煤礦底板突水是導致煤礦災害的主要因素之一,對煤礦井下的安全開采造成了嚴重威脅,防治水工作面臨著巨大挑戰(zhàn)。隨著知識工程和人工智能的發(fā)展,突水預測領域出現(xiàn)了基于專家系統(tǒng)的知識庫,實現(xiàn)了突水預測信息的自動化處理。但是傳統(tǒng)的突水專家系統(tǒng)作用單一、可移植性差、缺乏對知識的系統(tǒng)表達,難以實現(xiàn)知識的共享和復用,容易造成知識浪費。本文提出將本體理論引入到底板突水知識庫的構建中,不僅能實現(xiàn)突水領域知識的統(tǒng)一形式化描述,還能依據已有知識對事故風險信息進行智能推理,為實現(xiàn)底板突水預測預防提供更好的知識服務。本文總結了底板突水發(fā)生的機理,對突水預測知識庫構建進行需求分析,提出了知識庫的基本模型框架。在分析目前本體構建方法使用的基礎上,提出了適用于底板突水預測知識庫的本體建模方法。利用條件隨機場抽取重要突水概念并歸納出概念間的語義關系;通過本體建模工具Protégé4.3定義了數據屬性、對象屬性和突水實例,完成了本體知識庫的構建;使用自帶推理機FaCT++對所構本體進行了一致性檢驗并將本體存儲為OWL文件。根據煤礦突水防治技術和規(guī)程要求,分析了自定義規(guī)則格式和需求,建立適用于底板突水預測與防治的本體推理規(guī)則庫;結合時空邏輯,構建了時空約束規(guī)則,為預測規(guī)則庫提供了時空支持;并利用Jena推理機實現(xiàn)了基于規(guī)則的知識推理。研究了基于案例推理實現(xiàn)底板突水相似案例檢索,提取影響底板突水發(fā)生的案例屬性特征并計算了屬性相似度;采用層次分析法評價屬性權重,確定了突水案例相似度檢索算法,并通過實驗驗證了案例推理在底板突水預測中的有效性。開發(fā)了突水知識庫原型系統(tǒng),該系統(tǒng)存儲了突水本體庫、突水案例庫和推理規(guī)則庫,并基于相似案例檢索算法實現(xiàn)了案例檢索,提供案例推理和規(guī)則推理服務。通過底板突水發(fā)生的實例,驗證該預測知識庫的有效性和實用性,結果表明,該知識庫對突水實例知識推理的結果與實際評判結果相符,可為智能化分析底板突水并實現(xiàn)預測預防提供知識服務。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP18;TD745.2
【部分圖文】：

一是基于突水機理進行預測，二是基于數學與計算機模型預測法�，F(xiàn)將兩類研究方法總結如圖1-1 所示。圖 1-1 底板突水預測方法Figure1-1 The method of floor water inrush prediction基于突水機理進行突水預測是考慮礦山的水文地質、礦井環(huán)境、采掘活動等因素的影響來分析礦井發(fā)生突水的可能性。匈牙利學者韋格弗倫斯于 20 世紀四五十年代第一次提出了相對隔水層的概念。蘇聯(lián)學者 B.斯列薩列夫結合底板強度理論提出底板安全水壓值的計算公式。蘇聯(lián)和南斯拉夫學者同時研究突水發(fā)生

碩士學位論文(3) 根據對煤礦底板突水知識的推理進行需求分析，開發(fā)了基于本體的底板突水預測知識庫服務系統(tǒng)。將上述的理論研究成果運用于該系統(tǒng)，實現(xiàn)了對本體庫、規(guī)則庫和案例庫的管理和推理服務。通過具體案例應用驗證了該知識庫系統(tǒng)的實用性和有效性。1.4 研究框架及技術路線(Research Framework and TechnicalRoute)1.4.1 研究框架本文的研究內容是個有機的整體，基于主要研究內容進一步細化確定了本文的研究框架，如圖 1-2 所示。

圖 1-3 知識庫總體技術實現(xiàn)路線Figure1-3 Overall technical implementation route of knowledge base 論文章節(jié)安排(Structures)根據以上研究框架將本文內容章節(jié)安排分為六章。第一章 緒論。首先介紹了本文的研究背景、選題來源及其研究意義，了煤礦底板突水預測和基于本體的知識庫構建與應用研究的國內外現(xiàn)狀據研究課題提出了本文的主要研究框架和技術實現(xiàn)路線。第二章 本體理論和知識庫概述。本章主要介紹了本體理論和知識庫關在本體理論中對本體概念和本體分類、本體語言、構建方法和工具、推了主要論述。在知識庫小結中對知識表示、知識獲取和知識推理進行了和總結，為后續(xù)突水預測知識庫構建與推理奠定了理論基礎。第三章 煤礦突水預測知識庫本體建模。首先分析面向突水領域的本體求，然后提出了循環(huán)獲取法與七步法相結合的本體構建方法。運用條件CRF)進行突水領域概念的抽取從而降低本體構建的工作量。然后基于以

【參考文獻】

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本文編號：2826495