矿井局部通风设备故障诊断信息系统研究

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矿井局部通风设备系统故障是导致掘进工作面较易发生瓦斯爆炸事故的主要原因之一。矿井局部通风设备系统包含了多个组成部分,涉及的故障原因和种类较多。工作人员由于缺乏可以依赖的故障诊断信息,无法及时对所发生的故障进行准确和快速地分析判断,延长了停风时间,为瓦斯爆炸事故的发生创造了条件。因此,本文设计了一种基于事例和规则相结合的矿井局部通风设备故障诊断信息系统,并对相应原型系统的建模过程和软件进行开发和研究。本文首先对矿井局部通风设备系统各组成单元故障进行收集和分析,建立系统故障诊断模型树,确定了关键故障单元;其次对故障信息表达方式和数据库建立等关键技术进行分析和研究,利用项目已完成的关键故障征兆和遗传算法规则获取软件得到故障诊断规则,采用SQL语言建立了矿井局部通风设备故障诊断信息系统的信息库;最后对系统建立的方法、总体结构及实现机制等进行分析和研究,采用IDSS建立了矿井局部通风设备故障诊断信息系统的功能模块体系结构,采用面向对象技术及UML建模语言对原型系统开发进行分析和建模,采用JAVA语言及JBuilder集成工具对系统原型软件进行开发,并利用煤矿故障实例进行了初步应用示范。论文提出的事例和规则相结合的故障诊断方法,在矿井局部通风设备故障诊断领域是一次新的尝试和探索,首次以粗糙集理论和遗传算法相结合的方法对矿井局部通风设备故障诊断规则进行提取,研究为矿井局部通风设备故障诊断提供了信息支持,同时也提供了一种新的方法思路和原型软件工具,协助煤矿技术人员进行快速、准确故障诊断,对减少瓦斯爆炸事故发生以及提高煤矿安全管理具有积极意义。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
1 绪论第9-14页
    1.1 引言第9页
    1.2 国内外研究综述第9-11页
    1.3 课题的研究内容、研究方法、技术路线和创新点第11-14页
        1.3.1 研究内容第11页
        1.3.2 研究方法第11-12页
        1.3.3 技术路线第12页
        1.3.4 论文创新点第12-14页
2 矿井局部通风设备系统故障及分析第14-23页
    2.1 故障诊断概述第14-15页
    2.2 矿井局部通风设备系统总体结构第15-16页
    2.3 矿井局部通风设备系统故障及分析第16-20页
        2.3.1 系统故障数据的特点第16-17页
        2.3.2 高压供电系统及故障分析第17-18页
        2.3.3 低压供电系统及故障分析第18-19页
        2.3.4 机械系统及故障分析第19-20页
    2.4 系统故障模型树的建立第20-21页
    2.5 设备系统维护建议第21-22页
    2.6 本章小结第22-23页
3 故障诊断信息系统信息库的设计第23-37页
    3.1 数据库设计的内容第23页
    3.2 SQL 语言基本知识第23-27页
        3.2.1 SQL 语言的特点第24-25页
        3.2.2 SQL 的主要功能第25-27页
    3.3 系统数据的获取和知识的表示第27-31页
        3.3.1 故障数据的获取第27-28页
        3.3.2 知识及其表示第28-30页
        3.3.3 数据规范化第30-31页
    3.4 故障诊断信息库的建立第31-36页
        3.4.1 故障数据库的结构设计第31-32页
        3.4.2 故障诊断决策信息的表达第32页
        3.4.3 故障诊断事例库的建立第32-33页
        3.4.4 故障诊断规则库的建立第33-36页
    3.5 本章小结第36-37页
4 原型系统的分析与建模第37-46页
    4.1 UML 语言简介第37-39页
        4.1.1 UML 概述第37-38页
        4.1.2 UML 建模机制第38-39页
        4.1.3 UML 语言特点第39页
    4.2 系统功能模块体系结构第39-42页
        4.2.1 系统的IDSS 体系结构第39-40页
        4.2.2 系统的实现机制第40-41页
        4.2.3 系统主要功能模块第41-42页
    4.3 系统分析与建模第42-45页
        4.3.1 系统功能需求用例模型第42-43页
        4.3.2 系统活动模型第43-44页
        4.3.3 系统类图第44-45页
    4.4 本章小结第45-46页
5 原型系统的实现第46-59页
    5.1 语言与平台的选取第46页
    5.2 故障诊断系统的推理机制第46-49页
        5.2.1 推理方式第46-48页
        5.2.2 推理控制策略第48-49页
        5.2.3 系统故障诊断模型的建立第49页
    5.3 故障诊断信息系统运行实例第49-57页
        5.3.1 数据库的建立与连接第49-50页
        5.3.2 故障诊断信息管理系统第50-55页
        5.3.3 故障诊断系统第55-57页
    5.4 故障诊断信息系统验证第57-58页
    5.5 本章小结第58-59页
6 结论第59-61页
    6.1 论文的工作总结第59页
    6.2 未来工作展望第59-61页
致谢第61-62页
参考文献第62-65页
附录第65页
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