的故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘士荣;何文波;;基于强跟踪粒子滤波器的非线性系统故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 胡文金;周东华;;基于输入等价干扰的DC-DC变换器自适应控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 胡玉兰;范晓静;;基于D-S证据理论改进方法的目标识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘雪梅;服务器端软件性能分析和诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙晓华;基于聚类的文本机会发现关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 徐悦竹;机会发现算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵丽宁;基于多AGENT的智能航运信息系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
9 何建民;面向网络社区聆听客户声音方法研究[D];合肥工业大学;2010年
10 丁和艳;铝合金车轮CNC机械抛光工艺优化的基础研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 年军艳;普适计算下的上下文感知计算若干关键技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 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
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 李旭东;煤矿通防安全信息集成与控制预警系统平台研究[D];山东科技大学;2010年
5 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年
6 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
7 王燕霞;煤矿综采液压支架压力和顶板离层位移监测系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
9 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
10 张西雅;基于信息融合的汽车防追尾避撞目标识别研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨世兴;煤矿监测监控系统的现状与发展[J];安防科技;2004年05期
2 卢平;煤矿瓦斯灾害事故频发的原因及其对策分析[J];安全;2005年03期
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4 郭德勇;范金志;马世志;王仪斌;;煤与瓦斯突出预测层次分析-模糊综合评判方法[J];北京科技大学学报;2007年07期
5 王玲;穆志纯;郭辉;;一种基于聚类的支持向量机增量学习算法[J];北京科技大学学报;2007年08期
6 张晨,韩月秋,陶然,钮永胜;基于神经网络预测器的单传感器故障检测方法[J];北京理工大学学报;1999年02期
7 张正勇,张耀华,焦正,李民强,张蓉,刘锦淮;半导体氧化物气体传感器测试新原理与方法[J];传感技术学报;2000年02期
8 刘东,葛运建;基于SVM预测器的传感器故障诊断与信号恢复研究[J];传感技术学报;2005年02期
9 李辉;张安;徐琦;黄治军;;连续小波变换在传感器故障诊断中的应用[J];传感技术学报;2005年04期
10 翁桂荣,叶萍;基于RBF的传感器在线故障诊断和信号恢复[J];传感器技术;2003年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐德友;粗集信息分析在故障诊断中的应用及自修复飞行控制系统效能评估[D];南京航空航天大学;2002年
2 赵冲冲;基于支持向量机的旋转机械故障诊断[D];西北工业大学;2003年
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5 刘严岩;多传感器数据融合中几个关键技术的研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 陈春雨;有噪声信号对准理论与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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10 姜明辉;商业银行个人信用评估组合预测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海琳;设备状态检修与传感器故障诊断技术研究[D];华北电力大学;2002年
2 常虹;传感器故障诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2003年
3 黄治军;基于小波分析的传感器故障诊断研究[D];西北工业大学;2004年
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6 易小文;VAV系统传感器的故障诊断研究[D];湖南大学;2004年
7 苏红;信息融合理论及其在水位传感器故障诊断中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2005年
8 韩宁;应用Fluent研究阀门内部流场[D];武汉大学;2005年
9 冯勤;基于回归数据挖掘预测系统的分析与研究[D];天津大学;2005年
10 操小明;粗集—支持向量机方法的软测量应用研究[D];重庆大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏伟;韩云涛;彭继慎;;基于TSPSO支持向量机红外甲烷传感器动态补偿[J];传感技术学报;2013年09期
2 丁硕;常晓恒;巫庆辉;杨友林;胡庆功;;基于Elman神经网络的传感器故障诊断研究[J];国外电子测量技术;2014年04期
3 吕振;丛金艳;褚永强;韩彦春;;自适应LMD与SVM耦合的传感器故障诊断模型[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2015年06期
4 付华;李黎;;基于矢量矩免疫算法优化SVM参数仿真研究[J];计算机仿真;2011年05期
5 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
6 张涛;牛金星;;瓦斯传感器故障诊断的灰色预测模型研究[J];机床与液压;2013年13期
7 黄凯峰;刘泽功;王其军;杨静;高魁;;基于ASGSO-SVR模型的瓦斯传感器故障诊断[J];煤炭学报;2013年S2期
8 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
9 李太福;侯杰;姚立忠;易军;辜小花;游勇涛;;Gamma Test噪声估计的Kalman神经网络在动态工业过程建模中的应用[J];机械工程学报;2014年18期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 董丁稳;基于安全监控系统实测数据的瓦斯浓度预测预警研究[D];西安科技大学;2012年
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6 张杰;基于云计算数据集成模式的矿井瓦斯预警研究[D];西安科技大学;2014年
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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8 裴安磊;煤矿瓦斯场三维空间分布及预警系统的开发与应用[D];中南大学;2014年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 张晨,韩月秋,陶然,钮永胜;基于神经网络预测器的单传感器故障检测方法[J];北京理工大学学报;1999年02期
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8 刘宜平,沈毅,刘志言;一种基于模糊神经网络的故障分类器及其在多传感器故障诊断中的应用[J];传感技术学报;2000年01期
9 李明;Multi-Agent的范例推理[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2001年03期
10 张雨,温熙森;设备故障信息融合问题的思考[J];长沙交通学院学报;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王志鹏;基于信息融合技术的故障诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘怡俊;电子商务系统中基于多Agent系统的信息流控制研究[D];广东工业大学;2002年
2 刘健;基于案例推理的知识系统的设计与实现[D];南京航空航天大学;2004年
3 孟毅芳;移动Agent系统的安全性问题及对策研究[D];首都经济贸易大学;2004年
【相似文献】
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1 寇健利;中小型煤矿瓦斯监测系统的配置及更新[J];山西煤炭;2002年03期
2 王功进;浅谈瓦斯监测系统的管理[J];煤炭技术;2004年11期
3 田丰;;如何有效促进瓦斯监测系统管理[J];科技致富向导;2011年27期
4 庞玉玺;;瓦斯监测系统多级联网技术探讨[J];科技传播;2012年11期
5 陈佳立;;基于单片机的瓦斯监测系统设计与实现[J];煤炭技术;2013年09期
6 梁小满;陈溪辉;李康满;;无线传感器网络瓦斯监测系统的应用研究[J];衡阳师范学院学报;2009年03期
7 陈立万;谢辉;;一种新型无线瓦斯监测系统[J];煤矿安全;2010年12期
8 余金林;瓦斯监测系统电子模拟图[J];煤矿安全;1985年05期
9 郑捷;波兰瓦斯监测系统的现状与发展[J];煤矿自动化;1994年03期
10 孙建华,邵芝梅;瓦斯监测系统的可靠性分析[J];煤矿机械;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 宋文;;基于矿用无线信号转换器的机载瓦斯监测系统[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会交流论文(部分)[C];2009年
2 王其军;;基于多Agent的瓦斯监测系统故障诊断技术研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会交流论文(部分)[C];2009年
3 王其军;;基于多Agent的瓦斯监测系统故障诊断技术研究[A];煤矿自动化与信息化——第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 岳万梁;渝阳矿为瓦斯监测系统加“平安保险”[N];经理日报;2008年
2 梁凯 刘世斌;智慧矿山的数字化世界[N];中国安全生产报;2012年
3 记者 赵华;有多少人天天“地窟旅行”[N];新华每日电讯;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王其军;瓦斯监测系统故障智能诊断技术研究[D];山东科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王文;数据融合及虚拟仪器在瓦斯监测系统中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
2 刘尹霞;基于混沌预测的现场总线瓦斯监测系统[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 谢璇;HHT算法在EFPI光纤瓦斯监测系统中的研究[D];安徽理工大学;2015年
4 刘学芳;基于WEB的远程瓦斯监测系统的研究[D];西安科技大学;2008年
5 齐冀;基于CAN总线的智能瓦斯监测系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 沃艳;基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统的设计与研究[D];燕山大学;2013年
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