[发明专利]采用模糊模式识别预测隧道瓦斯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是一种采用模糊模式识别预测隧道瓦斯的方法。 

背景技术

目前对瓦斯的预测依然是事后预测，即瓦斯浓度超限才报警，没有提前的预测功能。为此，随着瓦斯监控系统的普及，如何利用瓦斯监控系统的现场监测数据来进行有效的瓦斯异常预警预测，成为当前研究的热点之一。 

发明内容

本发明的目的是提供一种采用模糊模式识别预测隧道瓦斯的方法，具体是根据瓦斯隧道中瓦斯浓度的现场监测数据的特点进行瓦斯异常预警预测，克服瓦斯状态突变所带来的不安全因素的影响。 

本发明是一种采用模糊模式识别预测隧道瓦斯的方法，在地面中心站布设计算机、数据通讯接口和分站，在隧道内掌子面、衬砌、加宽带和回风口处监测点分别布设掌子面传感器、衬砌传感器、加宽带传感器和回风口传感器，所述四个监测点分别布设左拱脚传感器、右拱脚传感器和拱顶传感器，所有传感器通过通讯电缆与分站相连接，分站通过传输数据线与通讯接口相连接，数据通讯接口与计算机相连接，其特征在于，包括如下步骤： 

(1)在所述计算机内建立模糊模式识别技术模型； 

(2)所述各种传感器把所监测到的瓦斯浓度转变成电信号传输给所述分站； 

(3)所述分站对不同检测部位的瓦斯浓度数据分别进行分析处理，同时将处理后的瓦斯浓度传递给所述计算机； 

(4)计算机根据瓦斯浓度绘制时间曲线图形，确定曲线图形中3个重要异常点位：异常起始点、缓慢上升到快速上升/快速上升到缓慢上升/缓慢下降到快速上升/快速下降到缓慢下降的转折点、峰值点。 

(5)计算机根据所述时间曲线图形和异常点位确定模糊模式识别技术模型的参数，调用模糊模式识别技术模型对监测到的瓦斯浓度进行预测预报。 

本发明中异常点是指瓦斯浓度为0.1％的点，缓慢上升到快速上升/快速上升到缓慢上升/缓慢下降到快速上升/快速下降到缓慢下降中“缓慢”、“快速”指的是瓦斯浓度函数曲线中曲率的变化程度，曲率值在0～0.5之间为“缓慢上升”或者“缓慢下降”；曲率值大于0.5为“快速上升”或者“快速下降”。 

本发明通过对瓦斯监测数据进行瓦斯监测，对隧道内瓦斯分布趋势进行预警预测，为制定防治瓦斯技术措施提供了参考依据，同时，确保施工人员安全，因此，本发明对瓦斯隧道施工安全具有重要意义。 

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中： 

图1是本发明的基本方法逻辑方框图； 

图2是掌子面传感器监测到的07.11.20-07.11.26七天的每小时瓦斯监测数据时间曲线图； 

图3是k16+650监测点左拱脚传感器监测到的07.12.07-07.12.10四天的30次瓦斯监测数据时间曲线图； 

图4是K16+993监测点传感器监测到的05.11.19-05.12.13的日平均监测数据时间曲线图。 

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

如图1所示，对某个隧道多个监测点应用模糊模式识别技术对瓦斯分布进行趋势预测预报。 

本方法中包括的系统：在地面中心站布设计算机、数据通讯接口和分站，在隧道内掌子面、衬砌、加宽带和回风口处监测点分别布设掌子面传感器、衬砌传感器、加宽带传感器和回风口传感器，所述四个监测点分别布设左拱脚传感器、右拱脚传感器和拱顶传感器，所有传感器通过通讯电缆与分站相连接，分站通过传输数据线与数据通讯接口相连接，数据通讯接口与计算机相连接。 

计算机上装有监控测试软件和模糊模式识别技术模型，监测方式选择有：1)单点测：分别显示四个监测点掌子面处、衬砌处、加宽带处和回风口处中每个监测点的监测数据；  2)分点测：可以选择显示任一传感器的监测数据；分站具有对监测点传感器采集到的数据进行分析、处理、屏蔽干扰信息的功能；每个传感器监测相应监测点的瓦斯浓度。