复杂矿井通风网络快速等效简化算法

1

作者 贾进章 尚文天 +1 位作者 刘剑 邓立军 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期421-431,共11页

矿井通风网络等效简化技术是分析通风网络的有效工具。然而,随着矿井通风网络中分支数量的增加,通风网络的复杂性也在不断增加,传统的等效简化算法难以保持精度和计算速度。针对这些问题,提出一种复杂矿井通风网络的快速等效简化算法。... 矿井通风网络等效简化技术是分析通风网络的有效工具。然而,随着矿井通风网络中分支数量的增加,通风网络的复杂性也在不断增加,传统的等效简化算法难以保持精度和计算速度。针对这些问题,提出一种复杂矿井通风网络的快速等效简化算法。该算法通过图论中的强连通块算法快速检测网络中的单向回路,并通过改进等效简化子网的判定公式,避免了对单向回路的错误等效简化;通过节点的出入度规律与分支的流出流入节点提出了局部串并联子网等效简化策略,从而实现对网络中不包含角联结构的串联和并联等效子网的快速等效简化;基于等效子网节点对出入分支的风量平衡规律,提出对网络中需进行深度搜索的节点对集合的优化策略,通过减少不必要的节点对深度搜索,来提高简化过程的精度和效率。首先通过具有100个分支与71个节点构成的矿井通风网络展示了所提算法的具体简化过程,验证了其有效性。然后通过对10个真实矿井通风网络的实证测试表明,所提的2种优化策略都提升了传统算法的性能,对于100~1001条分支的实际矿井通风网络,与传统算法相比,所提算法在增加等效简化完全性的同时,将以秒为单位的网络等效简化时间数量级自(10,10^(3))降低至(10^(-2),1)。 展开更多

关键词 矿井通风网络 等效简化 时间复杂度 单向回路 局部串并联子网 节点出入分支风量

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用于矿井通风网络解算的通风机风压性能曲线自动识别方法

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作者 吴奉亮 寇露 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期103-111,共9页

从通风机性能曲线图像中采样并识别风压性能曲线,进而拟合出风压性能函数是矿井通风网络解算的关键技术。目前常用人工方式识别风压性能曲线,效率低且准确性不高。提出一种基于图像处理技术的通风机风压性能曲线自动识别方法。采用双边... 从通风机性能曲线图像中采样并识别风压性能曲线,进而拟合出风压性能函数是矿井通风网络解算的关键技术。目前常用人工方式识别风压性能曲线,效率低且准确性不高。提出一种基于图像处理技术的通风机风压性能曲线自动识别方法。采用双边滤波、图像锐化和二值化技术对原始通风机风压性能曲线图像进行预处理,以提高图像质量。分别基于腐蚀算法、轮廓检测算法提取通风机性能曲线图像中的网格线和坐标文字,采用逻辑运算、中值滤波、轮廓检测和K3M算法提取风压性能曲线。以逐行像素识别方式识别风压性能曲线的像素坐标,采用模板匹配算法识别坐标数字,进而完成像素坐标到物理坐标的转换,实现风压性能曲线识别。将通风机风压性能曲线自动识别方法集成至通风网络解算软件,对通风机风压性能曲线进行识别试验,结果表明,该方法对单条风压性能曲线的采样速度为24 Samples/s,识别的风压性能曲线与原始曲线的重合度高,风压拟合值与原始值的最大误差仅为0.88%,较人工识别方法大大提高了通风网络解算效率和准确性。 展开更多

关键词 矿井通风网络 通风网络解算 通风机 风压性能曲线 图像自动识别 风压性能函数拟合

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矿井通风网络特征参数关联性研究 被引量：18

3

作者 魏连江 周福宝 +2 位作者 梁伟 胡建坤 罗新荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1728-1734,共7页

目前矿井通风网络角联分支数与网络结构熵难以快速估算、结构复杂度评价困难,很少有学者研究通风网络特征参数是否具有相关性。针对以上问题,以图论和矿井通风可视化仿真系统(Vent GIS)为基础,基于典型矿井通风网络实际参数,通过理论分... 目前矿井通风网络角联分支数与网络结构熵难以快速估算、结构复杂度评价困难,很少有学者研究通风网络特征参数是否具有相关性。针对以上问题,以图论和矿井通风可视化仿真系统(Vent GIS)为基础,基于典型矿井通风网络实际参数,通过理论分析与回归分析,得出了角联分支数、网络结构熵快速估算模型。基于SPSS软件对典型通风网络特征参数进行了相关性分析,分析发现部分特征参数为强相关,基于理论分析和回归分析得出了分支数、节点数、独立回路数、独立通路数、角联分支数等参数内在函数关系,并简化了矿井通风网络结构复杂度快速评价模型。 展开更多

关键词 矿井通风网络 特征参数 关联性 平均节点度

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基于Tikhonov正则化的矿井通风网络测风求阻法 被引量：17

4

作者 司俊鸿 陈开岩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期994-998,共5页

针对矿井通风系统动态性和复杂性的特点,提出了测风求阻法所需最少调节次数时的最优回路选择算法,结合矿井巷道风量的实时动态监测数据,建立了基于监测数据的矿井通风网络测风求阻模型。针对复杂通风网络易构造病态测风求阻模型的问题,... 针对矿井通风系统动态性和复杂性的特点,提出了测风求阻法所需最少调节次数时的最优回路选择算法,结合矿井巷道风量的实时动态监测数据,建立了基于监测数据的矿井通风网络测风求阻模型。针对复杂通风网络易构造病态测风求阻模型的问题,提出了基于贪婪进化算法的Tik-honov正则化参数求解方法,对模型进行修正处理。应用结果表明,该方法可以减轻模型病态的严重程度,求解复杂通风网络分支风阻,并能发挥监测系统的实时动态监测功能,为矿井通风系统动态模拟提供基础数据。 展开更多

关键词 测风求阻 TIKHONOV正则化 矿井通风网络 贪婪进化算法 广义交叉检验准则

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基于文化粒子群优化算法的矿井通风网络 被引量：6

5

作者 郭一楠 王春 杨继超 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期48-53,共6页

以矿井通风网络的总功率最小为目标建立了矿井通风网络的非线性优化数学模型.针对模型中风量平衡和风压平衡的约束条件,采用外点罚函数法将其转化模型目标中的惩罚项.面向约束转化后模型,采用文化粒子群优化算法实现寻优.该算法在种群... 以矿井通风网络的总功率最小为目标建立了矿井通风网络的非线性优化数学模型.针对模型中风量平衡和风压平衡的约束条件,采用外点罚函数法将其转化模型目标中的惩罚项.面向约束转化后模型,采用文化粒子群优化算法实现寻优.该算法在种群空间采用粒子群优化算法实现粒子进化;通过构建上层信度空间来挖掘进化过程中优势粒子的隐含信息,并以知识形式加以保存;最终通过影响函数,使知识作用于种群空间实现对粒子进化的引导.面向一个典型通风网络结构与其他智能优化方法优化结果比较可知,基于该算法获得的调风方案具有较小的总能耗,且能满足通风网络的需风量需求. 展开更多

关键词 矿井通风网络 文化粒子群优化算法 非线性优化 外点罚函数法

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暂态混沌神经网络算法在矿井通风网络风量优化中的应用 被引量：5

6

作者 郝晓弘 王永奇 王莉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第1期71-74,共4页

针对传统矿井通风网络解算方法的缺陷,提出一种新的暂态混沌神经网络的解算方法,利用混沌变量在混沌运动过程中所具有的遍历性、随机性来寻找全局的最优解,克服陷入局部极小的趋势.以通风总能耗最低为目标函数建立通风网络优化的数学模... 针对传统矿井通风网络解算方法的缺陷,提出一种新的暂态混沌神经网络的解算方法,利用混沌变量在混沌运动过程中所具有的遍历性、随机性来寻找全局的最优解,克服陷入局部极小的趋势.以通风总能耗最低为目标函数建立通风网络优化的数学模型,应用暂态混沌神经网络算法对一个简单通风网络的优化模型进行求解.实验结果表明:优化后通风系统总能耗降低了2.63kW,节能率大约为3.78%. 展开更多

关键词 TCNN 矿井通风网络 优化模型 节能

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基于GIS的矿井通风网络可视化仿真模拟研究 被引量：9

7

作者 李成 谭海樵 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第12期103-106,共4页

在分析国内外矿井通风研究现状的基础上,针对目前的通风管理系统所存在的不足之处,利用地理信息系统技术设计并开发出矿井通风网络可视化仿真模拟系统,实现了通风系统数据管理、可视化仿真模拟、自动建立拓扑关系以及实时解算等功能,并... 在分析国内外矿井通风研究现状的基础上,针对目前的通风管理系统所存在的不足之处,利用地理信息系统技术设计并开发出矿井通风网络可视化仿真模拟系统,实现了通风系统数据管理、可视化仿真模拟、自动建立拓扑关系以及实时解算等功能,并对平顶山矿区某矿通风数据进行了实际应用,验证了系统的可行性与实用性,为煤炭生产管理部门对矿井通风信息的管理、查询、仿真模拟提供了一条有效的新途径。 展开更多

关键词 矿井通风网络 地理信息系统 实时解算 可视化仿真

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矿井通风网络三维仿真模型 被引量：4

8

作者 郭年琴 胡明振 《矿冶》 CAS 2009年第3期79-83,共5页

针对大型矿山巷道众多、通风状况复杂、多变的特点,采用了一系列新的思路和算法,包括空间三维实体和二维图形相互转换的算法、通风网络解算算法,解决了矿井通风网络三维仿真图形的创建、自动标注以及矿井通风自动解算等问题,建立了通风... 针对大型矿山巷道众多、通风状况复杂、多变的特点,采用了一系列新的思路和算法,包括空间三维实体和二维图形相互转换的算法、通风网络解算算法,解决了矿井通风网络三维仿真图形的创建、自动标注以及矿井通风自动解算等问题,建立了通风网络三维图形变换和三维实体生成模型,仿真数据模型以及通风网络解算数据模型三大模型,实现了矿井通风网络三维仿真和风网解算的高度智能化与自动化,为矿山通风网络三维仿真系统的建设奠定了理论基础,为矿山的安全生产提供了技术保障。 展开更多

关键词 矿井通风网络 三维仿真模型 风网解算

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MATLAB在矿井通风网络解算中的应用 被引量：8

9

作者 袁梅 《矿业工程》 CAS 2009年第5期63-65,共3页

阐述了以通风三大定律为理论基础,以MATLAB6.0和VB6.0作为开发工具,将MATLAB强大的矩阵计算功能与VB在图形用户界面开发方面的优势相结合,大大简化了计算过程,提高了计算速度和优化了用户界面,从而为风网解算提供了新的计算机编程思路。

关键词 MATLAB 矿井通风网络解算 应用

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矿井通风网络风阻参数仿真校验 被引量：2

10

作者 苏毅 邢玉忠 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第3期36-39,共4页

受环境与现场条件的影响,巷道风阻的测定精度很难控制在理想的范围,在矿井风量预测和矿井通风系统优化过程中,巷道风阻又直接影响着风网的解算结果,因此对分支风阻的校验至关重要。改进分支风阻的节点风压法,提出应用多次实测风量、通过... 受环境与现场条件的影响,巷道风阻的测定精度很难控制在理想的范围,在矿井风量预测和矿井通风系统优化过程中,巷道风阻又直接影响着风网的解算结果,因此对分支风阻的校验至关重要。改进分支风阻的节点风压法,提出应用多次实测风量、通过2次针对不同目标参数的整体或部分风网参数解算实现风阻校验的一种新算法,并基于matlab平台编制其仿真校验程序。通过matlab仿真校验实际矿井风网的风阻参数,证明了该算法及其程序可快速校验矿井通风网络的分支风阻参数的准确性,解决了以往的校验算法均需闭合回路校验且编程费时、费力的问题。 展开更多

关键词 风阻校验 节点风压法 矿井通风网络 MATLAB仿真

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矿井通风网络三维仿真与优化模型 被引量：4

11

作者 黄华越 胡明振 《现代矿业》 CAS 2012年第1期35-38,共4页

针对某大型矿区巷道众多,通风状况复杂、多变的特点,采用了空间图形相互转换和通风网络解算两种算法,建立了通风网络三维图形,仿真数据以及风网解算三大模型,解决了矿井通风网络三维仿真图形建模、自动标注以及通风网络解算等问题,从而... 针对某大型矿区巷道众多,通风状况复杂、多变的特点,采用了空间图形相互转换和通风网络解算两种算法,建立了通风网络三维图形,仿真数据以及风网解算三大模型,解决了矿井通风网络三维仿真图形建模、自动标注以及通风网络解算等问题,从而为实现矿井通风网络三维仿真和风网解算的高度智能化与自动化,以及矿山数字化建设和安全生产,提供了理论指导和技术保障。 展开更多

关键词 矿井通风网络 三维仿真 优化 模型

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矿井通风网络数据库的建立、维护及管理 被引量：1

12

作者 袁世伦 刘琼 张首保 《矿业快报》 2001年第13期40-41,共2页

以凤凰山铜矿通风系统为模型 ,探讨了铜陵有色金公司矿井通风网络数据库的建立、维护和管理。

关键词 矿井通风网络 数据库 管理程序 功能模块 维护

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基于改进DE算法的矿井通风网络非线性优化求解 被引量：6

13

作者 司俊鸿 王小军 黄欣 《煤炭工程》 北大核心 2016年第3期64-67,共4页

针对复杂矿井通风网络,建立了以调节设施数量最少和主要通风机功耗最小为目标函数,以非定流余树分支风量、最大生成树中可调节分支风阻调节量为决策变量的矿井通风网络非线性优化模型。在标准DE算法研究的基础之上,引入贪婪搜索策略,通... 针对复杂矿井通风网络,建立了以调节设施数量最少和主要通风机功耗最小为目标函数,以非定流余树分支风量、最大生成树中可调节分支风阻调节量为决策变量的矿井通风网络非线性优化模型。在标准DE算法研究的基础之上,引入贪婪搜索策略,通过对父代个体邻域进行深度搜索,选择不劣于父代的个体组成子代,提出了基于贪婪搜索策略的改进微分进化算法求解通风网络非线性优化模型。通过实例验证了算法的可行性,获得了矿井通风系统安全、经济、可靠运行的风量调节方案。 展开更多

关键词 非线性优化 微分进化算法 贪婪搜索策略 矿井通风网络

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用非线性规划方法求解矿井通风网络中的风流最优分配问题

14

作者 胡卫民 《河南科技》 1990年第S1期105-108,共4页

一、前言矿井通风系统优化的目的,是在满足通风网络中各需风地点的风量要求和系统平衡的前提下,寻求矿井通风总功率最小的最优调节与控制方案。矿井通风系统是矿井生产各系统中最重要的系统之一,直接影响到矿井的安全。同时它又是矿井... 一、前言矿井通风系统优化的目的,是在满足通风网络中各需风地点的风量要求和系统平衡的前提下,寻求矿井通风总功率最小的最优调节与控制方案。矿井通风系统是矿井生产各系统中最重要的系统之一,直接影响到矿井的安全。同时它又是矿井能源消耗的大户。 展开更多

关键词 矿井通风网络 非线性规划方法 中型矿井 最优分配问题 风量平衡定律 入风井 通风系统优化 通风阻力 风阻 功率比

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基于拓扑关系的矿井通风网络系统可靠性研究 被引量：3

15

作者 张俊生 赵美良 《山西煤炭》 2009年第4期42-44,共3页

针对矿井通风网络系统的自身特征,结合拓扑关系理论建立了通风网络系统的可靠性计算模型,并通过通风网络系统的最小路集不交化处理,最终解算出风网系统的可靠度,找出可靠度比较低的分支,为矿井通风网络系统的管理提供依据。

关键词 拓扑关系 矿井通风网络 可靠性

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基于MATLAB的自动绘制矿井通风网络图方法 被引量：3

16

作者 谢勇强 龚建军 《采矿技术》 2017年第1期41-43,48,共4页

为了简化自动绘制矿井通风网络图的程序设计,降低编程工作量,通过分析矿井通风网络图自动绘制的原理和要求,提出了基于MATLAB的自动绘制矿井通风网络图方法,首先采用MATLAB编程将通风网络结构数据和分支权值转化为带有权值的邻接矩阵,... 为了简化自动绘制矿井通风网络图的程序设计,降低编程工作量,通过分析矿井通风网络图自动绘制的原理和要求,提出了基于MATLAB的自动绘制矿井通风网络图方法,首先采用MATLAB编程将通风网络结构数据和分支权值转化为带有权值的邻接矩阵,然后利用biograph函数读取带有权值的邻接矩阵并创建通风网络图对象,最后由view函数输出显示矿井通风网络图。结果表明:采用MATLAB程序可实现自动绘制矿井通风网络图,程序源代码编写简洁,编程工作量小;生成的通风网络图符合绘制要求。 展开更多

关键词 矿井通风网络图 邻接矩阵 MATLAB

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单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟

17

作者 余国峰 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第3期50-51,共2页

根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切... 根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切断电源后分支风量的变化,得到了分支风量随时间变化的曲线。 展开更多

关键词 矿内空气动力学 矿井通风网络 非稳定流动 微分方程

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矿井通风系统改造的优化选择 被引量：3

18

作者 孙宝玉 《黑龙江科技信息》 2004年第9期68-68,共1页

前言。“一通三防”是煤矿安全生产的重中之重，合理的矿井通风系统是防治瓦斯、煤尘、自然发火事故的关键．是实现矿井安全生产。提高效益的根本保障。七煤集团公司新兴煤矿一采区通过通风系统改造达到了矿井通风网络合理，动力与网络... 前言。“一通三防”是煤矿安全生产的重中之重，合理的矿井通风系统是防治瓦斯、煤尘、自然发火事故的关键．是实现矿井安全生产。提高效益的根本保障。七煤集团公司新兴煤矿一采区通过通风系统改造达到了矿井通风网络合理，动力与网络匹配，通风压力分布适宜。更新后的主要风机高效节能．从而保证了矿井通风系统安全稳定可靠。此次通风系统改造为该矿一采区的长远发展规划和安全生产起到了重要作用。 展开更多

关键词 矿井通风系统 采区 通风系统改造 煤矿安全生产 “一通三防” 矿井安全生产 矿井通风网络 提高效益 集团公司 发展规划

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浅谈串级调速在矿井通风中的应用

19

作者 陈景朝 《煤矿现代化》 1995年第4期34-35,共2页

随着矿井开拓和生产的发展,矿井通风网络的风阻和瓦斯涌出量将不断发生变化,而且必然引起风量及风压的改变。为了保证井下用风点的风量、风压和安全生产,调节矿井风量及风压等通风参数是通风管理工作中的重要工作内容,其中串级调速技术... 随着矿井开拓和生产的发展,矿井通风网络的风阻和瓦斯涌出量将不断发生变化,而且必然引起风量及风压的改变。为了保证井下用风点的风量、风压和安全生产,调节矿井风量及风压等通风参数是通风管理工作中的重要工作内容,其中串级调速技术作为一种手段将被广泛地应用于矿井通风的风机调节中。 展开更多

关键词 串级调速 矿井通风 特性曲线 工况点 风机转速 风量 异步运行 矿井通风网络 比例定律 瓦斯涌出量

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矿井风网雅可比矩阵对称特性及并行求解模型 被引量：6

20

作者 吴奉亮 高佳南 +1 位作者 常心坦 李龙清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1454-1459,共6页

为了提高矿井通风网络解算软件的可靠性和求解大型风网时的性能,研究了通风网络雅可比矩阵的对称特性,引入并行计算方法求雅可比矩阵与回路风量修正值。分析了牛顿法求解矿井通风网络的原理,发现并证明了通风网络雅可比矩阵的对称特性,... 为了提高矿井通风网络解算软件的可靠性和求解大型风网时的性能,研究了通风网络雅可比矩阵的对称特性,引入并行计算方法求雅可比矩阵与回路风量修正值。分析了牛顿法求解矿井通风网络的原理,发现并证明了通风网络雅可比矩阵的对称特性,提出用LDLT分解法求解回路风量修正值以有效减少每次迭代的时间。根据多CPU计算机的特点,研究了通风网络雅可比矩阵以及回路风量修正值方程组的并行求解模型。采用VC语言的多线程开发技术实现了通风网络的并行求解,通过两个算例验证了本模型的正确性与高效性。 展开更多

关键词 矿井通风网络解算 并行计算 牛顿法 雅可比矩阵 对称矩阵

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