[发明专利]一种工作面瓦斯传感器调校辅助决策方法

说明书

本发明公开了一种工作面瓦斯传感器调校辅助决策方法，包括以下步骤：假设瓦斯传感器调校前的时刻为t，按照时间顺序从瓦斯传感器调校前监测的瓦斯浓度数据序列中提取时刻t‑1及t‑1时刻以前的q个数据，形成基础数据C；依据高斯过程回归理论，训练得到高斯回归模型GP(C，y)；将瓦斯传感器调校前时刻t的瓦斯浓度监测数据作为测试输入；训练完成的高斯回归模型，得到时刻t对应的瓦斯浓度正常监测数据的均值函数和方差函数；根据得到的时刻t对应的瓦斯浓度正常监测数据的均值函数和方差函数，依据高斯分布的特征，得到置信区间；并将瓦斯传感器调校后瓦斯浓度实际监测值与得到的置信区间比较，判断瓦斯传感器调校的有效性。

技术领域

本发明属于煤矿安全监测与监控技术领域，特别涉及一种工作面瓦斯传感器调校辅助决策方法。

背景技术

煤矿井下环境条件恶劣，瓦斯传感器工作过程中受到水蒸气、粉尘影响，瓦斯浓度监测数据传输受电磁干扰的影响等等都会使得瓦斯传感器监测数据失真，监测数据失真在可接受的误差范围是容许的，但上述影响往往使得瓦斯浓度监测数据出现连续间断、连续为零或者出现“大数”等监测失效的情形，这种情况下的瓦斯传感器调校是保证可靠安全监测关键手段。

目前，现有的监测监控附带软件仅有“大数”滤波功能，而现场技术人员实施的传感器调校受限于技术人员的主要经验，缺乏客观的科学依据；因此，研发一种操作便捷、科学合理的传感器调校辅助决策方法对于安全监测有着重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种工作面瓦斯传感器调校辅助决策方法，能方便、合理判断瓦斯传感器调校的有效性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种工作面瓦斯传感器调校辅助决策方法，利用瓦斯传感器调校前监测的瓦斯浓度数据作为基础数据，通过高斯过程回归计算，得到瓦斯浓度的置信区间作为监测失效时瓦斯传感器调校的决策依据；通过瓦斯浓度的置信区间与瓦斯浓度实际监测值的比较，验证瓦斯传感器调校有效性。

进一步的，包括以下步骤：

步骤1、基础数据提取，煤矿工作面进风巷、上隅角、工作面和回风巷分别设置一个瓦斯监测点，假设工作面某一瓦斯监测点的瓦斯传感器调校的时刻为t，按照时间顺序从瓦斯传感器调校前监测的瓦斯浓度数据序列中提取时刻t-1及t-1时刻以前的q个数据，形成基础数据C，其中，C＝{C(t-q)，C(t-q+1)，...，C(t-1)}；

步骤2、模型训练，利用步骤1中得到的基础数据C作为模型输入向量，依据高斯过程回归理论，训练得到高斯回归模型GP(C，y)，其中，y为模型的期望输出值；

步骤3、回归计算，将工作面其余瓦斯监测点的瓦斯传感器t时刻的瓦斯浓度监测数据作为输入，利用步骤2中的高斯过程回归模型GP(C，y)进行预测；得到工作面某一瓦斯监测点的瓦斯传感器t时刻对应的瓦斯传感监测瓦斯浓度的估计值和方差；

步骤4、辅助决策，根据步骤3中得到的工作面某一瓦斯监测点的瓦斯传感器t时刻对应的瓦斯浓度估计值和方差，依据高斯分布的特征，得到工作面某一瓦斯监测点的瓦斯传感器t时刻对应的瓦斯浓度的置信区间；并将该瓦斯传感器的瓦斯浓度实际监测值与瓦斯浓度的置信区间比较，验证瓦斯传感器调校的有效性。