[发明专利]矿井通风网路优化最优解的判断方法

说明书

本发明提出一种矿井通风网路优化最优解的判断方法，通风网路中有p个节点和b条分支，通风网路优化的可行解用QM(q_m1，q_m2，…，q_mj，…，q_mb)，SM(S_m1，S_m2，…，S_mj，…，S_mb)表示，其中，q_mj为分支风量，S_mjj为调节风阻值，包括以下步骤：步骤一、确定最优解满足的必要条件；步骤二、判断通风网路优化的最优解。本发明的有益效果：不需要采用复杂的理论计算对矿井通风网路优化结果进行验证，不需要采用多种优化计算方法相互验证，根据优化计算结果和通风网路的结构特征，可以直接判断通风网路优化的可行解是否为最优解，并且能够准确判断现场的调节位置是否最佳，以指导现场的通风网路调节。

技术领域

本发明涉及矿井通风网路调节和优化技术领域，特别是涉及一种矿井通风网路优化最优解的判断方法。

背景技术

矿井通风系统(通风网路)优化的目的之一就是合理地确定通风控制装置(风门、辅助通风机等)的位置、数量和大小，以减少通风能耗或通风总费用。通风网路优化调节理论和技术是矿井通风中的一个重要领域。

以节能为目的的通风网路优化数学模型是非凸、非线性规划问题，其优化计算主要运用一些运筹学的方法，如线性规划法、非线性规划法和网络分析法(关键线路法)等。具有代表性的非线性规划方法有：变尺度约束法(CVM)方法、广义简约梯度法(GRG)、整数规划法、等式约束Lagrangian算法等。随着智能优化算法的发展，遗传算法、文化粒子群优化法等也被用于解决矿井通风网络优化问题。但是，由于数学模型是非凸、非线性规划问题，在通风能耗相同的情况下可能存在多个可行解，甚至计算方法不当还可能找不到最优解，即得到通风网路优化的可行解，并不意味着是最优解，还需要进行判断。目前关于最优解判断的研究较少，还没有确立完整可靠的判断方法。此外，通风网路优化问题计算复杂，对一个给定的通风网路不可能采用多种优化方法进行相互验证判断优化结果的优劣。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井通风网路优化最优解的判断方法，实现对通风网路优化可行解的直接判断，并可以指导现场的通风网路调节。

本发明提供一种矿井通风网路优化最优解的判断方法，

通风网路中有p个节点和b条分支，通风网路优化的可行解用QM(q_m1,q_m2,…,q_mj,…,q_mb)，SM(s_m1,s_m2,…,s_mj,…,s_mb)表示，其中，q_mj为分支风量，s_mj为调节风阻值，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定s_mj最优解的必要条件

1.1、调节的数量

通风网路调节所需要的调节数为ns≤nk，其中，ns：通风网路调节所需要的调节数，nk：需风分支数；

1.2、调节的大小

从进风井口沿着风流方向到达回风井口的节点和分支的交替序列称为有向通路，其中存在一条有向通路，该有向通路中调节分支的调节风阻值等于其允许调节范围的下限，该有向通路定义为关键通路；

1.3、风量分布

所有需风分支的风量都收敛于其需风量下限，即q_mj＝lq_j(j∈NK)，其中，lq_j：需风分支需风量的下限，NK：需风分支的集合，|NK|＝nk；

1.4、调节分支的位置