【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及瓦斯抽采泵站的智能監(jiān)測，具體而言，涉及一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
技術介紹
1、瓦斯抽采泵站是用于從煤礦或其他地下煤層中抽取并處理瓦斯的設施，其作用至關重要；瓦斯是在煤礦開采過程中釋放出來的一種氣體，它不僅是一種危險的火災和爆炸的源頭，還對工人和環(huán)境構成危害；因此，對瓦斯抽采泵站進行監(jiān)控顯得尤為重要；
2、目前的瓦斯抽采泵站通常采用設定觸發(fā)濃度進行瓦斯抽取，一旦監(jiān)測到瓦斯?jié)舛冗_到觸發(fā)濃度時自動啟動抽排設備，實際應用中會存在導致某些時段或特定情況下過度抽取瓦斯，增加能耗和處理成本；或者瓦斯?jié)舛榷虝r間急速上升的情況下抽取不足，增加安全風險；由此可見，這種靜態(tài)設定的抽取方式無法根據瓦斯?jié)舛茸兓瘜崟r調整，造成能源浪費和安全風險等問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法，以克服上述
技術介紹
提到的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，根據本專利技術的一個方面，提供了一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：實時感知模塊、監(jiān)測提取模塊和智能控制模塊；
3、實時感知模塊用于獲取煤礦開采信息和各區(qū)域的環(huán)境參數，其中煤礦開采信息包括開采地的位置、開采地瓦斯的開采濃度、開采長度和開采寬度；環(huán)境信息包括瓦斯?jié)舛取h(huán)境溫度記為、環(huán)境壓力記為、煤層厚度記為和煤層外觀圖像；
4、監(jiān)測提取模塊，基于區(qū)域內的環(huán)境信息和煤礦開采信息分別對環(huán)境狀態(tài)和煤礦開采強度進行監(jiān)測以判斷區(qū)域是否需要進行瓦斯抽取策略的調控，
5、智能控制模塊，基于收到的調控指令進行解析得到區(qū)域參數，并據此對調控區(qū)域的瓦斯抽取泵進行頻率調控；具體步驟為：
6、步驟一：調取區(qū)域參數，其中區(qū)域參數包括區(qū)域促進值、開采促進值和表現(xiàn)濃度，以區(qū)域促進值為底圓半徑，以頂圓半徑，以表現(xiàn)濃度為高作圖得到調控區(qū)域于各采集時刻對應的調控模型，依據調控模型輸出調控體積，由此可得各采集時刻對應的調控體積；
7、步驟二：以時間為橫坐標，以調控體積為縱坐標構建二維直角坐標系，并將各調控體積按照其對應的采集時刻輸入至坐標軸中以得到調控體積離散圖，利用最小二乘法進行線性回歸擬合得到回歸直線，提取回歸直線的縱坐標對應的數值，并將其記為回歸值；將回歸值乘以設定的頻率轉換系數得到瓦斯抽取泵的調控頻率；
8、步驟三：獲取當前時刻的瓦斯抽取泵的泵頻率，并將其與調控頻率進行差值計算得到調控距離，依據調控距離對瓦斯抽取泵進行漸進式調節(jié)，直至泵頻率等于調控頻率：
9、步驟四：當泵頻率等于調控頻率時，則完成一次對瓦斯抽取泵的控制；每完成一次對瓦斯抽取泵的控制后，則重復監(jiān)測提取模塊和智能控制模塊。
10、進一步的，漸進式調節(jié)的具體過程為：
11、201：取調控距離的絕對值，當絕對值大于設定的距離區(qū)間的上限時，則執(zhí)行202；當調控距離的絕對值處于設定的距離區(qū)間中時，則執(zhí)行203；當調控距離的絕對值小于設定的距離區(qū)間的下限時，則執(zhí)行204；
12、202：以k1的量級將泵頻率進行調整，調整之后重新獲取調整之后的泵頻率，并將其與調控頻率進行計算得到調控距離以調控距離的絕對值，返回201：
13、203：以k2的量級將泵頻率進行調整，調整之后重新獲取調整之后的泵頻率，并將其與調控頻率進行計算得到調控距離以調控距離的絕對值，返回201：
14、204：以k3的量級將泵頻率進行調整，調整之后重新獲取調整之后的泵頻率，并將其與調控頻率進行計算得到調控距離以調控距離的絕對值，返回201：且k1＞k2＞k3＞0。
15、進一步的，調控指令的生成步驟具體為：
16、301：基于各區(qū)域的環(huán)境信息對各區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)進行分析得到區(qū)域促進值記為pbj，其中j＝1,2,3……j，j取值均為正整數，j表示的是采集時刻的總數，j表示的是其中任意一個采集時刻的序號；
17、302：基于煤礦開采信息對煤礦開采與各區(qū)域的促進影響進行分析得到開采促進值記為mbj；
18、303：將區(qū)域內各監(jiān)測點的瓦斯?jié)舛萵ij進行均值計算得到各區(qū)域的表現(xiàn)濃度記為將區(qū)域內的區(qū)域促進值pbj、開采促進值mbj和表現(xiàn)濃度記為區(qū)域參數，由此可得各區(qū)域的區(qū)域參數；
19、304：將各區(qū)域的區(qū)域參數進行加權計算得到各采集時刻的策略值，以時間為橫坐標，以策略值為縱坐標構建策略值隨著時間變化曲線圖，并據此進行策略值的趨勢變化分析得到策略調整值，當策略調整值大于或等于設定的策略閾值時，則將區(qū)域記為調控區(qū)域，并將調控區(qū)域的區(qū)域參數整合為調控指令，發(fā)送至智能控制模塊。
20、進一步的，策略值的趨勢變化分析的具體過程為：
21、于策略點處作曲線的切線，利用最小二乘法計算各切線的斜率得到各策略點處的切線斜率記為xj；將大于零的切線斜率進行求和計算得到策略增值記為z1，并將小于零的切線斜率進行求和計算得到策略降值記為z2；需要說明的是，大于零的切線斜率表示于該策略點處的策略值呈現(xiàn)增加的趨勢，表示此時區(qū)域內瓦斯的抽取需求增大；相對應的，小于零的切線斜率表示于該策略點處的策略值呈現(xiàn)降低的趨勢，表示此時區(qū)域內瓦斯的抽取需求減小；統(tǒng)計等于零的切線斜率的數量，并將其記為z3；利用設定的公式進行計算得到策略調整值zd，其中d1、d2、d3分別為設定的比例系數，為各策略點處的切線斜率均值。
22、進一步的，基于各區(qū)域的環(huán)境信息對各區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)進行分析，具體過程為：
23、501：調取區(qū)域內各監(jiān)測點于各采集時刻的環(huán)境信息，其中環(huán)境信息包括瓦斯?jié)舛萵ij、環(huán)境溫度記為tij、環(huán)境壓力記為yij、煤層厚度記為dij和煤層外觀圖像；其中i＝1,2,3……i，i取值均為正整數，i表示的是區(qū)域內各監(jiān)測點的總數量，i表示的是區(qū)域內其中任意一個監(jiān)測點的序號；
24、502：利用照片識別器識別煤層外觀圖形中存在的裂縫數量以及每條裂縫對應的裂縫長度和裂縫寬度；將各裂縫的裂縫長度和裂縫寬度進行乘積計算得到裂縫面積；將裂縫面積與設定的面積區(qū)間進行比較分析以將裂縫面積對應的裂縫記為高程度裂縫、中程度裂縫和低程度裂縫；分別統(tǒng)計高程度裂縫、中程度裂縫和低程度裂縫的累計次數，并將其分別記為l1、l2、l3；將高程度裂縫、中程度裂縫和低程度裂縫對應的裂縫面積分別進行求和極計算得到高程度總值、中程度總值和低程度總值，并將其分別記為l4、l5、l6；
25、將l1、l2、l3、l4、l5、l6代入設定的公式
26、進行計算得到監(jiān)測點處的裂縫值，其中a1、a2、a3分別為設定的比例系數，且a1＞a2＞a3＞1，由此可得各監(jiān)測點于各采集時刻對應的裂縫值記為laij；
27、503：設定存在一個釋放標準參數，其中釋放標準參數包括標準溫度和標準氣壓，并將其分別記為ht和hy；將各監(jiān)測點的環(huán)境溫度tij、環(huán)境壓力yij、煤層厚度dij和裂縫值laij通過設定的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括實時感知模塊，用于獲取煤礦開采信息和各區(qū)域的環(huán)境參數；其特征在于，還包括：
2.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，漸進式調節(jié)的具體過程為：
3.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，調控指令的生成步驟具體為：
4.根據權利要求3所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，策略值的趨勢變化分析的具體過程為：
5.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，基于各區(qū)域的環(huán)境信息對各區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)進行分析，具體過程為：
6.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，基于煤礦開采信息對煤礦開采與各區(qū)域的促進影響進行分析，具體過程為：
7.一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控方法，其特征在于應用于如權利要求1-6中任一項所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括實時感知模塊，用于獲取煤礦開采信息和各區(qū)域的環(huán)境參數；其特征在于，還包括：
2.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，漸進式調節(jié)的具體過程為：
3.根據權利要求1所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，調控指令的生成步驟具體為：
4.根據權利要求3所述的一種瓦斯抽采泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，策略值的趨勢變化分析的具體過程為...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：施峰，李磊，龍瑤，劉吉波，龍坤，郭壽松，
申請(專利權)人：貴州工程應用技術學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。