【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦井通風，具體涉及一種確定風速傳感器最小平衡差的方法。
技術介紹
1、礦井實時監測數據是礦井智能通風系統實時解算的依據，符合現場實際情況的并滿足節點風量平衡的風量值關系到實時解算的準確性，但井下風速傳感器往往存在一定的誤差，誤差會導致通風網絡節點風量值不平衡問題以及整個礦井進回風量值不相等問題，不符合現場實際情況以及實時網絡解算的要求。如何對風速傳感器誤差進行最小平衡差修正使其符合現場實際情況對實時通風網絡解算具有重要的意義。本專利技術提出一種網絡流模型和條件平差模型相結合的方法，對風速傳感器監測值進行修正。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種確定風速傳感器最小平衡差方法，以實現修正井下風速傳感器產生的誤差，使監測風量符合實際情況，為實時通風網絡解算提供技術支持。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、專利技術了一種礦井傳感器風量最小平衡修正量方法，具體步驟如下：
4、s1：將礦井通風網絡轉換為有上下界的流網絡g＝(v,e,f,c)，其中，e＝{e1,e2,e3,…,en}表示分支集合，n為分支數；v＝{v1,v2,v3,…,vm}表示節點集合，m表示節點數；f＝{f1,f2,f3,…,fn}表示分支流量或者風量；c＝{c1,c2,c3,…,cn}表示分支容量；
5、s2：基于風速傳感器監測數據進行網絡風量分配，風量分配指的是僅根據現有傳感器監測數據對其余未知風量分支進行風量分配，設有傳感器的分
6、s3：檢查風量分配后網絡中各個節點風量是否平衡，依據節點風量平衡定律進行檢查；
7、s4：若節點風量不平衡，進行風量平差修正，建立風量平差模型ax＝-w，其中，a＝(aij)(m-1)×n表示基本關聯矩陣，x＝(xij)n×1表示風量修正數，w＝(wij)(m-1)×1表示節點風量偏差值，m表示節點數，n表示分支數；
8、s5：確定風量修正值和單位權中誤差。
9、在步驟s1中，將礦井通風網絡轉換為有上下界的流網絡，將有上下界流網絡定義為：
10、一個有上下界流網絡g＝(v,e,f,c)由分支集合e＝{e1,e2,e3,…,en}、節點集合v＝{v1,v2,v3,…,vm}、分支流量f＝{f1,f2,f3,…,fn}和分支容量c＝{c1,c2,c3,…,cn}和組成，其中，分支e可表示為(s,t)，s表示始節點，t為末節點，分支流量f(s,t)表示分支(s,t)的流量或者風量，f(s,t)滿足：
11、fu(s,t)≤f(s,t)≤fl(s,t)???(1)
12、式中，fu(s,t)為分支(s,t)流量下界，m3/s；fl(s,t)為分支(s,t)流量上界，m3/s；分支容量c(s,t)表示分支(s,t)能夠通過的最大流量，m3/s。
13、在步驟s2中，基于風速傳感器監測數據進行網絡風量分配，風量分配指的是僅根據現有傳感器的數據對其余未知風量分支進行風量分配，設有傳感器的分支風量保持固定，未安設傳感器分支設定風量上下界；
14、具體表述為：
15、s2.1：風速傳感器監測數據轉換為風量數據：
16、qsensor＝v·s?(2)
17、式中，qsensor表示安設傳感器分支風量，m3/s；v表示風速，m/s；s表示巷道斷面積，m2；
18、s2.2：定義流網絡中各個分支的風量上下界：
19、
20、式中，es表示安設傳感器的分支，ec表示未安設傳感器的分支，inf表示不設風量上限；
21、s2.3：使分支均滿足下界要求，此刻的流網絡g＝(v,e,f,c)滿足：
22、
23、式中，fu(s,t)為分支(s,t)流量下界，m3/s；fl(s,t)為分支(s,t)流量上界，m3/s；分支容量c(s,t)表示分支(s,t)能夠通過的最大流量，m3/s；
24、節點風量值滿足：
25、
26、式中，f(i)in表示流入節點i的風量，m3/s；f(i)out表示流出節點i的風量，m3/s；diff(i)表示流入與流出節點i的風量差，m3/s；
27、s2.4：根據流入節點與流出節點的風量差構造流網絡g'＝(v,e,f,c)：
28、添加虛擬節點s和t，按照以下規則添加虛擬分支：
29、
30、式中，ee+i表示添加的第|e|+i條虛擬分支，diff(i)表示流入與流出節點i的風量差，m3/s；
31、s2.5：利用增廣路徑算法，對構造的流網絡g'＝(v,e,f,c)中分支進行風量增廣，直至無法增廣，利用深度優先搜索算法，搜索s至t的路徑，得到路徑集合，路徑中分支最小容量c作為增廣量進行增廣，相應減少虛擬分支容量，直至各分支不滿足增廣條件，完成風量分配。
32、在步驟s3中，檢查風量分配后網絡中各個節點風量是否平衡，依據節點風量平衡定律進行檢查:
33、
34、式中，b＝(bij)m×n表示完全關聯矩陣；qt＝[q1,q2,q3,…,qn]t表示分支風量向量；n表示分支數；bij表示完全關聯矩陣第i行第j列元素；qj表示分支j的風量，m3/s；m表示節點數。
35、在步驟s4中，若節點風量不平衡，進行風量平差修正，建立風量平差模型；
36、ax＝-w?(8)
37、式中，a＝(aij)(m-1)×n表示基本關聯矩陣，x＝(xij)n×1表示風量修正數，w＝(wij)(m-1)×1表示節點風量偏差值，m表示節點數，n表示分支數。
38、在步驟s5中，確定風量修正值和單位權中誤差；具體表述為：
39、s5.1：采用最小二乘法，求解目標函數：
40、
41、式中，obj為求解目標函數；x＝(xij)n×1表示風量修正數；p為精度權對角矩陣，取風量值的倒數；k為拉格朗日乘數法向量；w＝(wij)(m-1)×1表示節點風量偏差值；
42、s5.2：求得修正后的風量值：
43、q＝qsensor+x?(10)
44、式中，q表示修正后的風量，m3/s；qsensor表示安設傳感器分支風量，m3/s；
45、s5.3：單位權中誤差：
46、
47、式中，μ表示單位權中誤差；x表示修正數；p表示精度權對角矩陣；m表示節點數。
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1.一種確定風速傳感器最小平衡差的方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差的方法，其特征在于：在步驟S1中，將礦井通風網絡轉換為有上下界的流網絡，將有上下界流網絡定義為：
3.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差方法，其特征在于：在步驟S2中，基于風速傳感器監測數據進行網絡風量分配，風量分配指的是僅根據現有傳感器的數據對其余未知風量分支進行風量分配，設有傳感器的分支風量保持固定，未安設傳感器分支設定風量上下界；
4.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差方法，其特征在于：在步驟S3中，檢查風量分配后網絡中各個節點風量是否平衡，依據節點風量平衡定律進行檢查：
5.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差方法，其特征在于：在步驟S4中，若節點風量不平衡，進行風量平差修正，建立風量平差模型；
6.根據權利要求1所述的一種礦井傳感器風量最小平衡修正量方法，其特征在于：在步驟S5中，確定風量修正值和單位權中誤差；
【技術特征摘要】
1.一種確定風速傳感器最小平衡差的方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差的方法，其特征在于：在步驟s1中，將礦井通風網絡轉換為有上下界的流網絡，將有上下界流網絡定義為：
3.根據權利要求1所述的一種確定風速傳感器最小平衡差方法，其特征在于：在步驟s2中，基于風速傳感器監測數據進行網絡風量分配，風量分配指的是僅根據現有傳感器的數據對其余未知風量分支進行風量分配，設有傳感器的分支風量保持固定，未安設傳感器...
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