煤礦安全中多傳感器模糊信息融合

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【摘要】針對多傳感器模糊信息融合在煤礦安全中的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行綜合分析，并詳細(xì)介紹煤礦安全中應(yīng)用多傳感器模糊信息融合的重要性、多傳感器模糊信息融合體系的組成，提出多傳感器模糊信息融合在煤礦安全中的應(yīng)用要點(diǎn)，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】煤礦安全；多傳感器模糊信息融合；應(yīng)用要點(diǎn)

在煤礦開采過程中，為了保證開采人員的人身安全，應(yīng)用先進(jìn)的多傳感器模糊信息融合算法特別的重要，能夠保證煤炭開采工作得以順利開展，不斷提升煤礦開采的安全性。對于煤礦企業(yè)中的相關(guān)工作人員來講，在實(shí)際工作當(dāng)中，要結(jié)合煤礦開采過程中可能出現(xiàn)的安全問題，制定妥善有效的解決對策，在提高煤炭資源開采效率的同時(shí)，有效保證煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，本文主要分析多傳感器模糊信息融合算法在煤礦安全中的具體應(yīng)用，從而推動(dòng)我國煤礦企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1煤礦安全中應(yīng)用多傳感器模糊信息融合的重要性

多傳感器模糊信息融合算法主要分為三種，分別是貝葉斯估計(jì)法、卡爾曼濾波法與模糊推理法等，由于煤礦企業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得煤礦安全管理難度不斷增大，將多傳感器模糊信息融合應(yīng)用到煤礦安全中，能夠幫助煤礦企業(yè)中的相關(guān)工作人員更加全面的了解煤炭開采進(jìn)度，制定更加合理的煤礦風(fēng)險(xiǎn)控制對策，保證煤礦開采過程中出現(xiàn)的問題得到有效解決。除此之外，在煤礦安全中，通過應(yīng)用多傳感器模糊信息融合，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)煤炭環(huán)境監(jiān)測方法的不足。多傳感器模糊信息融合能夠?qū)⑾冗M(jìn)的信息技術(shù)與模糊理論進(jìn)行有效融合，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的信息監(jiān)測方法相比，多傳感器模糊信息融合能夠有效提升煤礦開采信息的處理水平，拓寬煤礦開采信息的處理范圍，減少信息資源的浪費(fèi)[1]。

2多傳感器模糊信息融合

2.1多傳感器模糊信息融合體系

多傳感器模糊信息融合主要以煤礦傳感器決策結(jié)果為依據(jù)，屬于煤礦安全決策等級融合范圍，為了保證多傳感器模糊信息融合在煤礦安全中得到更好的應(yīng)用，相關(guān)工作人員要做好變換處理工作，明確各個(gè)傳感器的安裝順序，并結(jié)合各個(gè)傳感器的運(yùn)行情況，合理開展全局判決，保證多傳感器模糊信息融合體系更加穩(wěn)定。在多傳感器模糊信息融合體系當(dāng)中，工作人員要結(jié)合各項(xiàng)檢測結(jié)果，對傳感器中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并做好相應(yīng)的判決工作，將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)融入到數(shù)據(jù)融合中心，保證多傳感器模糊信息融合體系能夠更加可靠的運(yùn)行[2]。

2.2多傳感器信息融合算法

在多傳感器模糊信息融合系統(tǒng)當(dāng)中，由于傳感器數(shù)量比較多，在一定程度上增加了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)難度，因此，相關(guān)工作人員要對融合體系中的各項(xiàng)決策結(jié)果進(jìn)行合理的等級劃分，最終得到?jīng)Q策集。對于相關(guān)工作人員來講，在融合過程中，需要注意以下問題：①認(rèn)真遵守融合設(shè)計(jì)規(guī)則，并做好數(shù)據(jù)推廣工作，保證局部傳感器更加穩(wěn)定。②將各個(gè)子區(qū)域進(jìn)行科學(xué)劃分，由于各個(gè)區(qū)域中的傳感器互不相容，如果各個(gè)區(qū)域傳感器分布不合理，會(huì)降低數(shù)據(jù)的利用率。將各個(gè)傳感器中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)饺诤现行闹?，工作人員方可進(jìn)行全局判決。根據(jù)融合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相關(guān)工作人員可以結(jié)合傳感器的運(yùn)行情況，做好相應(yīng)的調(diào)整工作，進(jìn)一步提升煤礦安全等級。在融合中心，煤礦企業(yè)中的相關(guān)工作人員要準(zhǔn)確計(jì)算下各項(xiàng)運(yùn)算結(jié)果，并結(jié)合傳感器權(quán)重向量與決策矩陣特點(diǎn)，構(gòu)建合理的模糊子集。在全局判決時(shí)，工作人員要準(zhǔn)確計(jì)算運(yùn)算結(jié)果，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入工作，采用最大隸屬度法與重心法進(jìn)行全局判決[3]。

3多傳感器模糊信息融合在煤礦安全中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1監(jiān)測

由于煤礦井下環(huán)境比較復(fù)雜，具有一定的模糊性，為了保證多傳感器模糊信息融合體系在煤礦安全中得到更好的應(yīng)用，相關(guān)工作人員要詳細(xì)了解煤礦環(huán)境，通常情況下，煤礦環(huán)境主要分為三種狀態(tài)，分別是正常狀態(tài)、輕微狀態(tài)與危險(xiǎn)狀態(tài)等，由于這三種狀態(tài)之間并沒有明確的界定，辨別難度比較大，工作人員可以采用模糊分類法進(jìn)行監(jiān)測，保證傳感器信息得到更好的融合[4]。除此之外，如果煤礦瓦斯?jié)舛容^高，很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的爆炸事故，降低煤礦企業(yè)的總體效益。因此，煤礦企業(yè)中的相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中，要對傳感器的狀態(tài)進(jìn)行綜合評價(jià)，并將多余的信息資源進(jìn)行充分利用，進(jìn)一步提高多傳感器模糊信息融合系統(tǒng)的安全性，有效滿足礦井監(jiān)測要求。由于煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器數(shù)量比較多，在監(jiān)測現(xiàn)場參數(shù)的過程中，工作人員要結(jié)合煤礦瓦斯?jié)舛扰c壓力，選擇合理的檢測參數(shù)，并將各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，有效減少煤礦傳感器數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)。在煤礦監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中，利用傳感器來檢測礦井信息，能夠保證煤礦瓦斯事故得到更好的防治。例如，在某煤礦企業(yè)中，工作人員通過在井下布置溫度、壓力與風(fēng)速等傳感器，能夠保證傳感器中的各項(xiàng)環(huán)境信息更加準(zhǔn)確，提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性。想要保證傳感器監(jiān)測系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運(yùn)行，工作人員還要做好相應(yīng)的信息估算工作[5]。

3.2融合

想要保證多傳感器模糊信息得到更好的融合，相關(guān)工作人員要結(jié)合局部傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，做好局部判決工作，并根據(jù)子區(qū)域傳感器數(shù)據(jù)輸出情況，進(jìn)行合理的調(diào)整，在各個(gè)子區(qū)域中設(shè)置多個(gè)數(shù)據(jù)判決設(shè)備，保證數(shù)據(jù)更加安全的輸送到融合中心。多傳感器模糊信息融合體系在運(yùn)行過程中，工作人員要結(jié)合各個(gè)等級的可信度度量，合理調(diào)整傳感器的位置。

3.3結(jié)果分析

通過詳細(xì)融合中心提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，能夠保證運(yùn)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，在融合的過程中，相關(guān)工作人員需要詳細(xì)分析各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)傳感器的運(yùn)行情況，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。將多傳感器模糊信息融合應(yīng)用到煤礦安全中，能夠幫助相關(guān)工作人員更好的了解各個(gè)區(qū)域傳感器的運(yùn)行情況，針對各個(gè)區(qū)域傳感器運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題，制定更加科學(xué)的解決對策，在保證傳感器穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)之上，提高煤礦資源的開采率[6]。

4結(jié)束語

綜上，通過進(jìn)行合理的監(jiān)測與融合，能夠保證多傳感器模糊信息得到更好的利用，提升煤炭開采的安全性。對于煤礦企業(yè)中的相關(guān)工作人員來講，要根據(jù)各個(gè)傳感器的運(yùn)行特點(diǎn)，對多傳感器模糊信息融合進(jìn)行有效改進(jìn)，從而保證傳感器輸出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]劉海波，王福忠，董玉杰.模糊數(shù)據(jù)融合在煤礦采掘工作面瓦斯突出預(yù)測中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表，2018，39（05）：89~91+95.

[2]王世剛.基于多傳感器信息融合技術(shù)的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2018，37（03）：287~289.

[3]宋宇，徐江洋.基于多傳感器二級信息融合模型的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].煤炭技術(shù)，2018，37（02）：288~290.

[4]劉智聰，龐錦彪.基于多傳感器融合技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].能源與環(huán)保，2017，39（08）：182~185.

[5]易瑜.基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的煤礦采空區(qū)火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)[J].電子測試，2016，（21）：115~116.

[6]張利朋，江濤，楊開平，王安玉，吳，李宏奎，吳啟坤.長坡露天煤礦邊坡監(jiān)測技術(shù)[J].煤礦安全，2016，47（06）：119~122.

作者：廖文愷 單位：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司