簡介
突出預測人工智慧系統（人工智慧實時分析處理數學模型）由數據通訊機、數據處理機、數據顯示器、學習機、推理機、控制器、警報器、資料庫等組成。系統軟體功能是十分豐富的，它融生產監測與通風安全環境監測、各種自然災害實時分析為一體，最大限度地發揮了礦井安全生產集中監測監控的作用。
系統原理及結構
人工智慧實時分析處理數學模型由數據通訊機、數據處理機、數據顯示器、學習機、推理機、控制器、警報器、資料庫等組成。模型結構的各部分功能如下：
1.數據通訊機：
（1）接收井下分站數據，傳送給數據處理機進行分析處理；
（2）接收控制器發出的指令，向井下分站傳送控制命令，執行控制任務。
2.數據處理機：
（1）處理原始數據，送數據到數據顯示器顯示（相當於環境或工況監測功能）；
（2）統計分析結果代表使用礦井有關礦井環境參數的特徵值，將分析結果送推理機，啟動推理機對當前採掘工作面危險性進行推理分析；
（3）分析原始數據，判斷是否已發生事故，啟動學習機校核判據指標。
3.數據顯示器：提供人機交流視窗，完成環境及工況監測部分功能。
4.學習機：
（1）事故發生後，建立事故檔案；
（2）分析事故發生全過程，尋找標誌事故發生危險的特徵值，根據預測準確性，校核調整最佳化判據指標，逐步減小預報誤差，使判據指標向真值逼近。
5.推理機：
（1）推理機根據數據處理機送來的統計分析結果及學習機認可的邏輯關係和判據指標進行推理分析，預測可能發生事故的危險性；
（2）根據危險性作出控制決策並向報警器和井下控制單元發出報警信號。
6.控制器：
根據控制邏輯和用戶定義，執行特定的控制功能，並根據數據處理機數據流的變化情況，判斷控制效果。
7.警報器：
通過印表機、顯示器和語音器，發出報警信號。
8.資料庫：
（1）原始資料庫
（2）實時分析結果庫
（3）警報庫
（4）資料庫
（5）實時判據庫
（6）判據規則庫
（7）事故實例庫
人工智慧系統軟體功能及流程
就礦井某監測點瓦斯湧出動態分析而言，軟體處理過程如下：
（1）系統數據通訊機連續不斷地進行數據採集，經數據處理機統計分析後，就得到了代表該監測點瓦斯狀況的特徵值（即正常值）。
（2）推理機把每次採集的數據與該監測點特徵值進行比較，就能夠區分異常、預測工作面前方是否有瓦斯賦存異常區，提出相應的防治措施。
（3）控制器根據推理機分析結果及用戶對井下設備控制的定義進行井下安全控制（如發指令要求指定監測點斷電），並根據數據回送結果，判斷指令執行的有效性。
（4）推理機根據數據動態變化的程度，判斷該工作面是否已進入了瓦斯賦存異常區，根據瓦斯動態湧出量的衰減性，判斷防治措施的有效性。
（5）學習機根據預報準確性修改監測點特徵值。
（6）確認該監測點發生事故後，根據該監測點瓦斯異常範圍及異地斷電定義，推理機發出指令，執行異地斷電以至整個礦井範圍的異地斷電。
系統軟體結構
從軟體流程中可以看出，系統軟體功能是十分豐富的，它融生產監測與通風安全環境監測、各種自然災害實時分析為一體，最大限度地發揮了礦井安全生產集中監測監控的作用。
1.後台數據採集
國內大多數監測系統大都採用順序編程方法，這種方法在系統軟體執行與數據採集無關的任務時，由於沒有時間採集數據，常常造成數據丟失現象。系統軟體採用了前後台作業高新編程技術，在後台核心程式中進行數據採集和實時分析，圓滿地解決了這一問題。
該系統軟體在不退出執行的條件下，即使執行與實時監測無關的程式，也不會為此丟失數據或誤判。
2.生產工況及通風安全、礦井環境實時監測
該系統軟體保留了環境監測系統有關生產監測與通風安全監測全部功能，並具有下述特點：
（1）系統對感測器的適應範圍更廣，既可接入電流型感測器，又可接入頻率型感測器。
（2）可接入各種類型的開關感測器，如風門、主扇、開關、風筒、皮帶跑偏、軌道開關、提升、運輸、採煤機、運輸皮帶機等工況感測器，對礦井生產工況進行監控。
（3）可接入各種類型的模擬量感測器，如高低沼、一氧化碳、風速、負壓、濕度、溫度、煙霧、煤位、水位和流量等，對礦井通風安全、環境進行監測。
3.實時數據處理
該系統軟體編寫了8個實時分析模組，根據安裝礦井實際情況組合定義，分別進行分析處理。
（1）礦井工況監測模組：該模組通過各種工況監測感測器進行工況監測，生成各種安全生產、機電部門報表。如：產量報表、供電報表、瓦斯報表、開停報表和累計報表等。
（2）礦井環境監測模組：通過各種模擬量感測器，監測礦井生產環境條件的變化情況。
（3）瓦斯超限監測模組：根據系統對瓦斯感測器報警點、斷電點的定義，檢索各監測點瓦斯超限情況，統計各點超限瓦斯的最大值、最小值、超限次數、超限時間等。顯示超限報警並在警報庫中進行登記以便查詢。
（4）瓦斯動態湧出監測模組：通過瓦斯、風速感測器、巷道斷面參數組合，統計正常狀態瓦斯湧出量的特徵值；分析瓦斯湧出量的動態變化，預測工作面是否處於瓦斯異常地帶。
（5）采面礦壓監測模組：通過聲發射感測器接收岩石在集中應力作用下發生斷裂時發出彈性應力波的情況，預測工作面集中應力顯現的危險性。
（6）煤與瓦斯突出實時分析模組：通過分析瓦斯動態湧出量、放炮後30min，瓦斯湧出量、聲發射信號的動態變化來預測突出發生的危險性。
（7）煤層自然發火實時分析模組：通過分析一氧化碳、二氧化碳、氧氣濃度的動態變化預測煤層發生自燃的危險性。
（8）大巷火災實時監測：通過分析溫度（非接觸式紅外測溫感測器）變化趨勢及煙霧感測器數據，預測皮帶輸送機發生火災的危險性，判斷監測點是否發生火災。
4.齊全的系統自診斷功能
系統的井下智慧型式分站、地面中心站都設計了齊全的自診斷功能，具體功能如下：
（1）感測器：當感測器反接、斷線、輸出超出了量程範圍，分站都能就地自動顯示故障信息並發回地面中心站。
（2）井下分站：分站在設計中考慮了元器件、電路板自診斷功能，當某器件或某塊電路板不能正常工作時，相應的指示燈發出故障提示。
（3）系統軟體：該系統軟體採用容錯設計方法，系統軟體由於用戶操作錯誤或系統軟體由於干擾產生錯誤，系統軟體能夠發出相應的錯誤提示，但不影響軟體運行。
（4）系統軟體在外圍設備沒連機時，能夠彈出故障提示選單，但不影響系統運行。
5.分站組態參數定義
分站組態參數定義有下述3個功能：
（1）分站組態定義：可方便地定義分站號、信道號、採區名稱、監測點名稱，具有模擬量、開關量、種類定義、量程定義等功能。
（2）修改分站組態定義：對於需要經常變更的參數，系統軟體專門設計了修改、刪除功能。
（3）根據實時監測的重要性，系統專門設計了分站佇列編輯軟體，可以根據用戶要求及分站安裝地點的重要性，進行主、從佇列編輯。
6.多種數據輸出方法
（1）數據曲線圖。由用戶選擇，曲線圖可以同時顯示五種感測器或參數的曲線，能夠按感測器種類、分站、通道號進行任意組合和調用。
a.1min曲線圖顯示一月內循環數據；
b.1h曲線圖顯示一年內循環數據；
c.1班、天曲線圖數據沒有時間限制。
（2）數據表。數據表根據用戶選擇任意時刻的原始數據或統計數據值，並可以顯示最大值、最小值、平均值。
（3）直方圖。直方圖是其特有的數據顯示方式，它形象地反映了數據的變化關係。
7.強大的圖形編輯功能
該系統給用戶提供了十分完美的圖形編輯功能，除了可以編輯實時顯示監測圖外，還可以編輯採區布置圖、地質柱狀圖、通風網路圖等。如在系統外圍設備上做一些適當擴展就能成為繪畫和圖紙管理系統，使煤礦採區設計實現自動化。
