ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………... 5
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА И АНАЛИЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ ВОЗДУХООБЕСПЕЧЕНИЯ ….................................
41
1.1. Общая постановка задачи управления технологическими
процессами воздухообеспечения угольных шахт......................................
41
1.2. Анализ работ по исследованию технологических процессов
воздухообеспечения шахт как объекта управления.…………………......
45
1.3. Состояние работ в области разработки методов расчета и
управления ТПВ угольных шахт.…….........................................................
54
1.4. Анализ научных исследований в сфере автоматизации управления
технологическими процессами воздухообеспечения шахт.…………......
63
1.5 Исследование технологического процесса воздухообеспечения в
угольной промышленности..........................................................................
66
1.6 Анализ применения методов искусственного интеллекта для
решения задач автоматизации управления технологическими
процессами воздухообеспечения в угольной промышленности...............
74
1.6.1 Методы искусственного интеллекта в автоматизации управления
технологическими процессами....................................................................
74
1.6.2 Применение ИИ для оптимизации процессов
воздухообеспечения.......................................................................................
79
1.6.3 Использование ИИ в решении специфических задач
автоматизации управления технологическими процессами в угольной
промышленности...........................................................................................
81
1.6.4 Задачи автоматизации управления технологическим процессом
воздухообеспечения в угольной промышленности с использованием
искусственного интеллекта...........................................................................
84
1.7. Постановка цели и основные задачи исследования............................ 86
1.8 Заключение по главе................................................................................ 88
ГЛАВА 2. СИСТЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ТПВ В УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.......................................
89
2.1 Описание интеллектуальной автоматизированной системы
управления технологическими процессами воздухообеспечения............
90
2.2 Принципы интеллектуального управления технологическими
процессами воздухообеспечения..................................................................
93
2.3 Оценка качественного и оптимального управления ТПВ................... 98
2.4 Свойства адаптируемости контроллеров АСУ ТПВ............................ 105
2.5. Заключение по главе……………………………………………........... 110
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ И
3
АНАЛИЗА КОМПОНЕНТОВ ТПВ......................................................... 111
3.1 Подход к разработке метода формирования и анализа элементов
ТПВ в угольной промышленности...............................................................
112
3.2 Определение статических характеристик ТПВ добычного участка... 117
3.3 Определение вида статической характеристики ТПВ......................... 125
3.4 Влияние производственных процессов добычного участка на
статистические характеристики аэрогазодинамических процессов.........
128
3.5 Анализ переходных газодинамических процессов............................... 141
3.6 Определение передаточной функции ТПВ по переходному
газодинамическому процессу.......................................................................
146
3.7 Определение передаточной функции ТПВ по данным нормальной
эксплуатации..................................................................................................
152
3.8 Разработка метода формирования и анализа элементов ТПВ............. 155
3.9 Заключение по главе................................................................................ 164
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ
ТПВ................................................................................................................
166
4.1 Выбор оптимального временного интервала для сбора данных......... 166
4.2. Определение и детализация временного диапазона сбора данных о
газодинамических процессах с учетом критериев безопасности..............
170
4.3 Определение временного интервала сбора данных на основе
результатов активного эксперимента..........................................................
179
4.4. Определение интервала измерения аэрогазодинамических
процессов по критерию точности.................................................................
184
4.5 Разработка математической модели определения предельно
допустимых показателей для оптимального управления ТПВ.................
189
4.6 Синтез математической модели определения предельно
допустимых показателей оценки эффективности управления ТПВ в
угольной промышленности..........................................................................
196
4.7 Заключение по главе............................................................................... 198
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ВЕРОЯТНОСТИ ПРЕБЫВАНИЯ ТПВ В РАЗЛИЧНЫХ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ...............................................
199
5.1 Инновационные подходы к моделированию и оптимизации
системы управления воздухообеспечением в угольной
промышленности с использованием методов искусственного
интеллекта......................................................................................................
199
5.2 Комплексное моделирование и оптимизация технологических
процессов управления воздухообеспечением.............................................
204
5.3 Разработка метода прогнозирования вероятности пребывания ТПВ
в различных функциональных состояниях.................................................
210
4
5.4 Применение машинного обучения для улучшения точности
прогнозирования ТПВ...................................................................................
218
5.5 Модульная архитектура системы управления ТПВ для адаптивного
управления в условиях изменяющихся требований...................................
224
5.6 Заключение по главе ............................................................................... 226
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НОВОГО ПОДХОДА К
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМУ УПРАВЛЕНИЮ ТПВ..............................
229
6.1 Структура интеллектуальной системы для формирования
управленческих решений в угольной промышленности...........................
229
6.2 Описание способа поддержки принятия решений диспетчеров-
операторов при управлении ТПВ.................................................................
233
6.3 Описание технологических и динамических свойств ТПВ для
оптимального управления с помощью методов искусственного
интеллекта......................................................................................................
235
6.4 Описание закономерностей выбросоопасных зон с помощью
методов искуственного интеллекта...............................................................
240
6.5 Разработка и внедрение методики оценки эффективности
интеллектуального управления ТПВ...........................................................
245
6.6 Заключение главе..................................................................................... 248
ГЛАВА 7 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СИСТЕМЫ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТПВ И СПОСОБОВ ИХ
АДАПТАЦИИ................................................................................................................
250
7.1 Способы адаптации алгоритмов системы интеллектуального
управления технологическими процессами воздухообеспечения в
угольной промышленности..........................................................................
250
7.2 Результаты использования предложенной системы при решении
конкретных задач...........................................................................................
252
7.3 Реализация параметрической адаптивной модели управления ТПВ
угольных шахт................................................................................................
255
7.4 Оценка эффективности адаптированных алгоритмов и методов....... 258
7.5 Проблемы и ограничения текущего подхода........................................ 264
7.6 Заключение главе..................................................................................... 267
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................. 269
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ................. 274
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................. 276
ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................. 308
Приложение А................................................................................................ 308
Приложение Б Акты внедрения................................................................... 312
Приложение В Патенты на полезную модель............................................. 324
