[发明专利]一种煤岩动力灾害多系统多参量集成综合预警方法及系统

权利要求书

1.一种煤岩动力灾害多系统多参量集成综合预警方法，其特征在于，所述煤岩动力灾害多系统多参量集成综合预警方法包括：

获取多个煤岩动力灾害监测系统的监测数据，基于所述监测数据挖掘出各监测系统中能反映煤岩动力灾害前兆信息的多元特征参量；

基于所述多元特征参量，筛选出每一监测系统中预警效能最高的特征参量组合及其中各特征参量的最优临界值；

基于各监测系统的预警效能最高的特征参量组合及其中各特征参量的最优临界值，计算出每一监测系统的综合预警指数和预警效能；

基于各监测系统的综合预警指数和预警效能，计算出煤岩动力灾害多系统综合预警结果；

其中，所述监测系统包括在线监测系统和便携监测系统；其中，所述在线监测系统包括微震监测系统、地音监测系统和液压支架监测系统；

所述监测数据包括所述在线监测系统实时采集得到的连续监测数据和所述便携监测系统采集得到的离散监测数据；

所述多元特征参量的维度包括时间维度、空间维度和强度维度，所述多元特征参量包括：

所述微震监测系统中反映时序信息的频次、频次比和频次偏差值；反映空间信息的离散度；反映强度信息的微震能量、微震能量偏差值和离散度；

所述地音监测系统中反映强度信息的地音能量、地音能量偏差值、地音能量平均值和脉冲因子；反映时序信息的脉冲；

所述液压支架监测系统中反映时序信息的闪烁间隔危险度；反映强度信息的记录频次和支架压力；

所述筛选出每一监测系统中预警效能最高的特征参量组合及其中各特征参量的最优临界值，包括：

将同一监测系统中属于不同维度的特征参量进行两两组合；

利用遗传算法训练并优选出每一监测系统中适应度值最高的特征参量组合并计算出其中各特征参量的最优临界值；

将各监测系统中适应度值最高的特征参量组合作为该监测系统对应的预警效能最高的特征参量组合；

在利用遗传算法训练并优选出每一监测系统中适应度值最高的特征参量组合时，对于所述微震监测系统优选出适应度值最高的前两组特征参量组合；对于所述地音监测系统和液压支架监测系统，优选出每一传感器对应的适应度值最高的一组特征参量组合；

所述基于各监测系统的预警效能最高的特征参量组合及其中各特征参量的最优临界值，计算出每一监测系统的综合预警指数和预警效能，包括：

基于各监测系统的适应度值最高的特征参量组合及其中各特征参量的最优临界值，根据下式计算出各监测系统的单系统预警程度：

其中，对于所述微震监测系统，单系统预警程度为适应度值最高的每一特征参量组合的预警程度，此时W_i表示第i组适应度值最高的特征参量组合的预警程度，a_i和b_i分别表示第i组适应度值最高的特征参量组合中两个特征参量的实时值，V₁和V₂分别表示第i组适应度值最高的特征参量组合中各特征参量对应的最优临界值；

对于所述地音监测系统和液压支架监测系统，单系统预警程度为各传感器的预警程度，此时W_i表示第i个传感器的预警程度，a_i和b_i分别表示第i个传感器对应的适应度值最高的特征参量组合中两个特征参量的实时值，V₁和V₂分别表示第i个传感器对应的适应度值最高的特征参量组合中各特征参量对应的最优临界值；

基于各监测系统的单系统预警程度，根据下式计算出各监测系统的综合预警指数W_综：

其中，对于所述微震监测系统，R_i为第i组适应度值最高的特征参量组合的适应度值；对于所述地音监测系统和液压支架监测系统，R_i为第i个传感器对应的适应度值最高的特征参量组合的适应度值；

基于各监测系统的综合预警指数，根据下式计算出每一监测系统的预警效能R_I，R_I表示第I个监测系统的预警效能：

其中，为在监测时间段内产生预警并且报准的次数；N₁为监测时间段内大能量或冲击事件的总次数；t₀为产生预警占用时长；T₀为监测总时长；当监测系统对应的综合预警指数在冲击或大能量事件发生前预设天数内超过预设阈值则预警为报准，否则为漏报或误报。