[发明专利]一种爆破掘进施工智能设计系统与方法

摘要

本发明涉及一种爆破掘进施工智能设计系统与方法。所述系统包括人机接口，推理机和知识库。人机接口用于用户与所述系统进行人机对话；知识库包括专家经验知识库、典型案例知识库和爆破规则知识库。本发明通过建立知识库及推理机实现了爆破掘进施工的智能设计。知识库涵盖了专家经验、典型案例、爆破规则等知识，知识量大、覆盖面广、针对性强，符合现场工程应用实际。推理机能够实现基于专家经验、典型案例、爆破规则的推理。所有推理方案均经过基于爆破规则的推理进行爆破安全规范检验。用户可以对由不同推理方式得出的方案进行比较，选择其中一种方案，也可以通过推理结果访问接口对方案局部的参数进行修正，最终得到优化的爆破设计方案。

主权项

1.一种爆破掘进施工智能设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：确定影响爆破效果的主要指标；根据所确定的指标由人机接口输入爆破方案的原始参数数据；推理机根据原始参数数据，通过调用知识库进行基于专家经验的推理、基于典型案例的推理和基于爆破规则的推理，应用基于爆破规则的推理对前两种推理分别进行安全规范检验，若前两种推理的推理结果超出了规则要求的范围，以规则作为推理结果，否则保留推理结果；用户对基于专家经验的推理得出的方案和基于典型案例的推理得到的方案进行比较，选择其中一种方案作为最终的爆破设计方案，或通过推理结果访问接口对参数进行修正，得到优化的爆破设计方案；其中，确定影响爆破主要指标的方法包括以下步骤：步骤1，选取对爆破效果产生影响的指标；步骤2，确定步骤1选取的所述指标的权值，具体方法如下：步骤2.1，根据所述指标之间的相互关系及最终所要解决的问题，对所述问题进行初步分析，将具有共同特征的指标划为一组，并将所述共同特征作为指标组合成较高层；按照相同的方法对所述较高层进行操作，形成更高层；重复上述操作，直到形成由单一指标组成的最高层；步骤2.2，比较同一层次中的指标的重要程度，并按重要程度的大小进行赋值，得到判定矩阵；所述判定矩阵为：P＝(bij)n×n其中，P为判定矩阵；i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,n，n为指标个数，bij表示第i个指标比第j个指标重要的程度，bji＝1/bij；bij的值为整数1～9及1～9的倒数；其中：1表示两个指标相比，具有同样重要性；3表示两个指标相比，一个指标比另一个指标稍微重要；5表示两个指标相比，一个指标比另一个指标明显重要；7表示两个指标相比，一个指标比另一个指标强烈重要；9表示两个指标相比，一个指标比另一个指标极端重要；2，4，6，8表示的重要程度均位于其相邻的整数所表示的重要程度之间；步骤2.3，对判定矩阵的特征向量进行归一化处理得到各指标的权值；求判定矩阵的最大特征值并计算一致性指标及随机一致性比率，调整判定矩阵直至各指标的权值满足一致性要求；具体方法如下：计算判定矩阵每一行元素的乘积Mi：其中，bij为判定矩阵P的第i行第j列的值，表示第i个指标比第j个指标重要的程度，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,n，n为指标个数；计算M_i的n次方根对向量进行归一化处理，得到特征向量W＝[W₁，W₂，Λ，W_n]^T，从而得到各指标的排序权值；计算判定矩阵P的最大特征根λmax：其中，(pW)i为向量pW的第i个元素；计算一致性指标CI和随机一致性比率CR：CI＝(λmax‑n)/(n‑1)CR＝CI/RI其中，RI为平均随机一致性指标，RI按下面方法选取：当所述n为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12时，RI分别为：0.00，0.00，0.58，0.90，0.12，0.24，0.32，0.41，0.46，0.49，0.52，0.54；若CR小于设定的阈值，则层次单排序的结果满足一致性要求；否则，重新比较同一层次中的指标的重要性并进行赋值，得到新的判定矩阵，重新计算权值并进行一致性评估，直到CR小于设定的阈值；步骤3，按权值大小对各指标进行排序，选取权值最大的若干指标为影响爆破效果的指标。