發(fā)布時間：2020-10-09 12:23

　　 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術應用于煤礦生產(chǎn)活動中,煤礦井下設置了大量的異構(gòu)復雜傳感器,這些傳感器用于生產(chǎn)過程、安全環(huán)境、人員、設備等的實時監(jiān)控,導致傳感器采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出指數(shù)級別的增長。為了指導安全生產(chǎn),海量的煤礦安全監(jiān)控數(shù)據(jù)需要進一步的挖掘和利用。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲技術已經(jīng)不能滿足礦山大數(shù)據(jù)的現(xiàn)實需求。而云計算技術具有的海量數(shù)據(jù)存儲能力和分布式并行處理能力為礦山安全監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)挖掘提供了強有力的技術支持。本文將Hadoop應用于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)之中,為了提高礦山海量數(shù)據(jù)挖掘的效率,從監(jiān)控數(shù)據(jù)自身和云平臺調(diào)度算法兩個方面研究安全監(jiān)控云平臺的任務調(diào)度優(yōu)化方法。本文主要開展如下工作:(1)對礦山物聯(lián)網(wǎng)、Hadoop云平臺及其資源調(diào)度算法進行了綜述。(2)對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)進行了闡述,結(jié)合淮北礦業(yè)集團安全監(jiān)控系統(tǒng)闡述了煤礦安全監(jiān)控時間序列的采集與存儲。為了提高數(shù)據(jù)挖掘的質(zhì)量,需要對原始數(shù)據(jù)進行預處理。結(jié)合集團實際情況,對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與預處理技術進行介紹,針對經(jīng)過壓縮的煤礦安全監(jiān)控數(shù)據(jù),提出一種基于分段插值的數(shù)據(jù)解壓縮方法,該方法對每兩條數(shù)據(jù)記錄的時間差進行分段,在每一段插入兩條記錄之間的隨機值,有效地填補了缺失的數(shù)據(jù);針對煤礦安全監(jiān)控時間序列中存在的異常值等,提出了安全監(jiān)控時間序列清理方法,該方法對數(shù)據(jù)中不同種類的異常值進行了清理,提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。(3)礦山安全監(jiān)控云平臺是分布式的異構(gòu)云平臺,而Hadoop默認調(diào)度策略的同質(zhì)化假設,無法根據(jù)集群節(jié)點的綜合計算能力強弱動態(tài)調(diào)整其任務份額,可能導致優(yōu)勢節(jié)點資源浪費、劣勢節(jié)點資源吃緊的問題;而且為所有任務分配的資源是統(tǒng)一規(guī)格的,可能導致出現(xiàn)大量的碎片資源,造成異構(gòu)集群下Hadoop任務調(diào)度性能下降。針對這一問題,結(jié)合異構(gòu)的礦山安全監(jiān)控云平臺,設計了一種基于相似度分析的自適應任務調(diào)度策略,該策略可以根據(jù)作業(yè)的實時運行情況以及節(jié)點計算能力的優(yōu)劣,自適應調(diào)整任務的資源份額大小。實驗證明,在異構(gòu)集群下,優(yōu)化的調(diào)度策略能夠提高作業(yè)的執(zhí)行效率,縮短作業(yè)的執(zhí)行時間并且提高集群資源利用率。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD76
【部分圖文】：

圖 3-4 掘進工作面瓦斯傳感器的設置Figure3-4 Setting of Methane Transducer on Driving Face，煤礦企業(yè)都按照國家標準的要求安裝并完善了煤礦測系統(tǒng)在井下設置了大量的傳感器，可以采集本礦的示，以淮北礦業(yè)集團安全監(jiān)測監(jiān)控預警綜合監(jiān)管系統(tǒng)集團下屬有 26 個煤礦，每個煤礦都安裝配備了安全感器采集的數(shù)據(jù)傳送上來之后，經(jīng)過統(tǒng)一的瓦斯數(shù)據(jù)縮過程，形成了瓦斯監(jiān)控時間序列，統(tǒng)一存儲在數(shù)數(shù)據(jù)的集成。數(shù)據(jù)庫又分為歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)模式，在瓦斯歷史數(shù)據(jù)庫中選取大量的具有代表性的的瓦斯數(shù)據(jù)進行特征提取與識別，以此建立分類器要求。然后將此建立的分類器用到實時數(shù)據(jù)庫中，實導決策預警。知識庫分類器決策預警瓦斯預

該測點表示的是 S518 工作面：“分站號”+“D”+“通道號”查表得知，該測點表示的是 S5）測點的定義格式為：“分站號”1 通道開出量測點，查表得知，該監(jiān)控系統(tǒng)需要 24h 不間斷運行 產(chǎn)生一個安全監(jiān)控文本文件，該據(jù)值以及測點的狀態(tài)，文件名稱測點狀態(tài)”。時間戳是“年月日時傳感器測點不同的狀態(tài)，以模擬感器斷線，“2”代表傳感器調(diào)報警，“5”代表模擬量下限超限 時 26 分 30 秒淮北礦業(yè)集團蘆嶺

7 Measuring Point Concentration Curve of Methane Transduc圖 3-8 Ⅱ415 工作面溫度傳感器（032A16）曲線 Measuring Point Concentration Curve of Temperature Transd瓦斯測點出現(xiàn)了若干個在濃度 2%左右的“脈沖”調(diào)校，2%就是調(diào)校用的標準氣樣的濃度。另外由傳感器性能產(chǎn)生干擾的各種因素，比如溫度、煤塵輸、存儲和處理的過程中可能存在的傳感器和傳導致傳感器出現(xiàn)斷線或故障、局礦之間的通信中斷

【參考文獻】

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本文編號：2833687