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4 2 煤矿机电 2 0 0 5 年第4 期基于灰色关联分析的矿井通风系统优化评判曾宪禄安徽理工大学资源开发与管理工程系，安徽淮南 2 3 2 0 0 1 摘要优化矿井通风系统是煤矿安全生产的一个关键。通过综合考虑技术、经济和安全等指标，引进灰色关联度多层次方案优化方法，建立了选择模型，给予实例验证．关键词矿井通风系统；灰色关联度；多层次分析法中图分类号 T D 7 2 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 5 0 4 0 0 4 2 04 Op t i mi z i n g E v a l u a t i o n o f Mi n e Ve n t i l a t i o n S y s t e m Ba s e d o n G r a y Re l e v a n c e An a l y s i s G Xi a n - Z D e p a r t me n t o f R e s o u r c e s E x p l o i t a t i o n a n d Ma n a g e me n t E n g i n e e ri n g ， A n h u i U n iv e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， H u a i n a n 2 3 2 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Op t i mi z a t i o n o f mi n e v e n t i l a t i o n s y s t e m i s o n e o f t h e c rit i c a l i s s u e s f o r c o a l mi n e ，s s a f e p r o d u c t i o n ． B a s e d o n t h e c o n s i d e r a t i o n o f t e c h n o l o gy 、 e c o n o my a n d s afe t y i n d e x e s e t c ，t h i s p a p e r p u t s for w a r d a mu l t i - h i e r arc h y a n a l y s i s m e t h o d w ith g r a y r e l e v a n c e fo r o p t i m i z i n g p r o j e c t a n d b u i l d s a s e l e c t i o n m o d e l w i t h a n e x a m p l e ． Ke y wo r d s mi n e v e n t i l a t i o n s y s t e m；gra y r e l e v a n c e；mu l t i - h i e r arc h y a n aly s i s me t h o d 1 引言矿井通风系统优化评判是由众多因素构成的复杂系统的决策问题。本文引进灰色关联度多层次分析法，综合考虑技术、经济和安全指标，对通风系统进行优化选择，得出最优的矿井通风方案。 2 灰色关联度分析灰色关联度分析是系统态势的量化比较分析。本文评价矿井通风系统的基本思路是以被评价方案的各项指标作为比较数列，以各项指标对应的最佳值作为参考数列，求关联度，关联度越大，说明该方案越优。 1 灰色关联度单层次分析灰色关联度单层次分析法的具体步骤如下 1 确定最优指标集最优指标集是各方案比较的基础。选择各方案中各指标的最优值作为最优指标集，既反映了指标的先进性，又考虑了指标的可行性。设F 。 [ f ， ⋯，厂 om ] ，其中厂 k 1 ， 2 ⋯ ．， m 为第 k 个指标在诸方案中的最优值。构造数据矩阵 D D 厂厂 ⋯ I厂 om ⋯ 厂厂； ⋯ ，，厂； ⋯，式中／ 1 ， 2 ⋯ ．，凡； k 1 ， 2 ⋯ ．， m 一第个方案中第 k 个指标的原始数值。 2 指标值的规范化处理由于评判指标之间通常具有不同的量纲和数量级，不能直接进行比较。因此，要对原始指标值进行规范化处理。对于工程方案比较等静态问题，数据矩阵 D中各列元素具有同一量纲，因而采用列消除的无量纲化方法，先求出 D中第 k k1 ， 2 ， ⋯， m 列元素值的均值厂厂“- 7- 塞厂几十 J 维普资讯 2 0 0 5 年第4 期煤矿机电 4 3 再将同列各行元素除，即得到新的无量纲化元素 c ，由c 构成新的数据矩阵 3 计算综合评判结果将规范化处理后的最优指标集 c o c ， c ， ⋯， c0 作为参考数据列，规范化处理后的各方案指标 C c ， c ， ⋯， c 作为被比较数列，分别求得第后个指标与第后个最优指标的关联系数口 ” 1 ， 2 ， ⋯ ，；后 1 ， 2 ， ⋯ ， m 。 ⋯ mi n m i n l c 一 c l P ma x ma x l c 一c l “ ‘一 l c 一 c l P m a x m x l c 一c l 式中 P为分辨系数，其作用是削弱因最大绝对差数值太大而失真的影响，以提高关联系数之间的差异显著性， P∈[ 0 ， 1 ] ，一般情况下，可取 0 ． 1 ～ 0 ． 5 。 4 灰色关联度分析灰色关联度数学模型为 RP x E 。其中， R [ r r ⋯r ] 为个方案的综合评价结果矩阵， r i 1 ， 2 ⋯ ．，表示第 i 个方案的评价结果。P P P ⋯P 为 m个评判指标的权重分配值，其中P 后1 ， 2 ， ⋯ ， m 表示第后个指标的权重，应满足∑ P 1 。 E 口口其中，口 1 ， 2 ， ⋯ ，；后 1 ， 2 ⋯ ．， m 表示第 i 种方案第后个指标与标准方案中第后个指标的最优值的关联系数。得到综合评判结果矩阵 R m P x E，即 r ∑P 口后，可依次排出各方案的优劣 1 次序。若关联度最大，则说明 C 与最优指标集 c o 最接近，第个方案优于其它方案。 2 灰色关联度多层次评判当系统各方案指标间分为不同层次时，需采用厂 1 1 9 8 2 I D l m 9 5 0 I 1 1 9 8 2 1 1 1 5 0 2 6 ． 2 1 ． 1 2 5 ． 2 1 ． 0 3 6 ． 2 1 ． 1 2 5 ． 6 1 ． 0 8 多层次分析评判模型。矿井通风系统的评价指标可按属性分成子集，按两层次进行灰色关联度分析。图 1 是两层次灰色关联度评判模型框图。 P l P 2 ●●● P k Pm 图1 两层次灰色评判模型框图多层次灰色综合评判是在单层次评判的基础上进行的，具体方法、步骤与单层次评判方法相同。如对第后个方案进行单层次评判后，得到评判结果 R R R E 。将 R 规范化处理后，计算关联系数，再进行第二层次的评判。 3 应用举例某矿随着采掘深度加大、通风线路加长及一些回风巷道的失修，导致矿井通风困难，供风量不能满足生产要求。为了满足深部水平开采的风量要求，保障矿井生产安全，必须对矿井通风系统进行改造。为此初步拟定了 3 个通风系统方案，如表 1 所示，需要对拟定的通风系统方案进行优化评判。表 1 某矿井通风系统方案主要指标值 1 确定最优指标集并构造数据矩阵 D F o [ f ，， ⋯， 0m ] [ 1 1 9 8 2 ， 6 ． 2 ， 1 ． 1 2 ， 2 8 0 ， 4 2 7 ． 2 ， 7 2 ． 6 ， 0 ． 2 9 ， 1 1 4 ． 2 ， 3 0 5 ， 2 4 7 ， 2 9 0 ] 2 8 0 4 2 7 ． 2 7 2 ． 6 2 8 0 4 3 9 ． 5 7 2 ． 6 2 2 5 4 2 7 ． 2 6 8 ． 5 1 9 5 4 5 2 ． 6 71 ． 5 0 ． 2 9 1 1 4 ． 2 3 0 5 2 4 7 0 ． 3 0 1 1 3 9 ． 8 3 0 5 2 4 7 0 ． 2 9 8 1 3 ． 7 1 4 5 2 2 9 0 ． 3 1 1 1 4 ． 2 2 5 0 2 2 4 维普资讯 4 4 煤矿机电 2 0 0 5 年第4 期 2 针对各指标／的不同属性，对指标进行分各子集差序列矩阵类，得 { ，，，， } ，其中 { f 1 ， f 2 ， f 3 ， f 4 } {／，／，／， f } ，含4个单指标； { f ， 1 ， f ， 2 ， f ， 3 ， f ， 4 } { ，，；， } ，含 4 个单指标； { f 1 ， f。k3 2 ， f 3 ， f 4 } - { ，。，， } ，含 3 个单指标； P 。， 1 ， 2 ， 3 为其相应指标和属性的权重。权重是描述各种属性及各类指标对矿井通风系统方案评价影响程度大小的指标，由专家评议得出。指标分类、分层情况及各指标的权重，见表 2所示。表2 分层方案及权数分配一览表分类号指标属性权重P 序号评价指标权重 P 3 进行指标值的规范化处理，得到各子集的参考数列及被比较数列对第 1 个子集有． { 1 ． 0 3 ， 1 ． 0 7 ， 1 ． 0 3 ， 1 ． 1 4 } 『 - 0 9 4 0 9 0 0 9 5 1 1 4 ] G l 1 ． 0 3 1 ． 0 7 1 ． 0 3 0 ． 9 2 l ‘ L O ． 9 9 O ． 9 6 O ． 9 9 O ． 8 O ．j 同理可得第2个、第3个子集． { 0 ． 9 8 ， 1 ． 0 2 ， 0 ． 9 7 ， 0 ． 2 1 } ；『_ - 0 1 1 0 2 1 0 0 2 0 9 ] G ， l 0 ． 9 8 0 ． 9 6 0 ． 9 7 1 ． 4 9 l L 1 ． O 3 1 ． 0 0 1 ． O 4 O ． 2 1 j ， { 1 ． 2 1 ， 1 ． 0 4 ， 1 ． 1 7 } ；『- 2 1 1 0 4 1 1 7 ] G l 0 ． 5 8 0 ． 9 7 1 ． 0 9 l L 1 ． 0 0 O ． 9 5 O ． 5 7 j 4 根据公式 △ K f c 0 一 c ．f i 1 ， 2 ， 3 求『 - 0 0 9 0 1 7 0 0 8 0] △ 1 1 l 0 0 0 0 ． 2 2 l L o ． o 4 o ． 1 1 o ． o 4 o ． 3 4 J 『 - 0 0 3 0 0 0 3 1 8 8 ] △ 2 2 l 0 0 ． 0 6 0 1 ． 2 8 l L O ． O 5 O ． O 2 O ． O 7 O J r 0 0 0 ] △ 3 3 l 0 ． 6 3 0 ． 0 7 0 ． 0 8 l L O ． 2 1 O ． O 9 O ． O 6 j 根据以上矩阵可求各个子集的两级最大差和两级最小差 m，即 M 1 0 ． 3 4 ， m 0 ； M 2 1 ． 8 8 ， m 2 0 ； M 3 0 ． 6 3 ， m 3 0 5 求各子集的关联系数矩阵，取分辨系数 P0 ． 3 『- 0 5 3 0 3 8 0 5 6 1 0 0 ] E 】 l 1 ． 0 0 1 ． 0 0 1 ． 0 0 0 ． 3 2 l ； L- o ． 7 2 0 ． 4 8 o ． 7 2 o ． 2 3． J 『- 0 9 5 1 0 0 0 9 9 0 2 3 ] E 2 l 1 ． 0 0 0 ． 9 0 1 ． 0 0 0 ． 3 1 l ； L 0 ． 9 2 0 ． 9 7 0 ． 8 9 1 ． 0 0 j 『- 1 - 0 0 1 0 0 1 0 0 ] E 3 l 0 ． 2 3 0 ． 7 3 0 ． 7 0 l L - o ． 4 7 o ． 6 8 o ． 2 4j 6 根据 r p 口， i ， 1 ， 2 ， 3 ，分别计算各子集的关联度． O ． 6 0 ． 8 7 0 ． 5 9 ； r h 0 ． 9 3 0 ． 8 9 0 ． 9 5 ；， 1 ． 0 0 0 ． 5 4 0 ． 3 5 7 最后用公式r ．∑ P 口计算综合关联度 r 1 r 2 r 3 P 1 P 2 P 3 r ， r ， r 6 0 0 ． 8 7 5 9 ] o ． 3 4 1 0 ． 2 8 8 0 ． 4 3 1 1 0 ． 9 3 0 ． 8 9 0 ． 9 5 l 1 ． 0 0 0 ． 5 4 0 ． 3 5 j 0 ． 9 0 0 ． 7 0 0 ． 6 3 其关联序为 r 1 r 2 r 3 这表明，从矿井通风系统方案的技术、经济、安全可靠等方面综合考虑，三个方案的优劣次序为方案 I、方案 Ⅱ、方案Ⅲ。由此通过对各方案对应指标子集之间的灰色关联度多层次分析，我们得到了该矿最优的通风系统方案为第 1 方案。维普资讯 2 0 0 5 年第4 期煤矿机电 4 5 应用小波收缩去除电机控制系统中的噪声代月明，朱习军，王致杰 1 ．山东科技大学，山东泰安 2 7 1 0 0 0 ； 2 ．青岛理工大学通信与电子工程学院，山东青岛 2 6 6 0 3 3 摘要本文应用小波变换可以降低电机控制系统中噪声影响的技术，通过变换分解出高频噪声部分，利用小波收缩的阈值量化方法去掉高频部分，再重构信号从而达到去噪目的。通过实验，得出 S Y M1 2结合软阈值处理法具有最优的信号重构及去噪效果。关键词小波收缩；软硬阚值；电机控制系统；去噪中图分类号 T P 3 0 1 ． 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 5 0 4 0 0 4 5 0 3 De 。 n o i s i n g Me t h o d f o r Mo t o r Co n t r o l S y s t e m v ia Wa v e le t Sh r i n k a g e D A I Y u e ru i n g ， Z H UX i u n ， W A N G Z h i -j i 1 ． S h a n d o n g U n i v e r s it y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， T a i n 2 7 1 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ．C o l le g e o f C o m m u n i c a t i o n s a n d E l e c t r o n i c E n g i n e e ri n g ， Q i n g d a o T e c h n o l o g i c a l U n i v e rs it y ， Q i n g d a o 2 6 6 0 3 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r a p p l i e s t h e t e c h n o l o gy o f wa v e l e t t r a n s f o r mi n g t o we a k e n t h e n o i s e e ff e c t i n mo t o r c o n t r o l s y s t e m a n d d e c o mp o s e s t h e h i g he q u e n e y n o i s e c o mp o n e n t b y t r a n s f o rm i n g ．A f t e r e l i mi n a t i n g the h i g h e q u e n e y c o mp o n e n t b y t h r e s h o l d q u an t i z i n g o f t h e w a v e l e t s h ri n k a g e ，s i g n als c a n b e r e c o n s t r u c t e d f o r t h e d e n o i s i n g a i m． Ac c o r d i n g t o e x p e ri me n t s ，i t c a n b e c o n c l u d e d t h a t t h e t r e a t me n t c o mb i n i n g S YM1 2 wi th t h e s o f t thr e s h o l d h a s t h e o p t i mi z e d s i gn al r e c o n s t ruc t i o n a n d d e n o i s i n g r e s u h s ． K e y wo r d s wa v e l e t s h ri n k a g e ；s o ft a n d h a r d t h r e s h o l d；mo t o r c o n tro l s y s t e m；d e n o i s i n g 1 引言在电机控制系统中需要获得采样信号用于系统的模型辨识或实时控制，但如何降低电机控制系统中噪声影响，并重构必需的信号，是建立系统高精度模型和实现高性能控制的关键。滤波器去噪是实际应用最广泛的一种方法，但时常在滤除噪声的同时导致了有用信号的失真，它是从纯频域的角度来分的情况，利用正交小波变换和高斯随机变量的性质对信号的小波分解系数做阈值量化 t h r e s h o l d i n g ，无失真的还原出真实信号。本文对小波变换的收缩去噪方法在不同的小波函数及不同的阈值选择方面做了较为深入的研究，总结了应用小波收缩去噪的一些有关小波和阈值选择的实际经验。 2 小波收缩原理析应该消除哪些频率范围内的噪声。1 9 9 5年 D o n o 一一个含噪声的一维信号模型可由下式表示 h o和J o h n s t o n e 提出了小波收缩去噪的技术，其主要 s i i o e i 是研究在叠加性高斯白噪声环境下检测出真实信号式中 i 一真实的信号；，，，，，，’ ，，，，，，，，，，，，，，，， ’ ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，’ ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，’ ，，，，，，，，，，，，，，，， ’ ，参考文献 [ 1 ] 刘思峰，等．灰色系统理论及其应用第二版 [ M] ．北京科学出版社， 1 9 9 9 [ 2 ] 谭允祯．矿井通风系统方案优化的模糊综合评判[ A] ．煤矿系统工程学术会议论文集 [ c ] ．泰安山东出版总社泰安分社， 1 9 92 作者简介曾宪禄 1 9 7 6 一，男，硕士研究生，研究方向为安全技术及工程。收稿日期 2 0 0 5 0 4 0 7 ；责任编辑陶驰东维普资讯