【摘要】：根據(jù)從定性到定量綜合集成法原理,提出了適用于復(fù)雜巨系統(tǒng)間相似性與差異性分析的特征樹類比法及相關(guān)理論,并給出了特征樹模型結(jié)構(gòu)及定量計(jì)算相似性指數(shù)的計(jì)算機(jī)算法,以此為基礎(chǔ)構(gòu)建人機(jī)交互的類比分析體系。將特征樹類比法原理應(yīng)用到軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)中,有效地解決了不同巷道斷面之間的可類比性無法定量分析的問題。針對龍口礦區(qū)軟巖巷道支護(hù)決策系統(tǒng)研究課題,基于特征樹類比法原理開發(fā)了巷道支護(hù)設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng),通過挖掘分析以往巷道的支護(hù)案例實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的類比遷移。工程實(shí)踐表明該系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)類比對象檢索、類比分析及設(shè)計(jì)方案咨詢功能,驗(yàn)證了特征樹類比法對于軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的適用性與可靠性。
【圖文】：

者同等重要，則Wij=0.5;若子特征ANode(j)比ANode(i)重要，則Wij=0。表1子特征優(yōu)序Table1Precedencegraphofsubcharacteristics抽象特征節(jié)點(diǎn)ANode(1)ANode(2)…ANode(n)ANode(1)W11W21…W1nANode(2)W12W22…W2n鐤鐤鐤鐤ANode(n)Wn1Wn2…Wnn將對比結(jié)果填寫到優(yōu)序圖內(nèi)，則子特征ANode(i)的優(yōu)序值為Ai=∑nk=1Wik而ANode(i)的權(quán)重即為其優(yōu)序值與優(yōu)序圖內(nèi)所有子特征優(yōu)序值之和的比值:ANode(i)．weight=Ai∑nk=1Ak一個簡單的特征樹模型示意如圖1所示。1.4類比量化評價指標(biāo):相似性指數(shù)(SI)相似性指數(shù)(SimilarityIndex，縮寫為SI)表示兩個不同客體之間的相似程度。SI的值域在0～1之間，其值越大則表示相似程度越高，SI=1表示兩者完全相同，而SI=0則表示兩者完全不同。為了計(jì)算相似性指數(shù)，首先引入特征貢獻(xiàn)指數(shù)(CharacteristicContributionIndex，縮寫為CCI)的概圖1特征樹結(jié)構(gòu)示意Fig.1Sketchmapofcharacteristictreestructure念。特征貢獻(xiàn)指數(shù)表示在進(jìn)行類比時某個子特征的相似程度對其父特征相似性的貢獻(xiàn)程度，它由特征值和特征權(quán)重共同決定:(1)對于定性特征節(jié)點(diǎn)QL，若其特征值相同則QL．CCI=QL．weight，否則QL．CCI=0。(2)對于定量特征節(jié)點(diǎn)QN，通過隸屬函數(shù)量化兩個特征值間的相似程度，CCI等于特征權(quán)重乘以隸屬度(以正態(tài)分布隸屬函數(shù)為例):QN．CCI=QN．weightexp［－(r－1)2］其中，r為兩個定量特征值中較大者與較小者的比值，即r≥1。(3)對于抽象特征節(jié)點(diǎn)ANode，假設(shè)其有n個子節(jié)點(diǎn)分別為ANode(i)，i∈［1，n］，則ANode．CCI=weight∑ni=1ANode(i)．CCI綜上所述，定義兩個類比客體之間的相似性指數(shù)(SI)為根節(jié)點(diǎn)Ｒoot所有子節(jié)

怵?本課題通過整理龍口礦區(qū)自建礦以來積累的大量生產(chǎn)資料，研究該礦區(qū)出現(xiàn)或長期存在的典型地質(zhì)特征、開采地質(zhì)條件、巷道破壞形式及常用支護(hù)手段，建立了巷道支護(hù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫［19］(目前已存儲500余個巷道斷面及其支護(hù)設(shè)計(jì)方案資料)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)特征樹類比法建立“巷道支護(hù)設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng)”，充分挖掘分析以往成功的軟巖巷道支護(hù)案例，為新建軟巖巷道提供可靠的支護(hù)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)開發(fā)工具使用微軟公司集成可視化開發(fā)環(huán)境MicrosoftVisualStudio，數(shù)據(jù)庫管理軟件使用Mi-croSoftSQLServer，系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。圖2系統(tǒng)功能模塊Fig.2Systemfunctionmodulediagram在“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”模塊中實(shí)現(xiàn)巷道斷面屬性數(shù)據(jù)的新增、修改、刪除、查詢等功能，待設(shè)計(jì)的巷道斷面屬性信息可通過此模塊錄取系統(tǒng)，也可以通過后臺批量導(dǎo)入到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。為保證類比分析的可靠性，組織了6位經(jīng)驗(yàn)豐富的軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)專家，針對龍口礦區(qū)軟巖的工程特性構(gòu)建特征樹模型。選勸巷道基本特征”、“圍巖力學(xué)特征”、“巷道變形特征”3個影響軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的主要因素作為第1層抽象特征，并逐層向下分解為與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的屬性列相對應(yīng)的具體特征。采用1.3節(jié)中所述的方法計(jì)算每個抽象特征對應(yīng)子特征的權(quán)重，例如對于抽象特征“工程地質(zhì)條件”來說，其6個子特征分別為:頂板圍巖類別、底板圍巖類別、兩幫圍巖類別、巖層傾角、地下水條件和巷道埋深，子特征權(quán)重的計(jì)算見表2。同理可以計(jì)算其他抽象特征的子特征權(quán)重。在“知識庫”模塊中創(chuàng)建和維護(hù)特征樹模型及特征節(jié)點(diǎn)信息。圖3所示構(gòu)建根節(jié)點(diǎn)為“巷道特征點(diǎn)”的特征樹模型。將每個特征節(jié)點(diǎn)綁定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的屬性字段名稱，則系統(tǒng)可以在選定巷道斷面時讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫并自動生成其特征

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2727155