В В Слесарев, А Н Коваленко, А М Алексеев - Информационная поддержка принимаемых решений при ликвидации аварий на шахтах - страница 1

Страницы:
1  2 

Частина II. АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

УДК 681.3:0048:622.867

В.В. Слесарев, д-р техн. наук, А. Н. Коваленко, канд. техн. наук, А.М. Алексеев, В.В. Яворская

(Украина, Днепропетровск, Государственное ВУЗ "Национальный горный университет")

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРИНИМАЕМЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ

АВАРИЙ НА ШАХТАХ

Введение. При ликвидации аварий на шахтах большое значение уделяется точности и оперативно­сти принятых решений по управлению технологическими системами шахт, особенно вентиляционными системами, так как опасность таких аварий в закрытом пространстве с наличием взрывоопасных газов требует применения особых режимов проветривания. Реализация этих режимов в экстремальных услови­ях зачастую при отсутствии информации затруднительна, поэтому необходимо применять специально разработанные базы данных и знаний для их использования при информационной поддержке принятия решений в случаях ликвидации аварий на шахтах.

Таким образом, руководителю аварийных работ должен быть доступен максимум информации об объекте управления и возможностях по регулированию различных параметров в экстремальных ситуа­циях. В данном случае, с одной стороны, усложняются вопросы информационного обеспечения для должностных лиц органов управления процессами ликвидации аварий, а с другой - существенно повы­шается значение и ценность своевременной и достоверной информации о шахте в аварийной обстановке, которую с полным основанием можно рассматривать как один из видов ресурсов, обеспечивающих эф­фективность ликвидации аварий. Кроме того, одним из важнейших этапов ликвидации любой шахтной аварии является составление и реализация оперативных планов. Оперативные планы должны составлять­ся на основании достоверной, как можно более полной информации об объекте управления.

Цель исследования - разработка алгоритма поиска эффективных решений для управления органи­зационными и технологическими системами при ликвидации аварий на шахте. Для этого предлагается использовать информацию, содержащуюся в предварительно сформированных планах ликвидации аварий (ПЛА). При этом позиции ПЛА предлагается считать «возможными прецедентами». При решении подобных проблемных ситуаций в плохо формализуемых предметных областях актуальным является подход, основан­ный на повторном использовании знаний об аналогичных случаях (CBR- Case-Based Reasoning).

CBR - системы обеспечивают информационную поддержку лицам, принимающим решения (ЛПР) через поиск аналогичных ситуаций в своей базе знаний и имевших место в прошлом. Они повторно предлагают уже использовавшееся решение либо адаптируют их для решения текущей проблемы [1,2]. Ал­горитм функционирования CBR-системы в общем случае можно представить следующим образом.

Поиск подобных проблемных ситуаций ведется по значениям атрибутов, служащих параметрами функции схожести. Решение, соответствующее ситуации, идентифицированной по максимальному значе­нию функции схожести, может быть адаптировано к текущей ситуации либо оставлено неизмененным, как подходящее для решения возникшей проблемы. Некоторые системы не имеют модуля адаптации вследствие сложности определения соответствующих правил. Поэтому в данной работе адаптируем уже ранее известные методы поиска сходства прецедентов [3,4].

Предметная область в предлагаемой модели подвергается таксономической декомпозиции на мно­жество представляемых фреймами концептов при помощи отношения наследования. Эта декомпозиция предметной области может быть отнесена к статическим знаниям и в зависимости от сложности вводи­мой семантики может меняться либо оставаться постоянной в процессе вывода проектов решений.

База знаний разрабатываемой системы структурно представляет собой множество экземпляров классов, обеспечивающих основную функциональность подсистемы. База знаний состоит из следующих составных частей:

Библиотека «возможных прецедентов» - ПЛА - обеспечивает поддержку процесса управления его позициями - добавление, удаление, индексация, поиск релевантных позиций. База данных создана в формате баз данных на платформе MySQL. Источником информации в данном случае на каж­дой шахте является ПЛА.

Структура текстовой информации для плана ликвидации аварий на угольных шахтах и её классифи­кация (пример реализации из ПЛА шахты «Западно-Донбасская») следующая.

Угрожаемые зоны -«главный «И» вспомогательный стволы, загазованность малая, температура невысокая) «И» (надшахтное здание, загазованность малая, температура невысокая) «И» (выработки за­падного крыла шахты горизонта 480 м, загазованность средняя, температура средняя) «И» (3 западногомагистрального откаточного штрека, загазованность большая, температура средняя) «И» (выработки вос­точного крыла горизонта 480 м, загазованность малая, температура средняя) «И» (выгоаботки и камеры околоствольного двора горизонта 480 м, загазованность малая, температура невысокая) «И» (выгоаботки бремсбергового поля шахты, загазованность средняя, температура невысокая) «И» (выгоаботки конвейер­ного и откаточного квершлагов на пласте Сю, загазованность большая, температура средняя». Их интерпретация на формальном языке приведена ниже.

[Z (I)' WZ (/)][tf(./)x(K)](l)" И" [Z (I)] 1 [r(j)x (k)](2)" и" [Z (I)\r(j)x (k)] " и" [Z (I) [r(J)(K)](4)"И" [Z(I)\r(J)X(K)](5) \, (1)

" и" [z (i )\r(j )x (K)]" И" [z (i )] {[R(J )x (k )](6)" И" [z (I )\r(j )x (k )](7)

K(S )[ угрожаемых 1

где i - количество «угрожаемых зон» в вентиляционной системе шахты при авариях по плану ликвида-ций аварий; I - номер горной выгоаботки на сетевой модели вентиляционной системы шахты (ряд целых чисел от 1 до 2000); Z(I) - формальное представление наименования I-той горной выгоаботки; R(J) - от­ношения «обладания качеством»; X(K) - значение температуры в горной выгоаботки.

Множество маршрутов эвакуации людей - «в откаточном заезде на конвейерный ходок от запад­ного магистрального откаточного штрека до 800 бортового штрека по откаточному заезду на конвей­ерный ходок, камере приводов, западного магистрального конвейерного штрека, камере пылеподавления к вспомогательному стволу «И» на поверхность (5 мин)».

Их интерпретация на формальном языке

множество маршрутов эвакуации | людей

\Z (I Z (I )(2)" И-Z (I )(з)" И"' Z(I)(4)" И^(!)(5)" WZ(I)(6) > " и" _ поверхность_5_мин

(2)

где j - множество маршрутов эвакуации людей.

Множество маршрутов движения горноспасателей - 1-е отд. ГВГСС - по вспомогательному стволу на горизонте 480 м, порожней ветви, ходку к главному стволу к камере пылеподавления для ее обследования сбойки на главный ствол, камеры приводов «И» откаточного заезда на конвейерный ходок до места аварии «И» вывода людей на свежую ближайшую струю воздуха «И» оказания им помощи»

Интерпретация на формальном языке

множество 1 маршрутов | движения горноспасателей

Z (I)" и" Z (I)" и" Z (I)_ для обследования' Z (I)" и" Z (I)" и" Z (I)" и" Z (I)" и" _ вывода_людей_на_свежую_ ближайшуюструювоздуха" И"_

оказания_им_помощи

1

(з)

где m - множество маршрутов движения горноспасателей.

Множество вентиляционных режимов - «Если вентилятор главного проветривания №1 реверси­рован «И» регулятор установлен в западном вентиляционном штреке, расположенный от вентиляцион­ной сбойки №2 до южного квершлага закрыт, то расход воздуха в 800-й лаве имеет значение малый от­рицательный».

Интерпретация на формальном языке

K

вентиляци-1 онных | режимов     (k)

((X 56R12 X 59 ;R09(X 61R10(R25Z 201(R23Z 217' ((R 24Z 213(R12 X 65 ))R22(X66R11X 73 R10Z 220))))))

(4)

где k - количество возможных вентиляционных режимов; X56, X59, X65, X66, X73 - понятия, соответст­венно, вентилятора, положения, регулятора, расхода воздуха, значения расхода воздуха; R09 - союз «И»;

R12, R10 - отношения, характеризующие состояния управляющих органов вентилятора и регулятора; R22 - импликация «если-то»; R11, R23, R24, R25 - отношения, характеризующие обладания качеством; Z220 - 800-я лава; Z217 - вентиляционная сбойка №2; Z213 - южный квершлаг; Z201 - западный венти­ляционный штрек.

Множество технологических и организационных мероприятий -

техноло -гических, органи -зационных мероприяти й J (( )

1. Немедленно вызвать 2 - й взвод 8 ВГСО

2. Обеспечить нормальную работу вентиляторов главного проветривания блоков №1 и №з

3. Отключить электроэнергию : в ЦПП г.480 м - ячейка №8, 14, 17, 18; в РПП - 2 - ячейка №6; в РПП - 9 ячейка 27. Выдать задания отделениям ГВГСС.

(5)

где l - количество возможных технологических организационных мероприятий.

Множество: ответственные лица - «горный диспетчер, телефонистка, командир отряда, дежурный у телефона ГВГСС, главный механик, машинист вентилятора, главный энергетик, смены ИТР (инженер­но технические работники) участков, члены ВГК, дежурный насосной, дежурный электрослесарь, на­чальник ВШТ, подземный диспетчер, начальник УДПРТБ, машинист насосной,..., главный инженер».

Интерпретация на формальном языке

К(,?)Гответственные [лица

(n)

"Z (n ),z (n ),z (n ),z (n ),z (n ) 1 z (n )z (n ) z (n )z (n ) z (n ) z (n ) z (n ) z (n ) z (n ). ..,z (n )"

(6)

Большой пгрш^і-

Мдінй m ріица-

HVJIH

Малілі поаояаі-

T-LillbHhl i'l

ІГЦИкїЖН-

№C]IL

большей

11 *>J J ґі Hjf и -

14- 1 h H Ы Й

ї ІІІЬНЬІИ

 

 

ТСЛЬТШЙ

 

 

 

 

 

 

m. і к 111 н

к

чиичїііис

"~~г"

Fbli'MI'l

^2

Регуляторы 11 act и и 11 iii e

. H MLI.IIIb'cLl 111И .

где Z(N) - формальное представление на­именования должности ответственного лица ввода в действие плана ликвидации аварии (N - натуральные целые числа от 1

до 50).

Информация в базе данных разрабо­танной автоматизированной подсистемы об управляемости расходами воздуха (4) строится на базе смысловых (XRX) цепо­чек. Обучение этой системы (первоначаль­ное создание фрагмента базы данных по возможностям изменения аварийных вен­тиляционных режимов) производится пу­тём пассивных и активных экспериментов, методом экспертных оценок, а также путем имитационных исследований аварийных ситуаций на модели вентиляционного про­ветривания шахты. После обучения систе­мы - классификации возможных вентиля­ционных ситуаций, левая часть каждой записи j-го отношения базы будет соеди­нена с соответствующей записью правой части отношением R2,2 - «если - то». Се­мантическая структура этой информации представлена на рис. 1, а аналитическое выражение - пирамидальная структура (7).

Формальная запись базы знаний о возможностях по изменению вентиляционных режимов в виде системы логических (импликативных) уравнений

Регуляторы

лс 14 іч ые

 

_

 

 

_

 

 

 

|

 

 

 

'v.

UOClVlHHHH

>-

\

 

С01ТО£1ШЯ .■

>- -

П і кры-

!^(i кры­ты

3 пронеж-

04 і иїм пО-

Рйнйр-

Осп anDiv-

.■TlJ-H hi

ГТорм:иіь-nu;t

ты

 

 

111:1

 

ре;мім

Рис. 1. Семантическая структура информации о возможностях изменения вентиляционных режимов

(X32( j)R3,6X67 )R2,2 [(XR3,7X)]NSj =11

R7

(X32( j)R3,6X68)R2,2 ...R2,2[(XR3,7X/1R6(XR3,7X/2) ]NSj = 21

R7

(7)

R7

(X32( j)R3,6X77)R2,2 ...R2,2[(XR3,7Xf1R6(XR3,7Xf 2*R6... ...R6 (XR37X)(n1j = v

где (XR37X)n - маргинальные цепочки, характеризующие закрытое состояние пассивных регуляторов, реверсивное состояние или остановку активных регуляторов; X32(j) - понятие расхода воздуха; (X67 - X77) - установленные интервалы расхода воздуха; (R6 R) - соответственно союзы "И", "ИЛИ"; NSj - номер записиj- го отношения.

Весь диапазон возможных изменений расхода воздуха в каждой горной выработке (в каждом отно­шении этого фрагмента базы знаний) будет состоять из частных случаев логического уравнения (7).

Используя операции обобщения, конкретизации, пересечения, объединения и разности для преобразо­вания уравнения (7), можно получить полный спектр понятий, характеризующих возможность управления аварийным проветриванием шахт.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В В Слесарев, А Н Коваленко, А М Алексеев - Информационная поддержка принимаемых решений при ликвидации аварий на шахтах