2.5.3 Метод роботи блоку розширеного повнофакторного аналізу

У порередніх розділах було детально осимано суть та методи реалізації початкових допоміжних блоків класифікації виду аварійної ситуації на шахті. Ці блоки розділені для класиіфікації з урахуванням інформації різного виду. Блоки класифікації можуть використовуватися незалежно один від одного, видаючи свій результат з певним рівнем впевненості. Якщо паралельно спрацювали блоки №1 та №2,то їх результати аналізуються на сумісність та протиріччя, з використанням приорітету на пасимістичний прогноз.

Найповніша версія роботи системи класифікації для остаточного аналізу використовує ще і розширену сукупну базу правил та знань у блоці №3.

На вхід блоку №3 подається код висновку блоків №1 і\ або №2, та поточне значення таких параметрів як:

1. вимірювані величини: CO – вуглекислий газ, CH₄ – метан, T – температура повітря у виробці, Vb – швидкість повітря;

2. обчислювані коефіцієнти: К – крутизна змін вимірюваних параметрів, Р – швидкість розповсюдження області порушень.

Крутизна наростання чисельно фіксованих показників виражається параметром К по формулі 2.3.

К=(P_i-P_н)/P_н*100%; (2.3)

де P_i– поточне значення параметру;

P_н– значення відносної норми данного параметру для відповідного місця заміру.

Відповідно цей параметр є процентним

По формулі 2.4 визначається параметр швидкості розповсюдження R.

R= ∑ΔL/ Δt; (2.4)

де: ΔL– відстань між двома однотипними датчиками , що спрацювали (у метрах);

Δt – час за який було зафіксовано нове значення, як різниця моменту сигналу попереднього та наступного датчиків (в секундах).

Ці коефіцієнти також розподілені на діапазони відносно виділених терм лінгвістичних змінних: «низька», «середня», «висока», «дуже висока».

Нечіткі експертні системи використовують представлення знань у формі нечітких продукцій та лінгвістичних змінних. Основу представлення лінгвістичної змінної є терм з функцією належності.

Всі інші функції належності, що використовуються в системі ксасифікаціх, також будуть описані відповідними таблицями такого виду.

Значення термів функції належності для віглекислого газу є единими для всіх датчиків, і не залежить від місця їх розташування. Тому і тадбиця відповідночті є едина.

Деталиний опис функції належності для вуглекислого газу – СО представлений в таблиці 2.7. Де вказано код терму, його значення, та відповідний інтервал належності.

Таблиця 2.7 – Розшифровка функції належності для значень параметру рівня вулекислого газу

Код	Значення	Інтервал
COн	Нормальний	0 – 5
СОс	Середній	4,5–13,5
СОв	Високий	13– 17,5
СОов	Дуже високий	17– 50+

Деталиний опис функції належності для вуглекислого метану CH₄ представлений в таблиці 2.8. Варто зауважити, що для газу CH₄ значення норми є різним в заленості від місця встановлення датчика. Тому інтервали функції належності термів будуть візначатися відносно норми встановленої на конкретному датчику.

Таблиця 2.8– Розшифровка функції належності для значень параметру рівня газу метану

Код	Значення	Інтервал загальна формула	Інтервали при CH4(max) = 1
CНн	Нормальний	0- ПДК/2.2	0–0.45
СНс	Середній	ПДК/2.2	0.4–0.9
СНв	Високий	ПДК	0.8–3.5
СНов	Дуже високий	Пр+	3–20+

Опис функції належності для вуглекислого температуриТпредставлений в таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 – Розшифровка функції належності для значень параметру рівня температури

Код	Значення	Інтервал
Тн	Нормальна	12–22
Тс	Середня	20 – 30
Тв	Висока	27– 45
Тдв	Дуже висока	40 – 100+

Тепер розглянемо вид функції належності для паказника швидкості повітря В. Значення норми є різним в залежності від місця встановлення датчика. Тому інтервали функції належності термів будуть візначатися відносно норми встановленої на конкретному датчику відповідно до місця його встановлення.

Опис функції належності для швидкості повітря В представлений в таблиці 210..

Таблиця 2.10 – Розшифровка функції належності для значень параметру швидеості повітря

Код	Значення	Інтервал
Вдм	Мала	0.1 –0.55
Вм	Нормальна	0.5 –1
Вн	Середня	0.9–2.0
Вв	Висока	1.9 –3.0+

Опис функції належності для коєфіціента наростання показників К, представлений в таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 – Розшифровка функції належності для значень параметру коєфіціента наростання показнику К

Код	Значення	Інтервал
Кн	Низький	-50–10
Кс	Середній	5–25
Кв	Високий	20–55
Кдв	Дуже високий	50–200

Швидкість росповсюдження вимірюэться у метрах за хвилину. Росповсюдження визначається завдякитому, що в системі при позначенні на карті датчику певного типу задаеться цого параметри, одним з яких є відстать до найближчих сумфжних датчиків аналогічного.. Таким чином є можливість врахувати швідкість розповсюдження кожного критичного параметру таких як: вуглекислий газ, метан, теспература повітря. Классифікація є однаковою для всіх вимірюваних показників. Опис функції належності для показника швидкості росповсюдження Р, представлений в таблиці 2.12.

Таблиця 2.12 – Розшифровка функції належності для показника швидкості росповсюдження Р

Код	Значення	Інтервал
Рн	Низький	0–10
Рс	Середній	8–35
Рв	Високий	30–100
Рдв	Дуже високий	70–200

Коєфіціента наростання показнику К визначається за формулою 2.3. Де для рознахунку коєфіцієнту для кожного з вимірюваних параметрів виззначена своя відносна норма – P_н. Значення відносних норм представлені в таблиці 2.13

Таблиця 2.13 – Розшифровка функції належності для показника швидкості росповсюдження Рi_н

Код	Параметр	Значення
Рсон	Вуглекислий газ	0.4
Рснн	Метан	0.7- 1.2
Ртн	Температура	23
Рдвн	Швидкість повітря	1 – 1.5

На основі визначеніх єкспертним шляхом функцій належності відбувається фазифікація вхівних параметрів поточного значення показнимів. Та визначення відповідних лінгвістичних змінних. Знабору лінгвістичних змінних формуються правила вісновку. Найдоречніше правило визначаеть за методом Мамдані.

Блок №3 представляє собою нечітку експертну систему. Спосіб обробки знань є логічний висновок згідно нечітких продукцій. Формування моделі реалізується в виді сукупності продукційних правил типу  (якщо, то ...), які регламентують взаємозв’язки вхідних та вихідних параметрів.

За допомогою операцій I (і) та Y(або) нечітку базу знань представимо в короткому вигляді (формула2.3):

(2.3)

дe:a_jp – лінгвістичний терм, яким оцінюється змінна в рядку з ;

k_j – кількість рядків-кон’юнкцій в яких вихіду оцінюється лінгвістичним термом ;

w_jp – ваговий коефіцієнт правила з порядковим номером , число із діапазону [0, 1], що задає відносну вагу правила при нечіткому логічному висновку;

y – вихідна змінна, що належить до d_j лінгвістичної змінної;

m – кількость можливих термів.

Так як класифікація виду аварії є досить важливим і відповідальнім ріщенням, то при прєктуванні відповідної системи намагалися дотримкватися максимальної об’єктивності при складанні правил классифікації. Для цьго було проведено опитуваня спеціалістів, що працюють на шахті на посаді гірничого диспетра. Також для визначення численних критеріїв градації значень показників та врахувангняя динаміки протікання обраних аварійних процесів було проведено детальній аналіз графіків відповідних показників зафіксованих за умов пожежі, вибуху та ведення підривних робіт.

В резульитаті чого було визначено базові показники та тенбенції ровитку обраних для классифікації видів аварій. Результати були структуровані у вигляді таблиці, та представлені зараз в

таблиці 2.14.

Таблиця 2.14 – Тенденції розвитку та протіканя обраних видів аварій

Вид аварії	СО	СН4	Т	Швидкість і напрямок повітря	Швидкість розповсюдження	Динаміка розвитку
Пожежа	Більше за 0.0017%об підвищення	Може знизитися або залишатися в нормі	Різке підвищення	Близька до норми, Можлива зміна напрямку	0,3-0,6 м/с 6-10 м/с	Різке підвищення СО иТ
Вибух	Різке підвищення	Різке підвищення	Дуже різке підвищення	Підвищення, Можлива зміна напрямку	100-2000 м/с	Різке підвищення
Обвал	Близько до норми( 24 -26)	Незначне підвищення	Близько до норми( 24 -26) Незначне підвищення	Зниження швидкості, зупинка потоку.	локально	Незначне підвищення СН4, спад V

Базуючись на принципах взаємоповязанності показників, які зазначені в таблиці 2.14 розробляються нечіткі правила висновку. Ці правила будуть допрацьовані та представлені в подальшій роботі.