基于灰色理论的矿井安全事故预测模型的研究

论文摘要

随着我国工业的快速发展，对矿产资源的需求量也在日益的增多。在矿井生产过程中，各种事故频繁发生严重威胁开采人员的生命安全，生产形势不容乐观，影响了矿产工业的发展。针对矿井事故的发生具有不确定性，本文运用灰色系统理论以及概率统计等相关知识，着重分析和构建基本的矿井事故预测模型，为矿井日常的安全生产提供了一定的参考价值。其主要内容如下：（1）矿井事故的负伤率是安全生产的主要体现形式，为了使研究矿井的安全生产现状的工作顺利进行，本论文对某矿井的历年生产安全事故数据资料进行了收集整理及统计。（2）事故伤亡率是体现矿井安全生产状况的综合指标，瓦斯涌出量表征矿井某段时间间隔生产的安全系数。本文将灰色系统理论中的灰色GM(1，1)模型应用到某矿井事故伤亡率和瓦斯涌出量的预测上，介于传统预测模型的不足引进了马尔可夫随机过程的马氏理论以及缓冲算子来改进模型，进一步提高预测结果的精度和准确性，并通过实例进行验算分析比较。（3）论文基于灰色系统理论的事故预测模型，通过对预测模型的工作流程思路分析，设计了关于矿井安全事故灰色马尔可夫预测的算法，为将来矿井的安全生产管理工作提供一个有效的辅助平台。本文在传统灰色模型的基础上做了进一步改进，将改进的组合模型应用到具体某矿井的预测中，研究结果表明,用改进的组合模型进行预测，相对误差均在8%以下，取得了较理想的预测效果；与单一灰色预测方法相比，改进型灰色马尔可夫模型的适应能力和预测推广能力更好，预测精度更高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究发展综述及趋势
• 1.3 论文的研究思路
• 1.4 研究目标
• 1.5 论文的主要研究内容
• 1.6 论文的组织结构
• 第2章 灰色系统理论及 GM（1，1）模型的应用
• 2.1 灰色系统理论概述
• 2.2 灰色 GM（1，1）模型
• 2.2.1 灰色生成
• 2.2.2 最小二乘法
• 2.2.3 GM（1，1）模型建模机理
• 2.2.4 灰色预测实例
• 2.3 马尔可夫理论的概述
• 2.4 灰色系统理论与概率统计、模糊数学的区别
• 2.5 本章小结
• 第3章 矿井事故预测模型改进的研究与应用
• 3.1 前言
• 3.2 现有的事故预测方法
• 3.3 GM（1，1）模型
• 3.3.1 模型的建立
• 3.3.2 GM（l，l）模型的检验
• 3.3.3 原始的 GM（1，1）模型的不足
• 3.4 改进的缓冲算子灰色事故预测模型
• 3.4.1 缓冲算子改进灰色模型的建立过程
• 3.4.2 缓冲算子改进灰色模型的优点
• 3.4.3 缓冲算子改进灰色模型在某矿山安全事故预测中的应用
• 3.4.4 预测结果分析
• 3.5 改进的灰色马尔可夫预测模型
• 3.5.1 矿井瓦斯事故灰色马尔可夫模型预测的思想
• 3.5.2 灰色马尔可夫链模型的建立过程
• 3.5.3 改进的灰色马尔可夫链模型的优点
• 3.5.4 灰色马尔可夫预测模型的应用
• 3.5.5 两种改进的灰色模型对比分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 矿井事故预测模型的算法设计与研究
• 4.1 组合预测模型
• 4.1.1 组合模型构建原理和过程
• 4.1.2 组合模型构建算法
• 4.1.3 模型程序实现过程
• 4.2 编程设计
• 4.2.1 灰色马尔可夫模型程序的设计
• 4.2.2 误差分析
• 4.2.3 结论
• 4.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢