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智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)與應(yīng)用
《智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)與應(yīng)用》以礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控的數(shù)字化、信息化和智能化為背景,介紹了礦隧高危安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急管控集成平臺關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用。具體內(nèi)容包括智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控理論的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,形成實(shí)現(xiàn)高危工程項(xiàng)目施工和運(yùn)維一體化安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)體系,在露天采石場、山嶺重丘區(qū)高速公路邊坡等工程項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)例。
《智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)與應(yīng)用》可供煤礦、非煤礦山、隧道、建筑、交通、信息與控制工程領(lǐng)域政府安全監(jiān)管人員、企業(yè)安全管理人員、工程施工運(yùn)維技術(shù)人員閱讀,也可以供計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、人工智能、安全工程、采礦工程、隧道工程、交通工程相關(guān)專業(yè)高校和科研機(jī)構(gòu)科研人員參考。
根據(jù)《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對法》和國家應(yīng)急管理體系的“一案三制”基本框架要求,我國在全域范圍開展了一系列的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的“平戰(zhàn)結(jié)合”和“屬地管理+垂直管理”智慧應(yīng)急管理體系建設(shè)工作。目前,防災(zāi)減災(zāi)和防止重特大突發(fā)事故的意識進(jìn)一步增強(qiáng),國家及地方應(yīng)急管理體系機(jī)構(gòu)已經(jīng)建立,應(yīng)急管理工作實(shí)行專責(zé)統(tǒng)管,且更加注重事前準(zhǔn)備和預(yù)控,而事故災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警評估和應(yīng)急預(yù)案管理在事故防控中處于核心地位!吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《“十四五”國家安全生產(chǎn)規(guī)劃》《“十四五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃》《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》等法律法規(guī)和規(guī)劃文件,把“加快數(shù)字化發(fā)展,建設(shè)數(shù)字中國”“安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警”“安全生產(chǎn)應(yīng)急救援”“強(qiáng)化信息支撐保障”“進(jìn)行安全信息化建設(shè),實(shí)施安全提升重大工程”作為國家“十四五”國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃建設(shè)期間的重點(diǎn)規(guī)劃和建設(shè)內(nèi)容。2019年科技部再次發(fā)布了“重大自然安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警與防范重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目申報(bào)指南”,推動(dòng)地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、極端氣象災(zāi)害、水旱災(zāi)害綜合監(jiān)測預(yù)警等信息技術(shù)研究和推廣有序進(jìn)行。2020年,應(yīng)急管理部印發(fā)《應(yīng)急管理部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室管理辦法(試行)》,其中明確布局云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、衛(wèi)星遙感、無線通信、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,有力推動(dòng)了數(shù)字化、智能化技術(shù)在應(yīng)急領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用型創(chuàng)新。
從時(shí)間維和事件維視角分析,突發(fā)事故災(zāi)害應(yīng)急管理分為早期應(yīng)急準(zhǔn)備與預(yù)案建立,事發(fā)前預(yù)案管理與常態(tài)化風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警,事中應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警與減災(zāi)控制,事后恢復(fù)重建、完善常態(tài)化的應(yīng)急管理的技術(shù)手段、制度、機(jī)制,重回應(yīng)急準(zhǔn)備狀態(tài)幾部分,這些內(nèi)容構(gòu)成一個(gè)時(shí)空融合的全周期、閉環(huán)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控體系。2005年至今,作者所在課題組承擔(dān)了與本書研究內(nèi)容相關(guān)的一系列國家科技攻關(guān)、國家重點(diǎn)研發(fā)、國家自然科學(xué)基金及省部級科技項(xiàng)目,立足結(jié)合煤礦安全監(jiān)測預(yù)控技術(shù)及工程應(yīng)用場景,將理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合,開展煤礦、非煤礦山、隧道工程及其地下工程等安全監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān);2019年作者入職昆明理工大學(xué)以來,帶領(lǐng)課題組將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等學(xué)科知識應(yīng)用到智慧礦山、智慧隧道、智慧交通、智慧應(yīng)急管理等行業(yè)領(lǐng)域的科研教學(xué)中,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和工程技術(shù)的深度交叉融合。在四川都四軌道交通映秀一號隧道項(xiàng)目瓦斯監(jiān)控設(shè)備及防爆車輛改裝、山西黎霍高速問腰隧道、重慶渝湘復(fù)線永興隧道、重慶巫建高速官田隧道、重慶白市驛隧道、重慶新渝萬高鐵平頂丘隧道、云南省自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查、云南省福宜高速公路(昆明段)和三清高速公路等工程項(xiàng)目施工建設(shè)期間,開展了多項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目(項(xiàng)目牽頭單位為昆明理工大學(xué),項(xiàng)目合作單位為重慶大學(xué)、中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司、中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司、中建鐵投軌道交通建設(shè)股份有限公司、貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)股份有限公司、中鐵十七局集團(tuán)有限公司、昆明市交通運(yùn)輸局、中建鐵投建設(shè)發(fā)展有限公司、昆明睿思特信息技術(shù)有限公司、云南衛(wèi)士盾科技有限公司等),并以此科研實(shí)踐工作為基礎(chǔ),充分借鑒、吸收國內(nèi)外大量同類論文、專著、標(biāo)準(zhǔn)及教材的最新理論成果,針對礦山、隧道、地下工程、交通等行業(yè)領(lǐng)域綜合安全管理特點(diǎn),從事件維度、行業(yè)維度、管理維度、信息與大數(shù)據(jù)技術(shù)維度、工程技術(shù)維度五個(gè)維度,采用“平時(shí)”風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警預(yù)防和“戰(zhàn)時(shí)”應(yīng)急救援指揮的“平戰(zhàn)結(jié)合”工作機(jī)制,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段,依據(jù)自主設(shè)計(jì)的區(qū)域礦隧事故風(fēng)險(xiǎn)數(shù)字預(yù)案的Ⅰ~Ⅳ級逐級響應(yīng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)國家、省級、市級、縣級、企業(yè)(集團(tuán))多層級區(qū)域一體化風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺的數(shù)字化、信息化、智能化。 本書第1~5章主要介紹理論技術(shù),包括一系列智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控理論的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用研究;第6~14章介紹工程應(yīng)用,包括科研成果在煤礦、隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)工程應(yīng)用案例,以及在露天采石場、山嶺重丘區(qū)高速公路邊坡等工程項(xiàng)目的應(yīng)用。本書由昆明理工大學(xué)鄭萬波副研究員擔(dān)任主編,負(fù)責(zé)統(tǒng)稿并主持編寫了第1~5章、第7~14章;重慶大學(xué)吳燕清教授、昆明理工大學(xué)李金海教授參與編寫本書組織框架和第2章、第10~ 12章,重慶大學(xué)夏云霓教授、郭坤銀副教授參與編寫計(jì)算機(jī)相關(guān)內(nèi)容框架和第3~5章,昆明理工大學(xué)碩士研究生賴祥威、李旭、史耀軒、楊凱瑞參與編寫第3~5章、第9章,中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司崔俊飛研究員主持編寫第6章,中建鐵投軌道交通建設(shè)有限公司西部分公司薛海磊工程師、楊揚(yáng)工程師、楊黎明助理工程師參與編寫第7章、第8章、第11章,云南衛(wèi)士盾科技有限公司冉啟華工程師、吳何碧助理工程師、陳方源技術(shù)員、吳憾技術(shù)員參與編寫第7~14章,中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司蔣昌利高級工程師、曹繼翔工程師、張凌寒工程師、馮向濤工程師、周向東高級工程師參與編寫第9章,中建鐵投建設(shè)發(fā)展有限公司萬超高級工程師、郭新慶高級工程師、王雨晴高級工程師參與編寫第10章,中鐵十七局集團(tuán)有限公司鐘傳江高級工程師、王玉峰高級工程師、趙濤工程師參與編寫第12章,昆明理工大學(xué)陳安高級工程師參與編寫第12章、第14章,昆明睿思特信息技術(shù)有限公司莊思福工程師、青島理工大學(xué)梁慶華教授參與編寫第14章:昆明理工大學(xué)碩士研究生劉常昊、陳慧敏、董銀環(huán),以及本科生王迅、暴宇航、唐孝明、車群、彭娜娜、陳海娟、段界越、蔡永俊參與本書整理校稿工作。昆明理工大學(xué)劉文奇教授、楊溢教授、楊志全教授、王光進(jìn)教授、吳劉倉教授、楊波博士、張永文博士、許晏博士、李申博士和重慶大學(xué)的許洋鋮副教授在百忙之中對本書樣稿進(jìn)行審閱,提出了許多寶貴的修改意見和建議,使本書增色不少。本書在編寫過程中,參閱了國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者的論文、著作及教材,在此深表感謝。機(jī)制,重回應(yīng)急準(zhǔn)備狀態(tài)幾部分,這些內(nèi)容構(gòu)成一個(gè)時(shí)空融合的全周期、閉環(huán)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控體系。2005年至今,作者所在課題組承擔(dān)了與本書研究內(nèi)容相關(guān)的一系列國家科技攻關(guān)、國家重點(diǎn)研發(fā)、國家自然科學(xué)基金及省部級科技項(xiàng)目,立足結(jié)合煤礦安全監(jiān)測預(yù)控技術(shù)及工程應(yīng)用場景,將理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合,開展煤礦、非煤礦山、隧道工程及其地下工程等安全監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān);2019年作者入職昆明理工大學(xué)以來,帶領(lǐng)課題組將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等學(xué)科知識應(yīng)用到智慧礦山、智慧隧道、智慧交通、智慧應(yīng)急管理等行業(yè)領(lǐng)域的科研教學(xué)中,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和工程技術(shù)的深度交叉融合。在四川都四軌道交通映秀一號隧道項(xiàng)目瓦斯監(jiān)控設(shè)備及防爆車輛改裝、山西黎霍高速問腰隧道、重慶渝湘復(fù)線永興隧道、重慶巫建高速官田隧道、重慶白市驛隧道、重慶新渝萬高鐵平頂丘隧道、云南省自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查、云南省福宜高速公路(昆明段)和三清高速公路等工程項(xiàng)目施工建設(shè)期間,開展了多項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目(項(xiàng)目牽頭單位為昆明理工大學(xué),項(xiàng)目合作單位為重慶大學(xué)、中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司、中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司、中建鐵投軌道交通建設(shè)股份有限公司、貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)股份有限公司、中鐵十七局集團(tuán)有限公司、昆明市交通運(yùn)輸局、中建鐵投建設(shè)發(fā)展有限公司、昆明睿思特信息技術(shù)有限公司、云南衛(wèi)士盾科技有限公司等),并以此科研實(shí)踐工作為基礎(chǔ),充分借鑒、吸收國內(nèi)外大量同類論文、專著、標(biāo)準(zhǔn)及教材的最新理論成果,針對礦山、隧道、地下工程、交通等行業(yè)領(lǐng)域綜合安全管理特點(diǎn),從事件維度、行業(yè)維度、管理維度、信息與大數(shù)據(jù)技術(shù)維度、工程技術(shù)維度五個(gè)維度,采用“平時(shí)”風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警預(yù)防和“戰(zhàn)時(shí)”應(yīng)急救援指揮的“平戰(zhàn)結(jié)合”工作機(jī)制,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段,依據(jù)自主設(shè)計(jì)的區(qū)域礦隧事故風(fēng)險(xiǎn)數(shù)字預(yù)案的Ⅰ~Ⅳ級逐級響應(yīng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)國家、省級、市級、縣級、企業(yè)(集團(tuán))多層級區(qū)域一體化風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺的數(shù)字化、信息化、智能化。本書第1~5章主要介紹理論技術(shù),包括一系列智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控理論的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用研究;第6~14章介紹工程應(yīng)用,包括科研成果在煤礦、隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)工程應(yīng)用案例,以及在露天采石場、山嶺重丘區(qū)高速公路邊坡等工程項(xiàng)目的應(yīng)用。本書由昆明理工大學(xué)鄭萬波副研究員擔(dān)任主編,負(fù)責(zé)統(tǒng)稿并主持編寫了第1~5章、第7~14章;重慶大學(xué)吳燕清教授、昆明理工大學(xué)李金海教授參與編寫本書組織框架和第2章、第10~12章,重慶大學(xué)夏云霓教授、郭坤銀副教授參與編寫計(jì)算機(jī)相關(guān)內(nèi)容框架和第3~5章,昆明理工大學(xué)碩士研究生賴祥威、李旭、史耀軒、楊凱瑞參與編寫第3~5章、第9章,中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司崔俊飛研究員主持編寫第6章,中建鐵投軌道交通建設(shè)有限公司西部分公司薛海磊工程師、楊揚(yáng)工程師、楊黎明助理工程師參與編寫第7章、第8章、第11章,云南衛(wèi)士盾科技有限公司冉啟華工程師、吳何碧助理工程師、陳方源技術(shù)員、吳憾技術(shù)員參與編寫第7~14章,中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司蔣昌利高級工程師、曹繼翔工程師、張凌寒工程師、馮向濤工程師、周向東高級工程師參與編寫第9章,中建鐵投建設(shè)發(fā)展有限公司萬超高級工程師、郭新慶高級工程師、王雨晴高級工程師參與編寫第10章,中鐵十七局集團(tuán)有限公司鐘傳江高級工程師、王玉峰高級工程師、趙濤工程師參與編寫第12章,昆明理工大學(xué)陳安高級工程師參與編寫第12章、第14章,昆明睿思特信息技術(shù)有限公司莊思福工程師、青島理工大學(xué)梁慶華教授參與編寫第14章:昆明理工大學(xué)碩士研究生劉常昊、陳慧敏、董銀環(huán),以及本科生王迅、暴宇航、唐孝明、車群、彭娜娜、陳海娟、段界越、蔡永俊參與本書整理校稿工作。昆明理工大學(xué)劉文奇教授、楊溢教授、楊志全教授、王光進(jìn)教授、吳劉倉教授、楊波博士、張永文博士、許晏博士、李申博士和重慶大學(xué)的許洋鋮副教授在百忙之中對本書樣稿進(jìn)行審閱,提出了許多寶貴的修改意見和建議,使本書增色不少。本書在編寫過程中,參閱了國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者的論文、著作及教材,在此深表感謝。
目錄1緒論11.1背景意義與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.1.1背景意義11.1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢31.2智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控技術(shù)平臺關(guān)鍵技術(shù)251.3礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)效益分析261.4本書內(nèi)容架構(gòu)28參考文獻(xiàn)292礦隧事故風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)體系技術(shù)422.1突發(fā)事故風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀422.1.1國內(nèi)外突發(fā)事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)發(fā)展歷程422.1.2我國突發(fā)事故風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)體系架構(gòu)452.2智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控關(guān)鍵技術(shù)502.2.1智能傳感器技術(shù)512.2.2移動(dòng)通信技術(shù)522.2.3數(shù)據(jù)加密與認(rèn)證技術(shù)522.2.4空間信息技術(shù)552.2.5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)582.2.6云計(jì)算技術(shù)592.2.7大數(shù)據(jù)及挖掘分析技術(shù)622.2.8人工智能技術(shù)642.3礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控與評估642.3.1礦山安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控與評估642.3.2隧道安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控與評估672.4智慧礦隧安全生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控平臺集成設(shè)計(jì)702.4.1智慧礦隧安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控平臺系統(tǒng)集成702.4.2設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)702.4.3總體設(shè)計(jì)原則712.4.4硬件設(shè)計(jì)原則722.4.5軟件設(shè)計(jì)原則722.4.6系統(tǒng)測試732.4.7系統(tǒng)維護(hù)732.5煤礦安全監(jiān)測預(yù)控的預(yù)測算法732.5.1基于灰度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列預(yù)測752.5.2預(yù)測算法設(shè)計(jì)流程與評價(jià)分析752.5.3煤礦瓦斯?jié)舛阮A(yù)測仿真實(shí)驗(yàn)782.6隧道安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控的預(yù)測算法812.6.1智慧隧道項(xiàng)目概述812.6.2隧道監(jiān)控量測目的822.6.3隧道安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控需求分析822.6.4隧道瓦斯?jié)舛阮A(yù)測仿真實(shí)驗(yàn)832.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型瓦斯?jié)舛阮A(yù)測方法862.7.1算法設(shè)計(jì)流程與評價(jià)指標(biāo)862.7.2瓦斯?jié)舛阮A(yù)測仿真實(shí)驗(yàn)882.7.3結(jié)論942.8本章小結(jié)94參考文獻(xiàn)943煤礦采掘面瓦斯?jié)舛群A繑?shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)1073.1煤礦瓦斯?jié)舛群A繑?shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)背景與意義1083.2煤礦瓦斯?jié)舛群A繑?shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)基礎(chǔ)理論1093.2.1煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)傳感器布置和數(shù)據(jù)采集1093.2.2煤礦瓦斯預(yù)測指標(biāo)的確定和數(shù)據(jù)分析1103.2.3瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列數(shù)據(jù)預(yù)處理1113.2.4瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列的傳統(tǒng)灰色預(yù)測模型1123.2.5長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1133.2.6小結(jié)1143.3煤礦采掘面瓦斯?jié)舛刃蛄懈倪M(jìn)灰色預(yù)測模型1143.3.1改進(jìn)后的冪指數(shù)型灰色預(yù)測模型1143.3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1163.3.3小結(jié)1193.4基于AdamGRU的煤礦采掘工作面瓦斯?jié)舛刃蛄蓄A(yù)測1193.4.1小波降噪1193.4.2門控循環(huán)單元1203.4.3優(yōu)化器的選擇1213.4.4Dropout方法1233.4.5算法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1233.4.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1253.4.7小結(jié)1313.5本章小結(jié)131參考文獻(xiàn)1324煤礦采掘面瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列預(yù)測技術(shù)1354.1煤礦采掘面瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列預(yù)測技術(shù)背景與意義1354.2時(shí)間序列技術(shù)1364.2.1時(shí)間序列簡介1364.2.2時(shí)間序列數(shù)據(jù)的特點(diǎn)1364.2.3煤礦瓦斯?jié)舛葧r(shí)間序列數(shù)據(jù)采集1374.3基于回歸的時(shí)間序列預(yù)測模型1394.3.1回歸分析1394.3.2ARMA模型及其衍生模型1414.3.3基于ARMA模型預(yù)測1434.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列預(yù)測模型1464.4.1深度學(xué)習(xí)1464.4.2基于梯度的優(yōu)化1464.4.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的層1474.4.4激活函數(shù)1494.4.5損失函數(shù)與優(yōu)化器1504.4.6Dropout方法1504.4.7基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測及誤差分析1504.4.8基于CNNGRULSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測1524.5優(yōu)化方法1654.5.1多目標(biāo)優(yōu)化算法1654.5.2Attention機(jī)制優(yōu)化算法1674.5.3多元融合優(yōu)化1704.6本章小結(jié)173參考文獻(xiàn)1735煤礦采掘面瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)與方法1765.1煤礦采掘面瓦斯涌出量預(yù)測技術(shù)背景與意義1765.1.1瓦斯涌出量預(yù)測方法研究現(xiàn)狀1765.1.2群智能優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀1795.1.3煤礦安全技術(shù)1795.1.4關(guān)鍵技術(shù)問題與技術(shù)路線1795.2瓦斯涌出量影響因素分析與預(yù)測指標(biāo)確定1825.2.1瓦斯涌出量影響因素分析1825.2.2瓦斯涌出量影響因素非線性特征分析1845.2.3瓦斯涌出量預(yù)測指標(biāo)確定1865.2.4小結(jié)1875.3瓦斯涌出量影響因素的數(shù)據(jù)預(yù)處理1875.3.1瓦斯多參數(shù)時(shí)間序列預(yù)處理1885.3.2缺失值與異常值處理1885.3.3核主成分分析1895.3.4小結(jié) 1905.4孔雀優(yōu)化算法瓦斯涌出量預(yù)測分析1915.4.1基于KALMAN濾波的減秩二乘估計(jì)1915.4.2POALSTM煤層瓦斯預(yù)測算法1935.4.3長短期記憶算法及其原理1955.4.4基于POALSTM預(yù)測方法1965.4.5實(shí)驗(yàn)對比與仿真分析1975.4.6小結(jié)1995.5麻雀搜索算法瓦斯涌出量預(yù)測分析2005.5.1基礎(chǔ)理論2005.5.2CISSAELM預(yù)測模型建立2015.5.3模型預(yù)測結(jié)果2055.5.4小結(jié)2105.6本章小結(jié)210參考文獻(xiàn)2116煤礦瓦斯安全風(fēng)險(xiǎn)管控信息平臺集成與應(yīng)用2156.1煤礦瓦斯安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控信息平臺工況與風(fēng)險(xiǎn)分析2156.1.1礦井通風(fēng)及瓦斯2156.1.2煤層自燃、煤塵爆炸危險(xiǎn)性2166.2瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)與瓦斯賦存規(guī)律2166.2.1吸附常數(shù)測定2166.2.2煤的孔隙率測定2176.2.3煤的工業(yè)分析2186.2.4瓦斯放散初速度測定2196.2.5鏡質(zhì)體反射率測定2196.2.6瓦斯含量測定2206.2.7瓦斯賦存規(guī)律2216.3礦井概況與系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)需求2246.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和內(nèi)容2256.3.2系統(tǒng)技術(shù)路線2266.4瓦斯涌出預(yù)警技術(shù)2276.4.1瓦斯涌出特征2276.4.2瓦斯涌出影響因素2276.4.3瓦斯涌出特征與突出危險(xiǎn)性關(guān)系2326.4.4瓦斯涌出指標(biāo)確定2366.5瓦斯監(jiān)測預(yù)警信息化硬件系統(tǒng)建設(shè)2396.5.1瓦斯監(jiān)測預(yù)警服務(wù)器2396.5.2瓦斯監(jiān)測預(yù)警客戶端2406.5.3新型WTC和瓦斯參數(shù)采集儀2406.5.4無線基站2416.5.5隨鉆軌跡測量系統(tǒng)2426.5.6瓦斯涌出異常分析儀2456.5.7網(wǎng)絡(luò)平臺搭建2476.6瓦斯事故災(zāi)害防控智能管理平臺建設(shè)2476.6.1多級瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)2476.6.2瓦斯防治動(dòng)態(tài)管理與分析系統(tǒng)2506.6.3瓦斯涌出動(dòng)態(tài)分析預(yù)警系統(tǒng)2536.6.4瓦斯抽采鉆孔管理系統(tǒng)2566.6.5瓦斯抽采信息管理平臺2636.6.6吉林某煤礦瓦斯事故災(zāi)害防控管理平臺2666.6.7安全監(jiān)控系統(tǒng)綜合平臺2676.6.8短信發(fā)布平臺2696.7運(yùn)行情況與功能效果分析2696.7.1系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2696.7.2運(yùn)行效果分析2706.8本章小結(jié)2817瓦斯隧道綜合安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)2837.1瓦斯隧道綜合安全監(jiān)測預(yù)控信息系統(tǒng)需求2837.1.1各子系統(tǒng)功能要求2867.1.2大屏幕顯示系統(tǒng)2877.1.3人員定位系統(tǒng)2897.1.4瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)2927.1.5數(shù)字工業(yè)電視系統(tǒng)2947.1.6數(shù)字廣播系統(tǒng)2957.2云服務(wù)器端和計(jì)算機(jī)端人機(jī)界面開發(fā)2967.3手機(jī)終端APP軟件開發(fā)2997.4施工項(xiàng)目管理系統(tǒng)3077.4.1視頻共享系統(tǒng)3077.4.2視頻終端綜合管理3077.4.3視頻GIS地圖管理3087.4.4圖像報(bào)警處理模塊3087.4.5道路管理系統(tǒng)3087.4.6道路基礎(chǔ)信息管理3097.4.7道路GIS地圖管理3097.4.8道路維修管理3097.4.9GPS車輛定位共享系統(tǒng)3107.5本章小結(jié)3128瓦斯隧道瓦斯檢測與監(jiān)測專項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用3138.1瓦斯隧道工況與風(fēng)險(xiǎn)分析3138.1.1工程地質(zhì)情況3138.1.2該地區(qū)有毒有害氣體分布情況3148.1.3瓦斯工區(qū)等級劃分及確定方法3148.2瓦斯隧道瓦斯檢測與監(jiān)測專項(xiàng)技術(shù)編制依據(jù)3158.3瓦斯隧道瓦斯監(jiān)測與檢測方案3158.3.1瓦斯隧道瓦斯監(jiān)測與檢測3158.3.2瓦斯隧道瓦斯檢測安全技術(shù)措施3208.3.3瓦斯隧道防爆措施3218.3.4瓦斯隧道瓦斯超限安全措施3238.3.5瓦斯隧道瓦斯監(jiān)控組織機(jī)構(gòu)3258.3.6瓦斯隧道瓦斯爆炸、中毒事故應(yīng)急救援預(yù)案3258.4瓦斯隧道瓦斯監(jiān)控安全責(zé)任制3328.4.1瓦斯隧道瓦斯檢測各級責(zé)任制3328.4.2瓦斯隧道瓦斯檢查制度3348.4.3瓦斯隧道瓦斯巡回檢查和請示報(bào)告制度3348.4.4瓦斯隧道排放瓦斯管理制度3358.4.5瓦斯隧道安全監(jiān)控管理制度3358.4.6瓦斯隧道通風(fēng)瓦斯日報(bào)和安全監(jiān)控日報(bào)審閱制度3368.4.7瓦斯隧道安全儀器儀表使用管理制度3378.4.8瓦斯隧道安全儀表計(jì)量檢驗(yàn)制度3378.4.9瓦斯隧道便攜式甲烷檢測報(bào)警儀管理制度3378.4.10瓦斯隧道出入洞管理制度3388.5瓦斯隧道安全監(jiān)控驗(yàn)收報(bào)告3388.5.1驗(yàn)收條件及依據(jù)3388.5.2驗(yàn)收要求及方法3428.6瓦斯隧道安全監(jiān)控檢查表3518.7本章小結(jié)3539瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用3549.1瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)工程背景與風(fēng)險(xiǎn)分析3549.1.1不良地質(zhì)及特殊巖土3549.1.2隧道煤與瓦斯事故災(zāi)害監(jiān)測參數(shù)3569.1.3隧道主體工程設(shè)計(jì)3569.1.4隧道附近煤層及瓦斯賦存特征3589.1.5煤層瓦斯參數(shù)3609.1.6煤與瓦斯區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測3619.1.7隧道工程總體風(fēng)險(xiǎn)評估3629.1.8隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)總體評估3629.1.9隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評估3649.2瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3659.3瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)路線3659.3.1隧道 “人工+自動(dòng)”瓦斯監(jiān)控及智能監(jiān)測控制3669.3.2基于海量監(jiān)測數(shù)據(jù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道瓦斯?jié)舛刃蛄蓄A(yù)測應(yīng)用3669.3.3基于海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的瓦斯事故災(zāi)害預(yù)測云平臺系統(tǒng)集成3669.3.4區(qū)域隧道風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測及預(yù)控體系一體化信息平臺的軟件系統(tǒng)應(yīng)用3709.4瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3749.4.1監(jiān)控室部分3759.4.2隧道內(nèi)設(shè)備配置3759.5瓦斯隧道海量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)功能特點(diǎn)3769.5.1綜合安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)3769.5.2系統(tǒng)功能3769.5.3人員定位管理3789.5.4廣播通信3799.5.5視頻監(jiān)控系統(tǒng)3809.5.6主要選配設(shè)備參數(shù)3819.6黎霍高速問腰隧道平面布置圖3989.7本章小結(jié)39910瓦斯隧道施工防爆配電技術(shù)應(yīng)用40010.1瓦斯隧道施工防爆配電技術(shù)工程背景與風(fēng)險(xiǎn)分析40010.1.1工程地質(zhì)40010.1.2煤層瓦斯相關(guān)情況40010.2瓦斯隧道施工供電方案設(shè)計(jì)40110.2.1編制依據(jù)40110.2.2洞外供電方案40210.2.3洞內(nèi)供電方案40210.3瓦斯隧道安全用電技術(shù)措施40610.3.1供電系統(tǒng)與隧道瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)鎖控制40610.3.2接地保護(hù)系統(tǒng)40610.3.3設(shè)置檢漏繼電器40610.3.4防雷接地40610.3.5備用電源40710.3.6洞內(nèi)電氣設(shè)備的設(shè)置原則40710.3.7安全用電防火措施40710.3.8電工及用電人員強(qiáng)制要求40810.4瓦斯隧道安全用電組織措施40910.5本章小結(jié)40911瓦斯隧道施工裝備防爆改裝技術(shù)應(yīng)用41011.1瓦斯隧道施工裝備防爆改裝技術(shù)工程背景與風(fēng)險(xiǎn)分析41011.1.1工程地質(zhì)概況41011.1.2瓦斯情況綜合分析41111.2瓦斯隧道施工裝備防爆改裝編制依據(jù)41111.2.1相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范性文件41111.2.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范41211.2.3施工圖設(shè)計(jì)文件及施工組織設(shè)計(jì)41211.3瓦斯隧道施工裝備防爆改裝施工計(jì)劃41211.3.1主要材料配置計(jì)劃41311.3.2主要設(shè)備配置計(jì)劃41411.4瓦斯隧道施工工藝技術(shù)41511.4.1防爆機(jī)械設(shè)備配置方案41511.4.2機(jī)械設(shè)備防爆改裝的目的41511.4.3機(jī)械設(shè)備防爆改裝的要求41511.4.4機(jī)械設(shè)備防爆改裝系統(tǒng)及原理41611.4.5防爆改裝部件技術(shù)參數(shù)42311.5瓦斯隧道施工安全保證措施42911.5.1瓦斯隧道組織保障措施42911.5.2技術(shù)措施43011.5.3管理措施43111.6瓦斯隧道施工管理作業(yè)人員配備和分工43211.6.1主要管理人員43211.6.2特種作業(yè)人員43311.6.3其他作業(yè)人員43311.7瓦斯隧道防爆車輛改裝驗(yàn)收要求43311.7.1驗(yàn)收資料準(zhǔn)備43311.7.2驗(yàn)收人員及程序43311.7.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)43311.7.4驗(yàn)收方法與使用儀器儀表43411.8瓦斯隧道應(yīng)急處置措施43411.8.1應(yīng)急體系建設(shè)43411.8.2應(yīng)急處置43811.8.3應(yīng)急預(yù)案44211.8.4應(yīng)急保障45011.8.5應(yīng)急演練45311.9本章小結(jié)45412瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)應(yīng)用45512.1瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)背景與風(fēng)險(xiǎn)分析45512.1.1隧道簡介45512.1.2瓦斯來源45512.1.3瓦斯影響分析45512.1.4施工段落劃分45712.2瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)方案設(shè)計(jì)45712.2.1設(shè)計(jì)目的45712.2.2設(shè)計(jì)依據(jù)45712.2.3適用范圍45812.2.4編制原則45812.3瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)施工組織計(jì)劃45812.3.1通風(fēng)管理組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)45812.3.2材料計(jì)劃45912.3.3設(shè)備、儀器計(jì)劃45912.4瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)施工通風(fēng)方案45912.4.1通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)45912.4.2通風(fēng)方式46012.4.3進(jìn)口工區(qū)通風(fēng)計(jì)算及設(shè)備選擇46212.4.4通風(fēng)計(jì)算及設(shè)備選擇46512.4.5通風(fēng)布置46912.4.6風(fēng)速檢測47312.4.7通風(fēng)效果評價(jià)47412.5瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)通風(fēng)安全保障措施47612.5.1通風(fēng)安全管理措施47612.5.2通風(fēng)安全技術(shù)保證措施47712.6瓦斯隧道施工通風(fēng)監(jiān)測預(yù)控技術(shù)施工通風(fēng)應(yīng)急處置措施47812.7本章小結(jié)47913礦山修復(fù)治理工程采石場施工安全監(jiān)測預(yù)控技術(shù)應(yīng)用48013.1礦山修復(fù)治理工程施工安全監(jiān)測預(yù)控技術(shù)項(xiàng)目背景與風(fēng)險(xiǎn)分析48013.1.1礦山修復(fù)治理工程施工現(xiàn)狀48013.1.2礦山修復(fù)治理工程治理監(jiān)測需求48013.1.3礦山修復(fù)治理工程環(huán)境監(jiān)測技術(shù)集成48313.2礦山修復(fù)治理工程建設(shè)依據(jù)48413.2.1傳輸及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)48413.2.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范48513.3礦山修復(fù)治理工程安全監(jiān)測預(yù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)48613.3.1系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)48613.3.2建設(shè)內(nèi)容48813.3.3智慧工地?cái)?shù)字化辦公融合平臺案例 51013.3.4安全環(huán)保數(shù)字化管理信息系統(tǒng)集成51313.4礦山生態(tài)修復(fù)治理工程安全預(yù)控一體化信息平臺設(shè)計(jì)51313.5本章小結(jié)51414高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控技術(shù)應(yīng)用51614.1高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控技術(shù)需求與風(fēng)險(xiǎn)分析51614.1.1地質(zhì)構(gòu)造與地形地貌51714.1.2區(qū)域水文地質(zhì)概況51714.1.3不良地質(zhì)路段情況51814.2高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控技術(shù)現(xiàn)狀51814.2.1安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺51914.2.2高原山地地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)52014.2.3高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)52114.3高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控技術(shù)開發(fā)52214.3.1系統(tǒng)實(shí)施方案52214.3.2系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)52414.4高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)52514.4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則52514.4.2系統(tǒng)功能總框架52514.5高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害和結(jié)構(gòu)物安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)52614.5.1系統(tǒng)的基本構(gòu)成52614.5.2傳感器子系統(tǒng)52614.5.3數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)52714.5.4數(shù)據(jù)分析與預(yù)警系統(tǒng)52814.5.5監(jiān)測系統(tǒng)集成52814.5.6數(shù)據(jù)管理分析后臺52914.6高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控系統(tǒng)模塊功能53114.6.1總體功能設(shè)計(jì)53114.6.2首頁53214.6.3項(xiàng)目管理功能模塊53214.6.4預(yù)警管理功能模塊53314.6.5設(shè)備管理功能模塊53314.7高速公路控制性節(jié)點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)控系統(tǒng)集成53314.7.1 裂縫監(jiān)測儀53314.7.2高清布控球53314.7.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與集成53414.8本章小結(jié)537參考文獻(xiàn)537
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