多级机站通风方式下的网络算法理论研究

【摘要】：一些金属矿山采用多级机站通风方式,当机站通风机动力大于平衡临界点动力时,机站的旁侧风路将发生风流反向,通风网络将产生单向回路。含有单向回路时,现有的网络通路算法都将失效,而通风网络的许多算法,如通风网络平衡图绘制算法、角联结构识别、通风网络图绘制、网络解算自动赋初值等,都是建立在通路算法基础上的。基于此,本文重点进行了含有单向回路的通风网络相关算法研究,论文选题来自国家自然基金资助项目《基于仿真技术的矿井通风系统智能诊断系统研究》(60772159)。 在分析多级机站通风网络特性的基础上,论文推导了单向回路形成的临界点公式。针对含有单向回路的通风网络平衡图绘制通路法失效问题,提出了通风网络增源等效变换法。通风网络平衡图的矩形块数取决于通风网络的拓扑变换,本文用遗传学中的染色体描述通风网络的拓扑变换,并解决了二进制及整数编码问题。首次提出了基于遗传算法的通风网络平衡图绘制优化算法,即通风网络平衡图矩形块最小切割数问题。应用计算机实现金川二矿通风网络平衡图绘制,表明该算法具有较好的收敛性。 针对通风网络图绘制的分支交叉问题,提出了基于遗传算法的通风网络图优化绘制算法,该算法在最长路径法基础上进行节点分层研究,并用迁移策略的并行遗传算法进行每层上节点排序。通过绘制金川二矿通风网络图,表明该方法可以实现通风网络图的绘制,并且通风网络图层次清晰。 对多级机站通风方式下的角联结构算法进行研究,主要对有向图通路法确定角联结构算法进行研究,并对广义角联结构进行定义。