基于Fisher判別法的礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究

張鈺清（中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司榆家梁煤礦,陜西 榆林 719300）

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基于Fisher判別法的礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究

張鈺清
（中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司榆家梁煤礦,陜西 榆林 719300）

摘 要：本文通過(guò)對(duì)Fisher判別法的概述，介紹Fisher判別法的特點(diǎn)，并建立礦井通風(fēng)系統(tǒng)Fisher模型，運(yùn)用Fisher判別法來(lái)評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)，能夠得到準(zhǔn)確有效的答案。

關(guān)鍵詞：Fisher判別法；礦井通風(fēng)系統(tǒng)；評(píng)價(jià)

0 引言

2003年孟南莊煤礦有限公司北采區(qū)213l回采工作面發(fā)生一起特大瓦斯煤塵爆炸事故，事故的原因就是通風(fēng)設(shè)施不可靠，工作面風(fēng)流短路，造成特大瓦斯爆炸事故。所以，煤礦的安全生產(chǎn)離不開(kāi)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而如何評(píng)估礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠，需要進(jìn)行科學(xué)評(píng)定，F(xiàn)isher判別法就能夠?qū)ΦV井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合性評(píng)定。

1 Fisher判別法的概述

在當(dāng)今數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，很多數(shù)據(jù)法則在低維空間中適用，但不符合高維空間，因此，降低維數(shù)空間就是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，而Fisher判別法其實(shí)就是涉及維數(shù)壓縮，其基本思路就是投影，針對(duì)P維空間中的某點(diǎn)x=（x1，x2，x3，…，xp）尋找一個(gè)能使它降為一維數(shù)值的線性函數(shù)y（x）： y（x）= ∑Cjxj 然后應(yīng)用這個(gè)線性函數(shù)把P維空間中的已知類別總體以及求知類別歸屬的樣本都變換為一維數(shù)據(jù)，再根據(jù)其間的親疏程度把未知?dú)w屬的樣本點(diǎn)判定其歸屬。這個(gè)線性函數(shù)應(yīng)該能夠在把P維空間中的所有點(diǎn)轉(zhuǎn)化為一維數(shù)值之后，既能最大限度地縮小同類中各個(gè)樣本點(diǎn)之間的差異，又能最大限度地?cái)U(kuò)大不同類別中各個(gè)樣本點(diǎn)之間的差異，這樣才可能獲得較高的判別效率。在這里借用了一元方差分析的思想，即依據(jù)組間均方差與組內(nèi)均方差之比最大的原則來(lái)進(jìn)行判別。通過(guò)Fisher判別法，就能使同類樣品盡可能的集中，不同類的樣品盡可能的分開(kāi)，滿足“類內(nèi)緊湊、類間分離”的原則，從而達(dá)到判別分析的目的。

2 Fisher模型的建立

Fisher判別法是根據(jù)已有觀測(cè)樣本的若干數(shù)量特征對(duì)新獲得的樣本進(jìn)行識(shí)別，判斷其屬性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析方法。由于Fisher判別法對(duì)于所測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有具體要求，所以Fisher判別法適用于未知數(shù)據(jù)的辨別。Fisher模型的建立，首先要有樣本采取，既訓(xùn)練樣本（此樣本的屬性已經(jīng)熟悉）然后通過(guò)一系列的計(jì)算進(jìn)行空間投影，也就是找出這些樣本的共通性，使之聚集在一起，然后對(duì)待測(cè)點(diǎn)進(jìn)行投影，最后比較所得的待測(cè)點(diǎn)投影與訓(xùn)練樣本投影之間的馬氏距離，依靠馬氏距離的長(zhǎng)短來(lái)辨別待測(cè)樣本的屬性。Fisher模型的建立，其最重要的就是訓(xùn)練樣本的選取，若選取的訓(xùn)練樣本較多，會(huì)造成計(jì)算復(fù)雜，投影區(qū)過(guò)于分散，對(duì)獲得待測(cè)樣本的屬性人為化增加難度；若選取的訓(xùn)練樣本較少，會(huì)造成分析不全面，無(wú)法達(dá)到真正的評(píng)估作用，無(wú)法辨別待測(cè)樣本的屬性。所以，訓(xùn)練樣本的選取，需要認(rèn)真分析并結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行決定，樣本選取正確，F(xiàn)isher模型也就行之有效，就能起到Fisher判別法的作用。

3 Fisher判別法對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

Fisher判別法選取好訓(xùn)練樣本后建立Fisher模型，筆者通過(guò)綜合分析，從礦井通風(fēng)動(dòng)力、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)設(shè)施、通風(fēng)質(zhì)量、通風(fēng)監(jiān)測(cè)、防災(zāi)抗災(zāi)能力、通風(fēng)電耗、通風(fēng)能力等8個(gè)方面共確定了16項(xiàng)礦井通風(fēng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并將所評(píng)價(jià)出的結(jié)果，既輸出參數(shù)分為三種：一為合格；二為基本合格；三為待整改。通過(guò)訓(xùn)練樣本中各判別因子評(píng)價(jià)指標(biāo)值分部，結(jié)合Fisher函數(shù)計(jì)算公式，得出對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)影響最大的因素從大到小依次為：礦井風(fēng)壓的合理性及礦井的通風(fēng)能力、用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)質(zhì)合格率、防塵灑水系統(tǒng)合格率、主要通風(fēng)機(jī)綜合效率、礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)利用率、用風(fēng)地點(diǎn)溫度合格率、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度、礦井通風(fēng)設(shè)施合格率、用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量合格率、主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、礦井風(fēng)量供需比，另外，通風(fēng)方式與方法的可靠性、礦井防災(zāi)設(shè)施合格率、礦井反風(fēng)系統(tǒng)的靈活性和礦井噸煤通風(fēng)電耗比對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)影響較小，故不做排名比較。通過(guò) Fisher模型做出的系統(tǒng)判斷，用實(shí)際情況去進(jìn)行回判，得出的結(jié)論與Fisher模型做出的評(píng)價(jià)相一致，所以，F(xiàn)isher判別法具有預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析能力。但是，F(xiàn)isher判別法也會(huì)出現(xiàn)預(yù)測(cè)出錯(cuò)的時(shí)候，當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠精準(zhǔn)，判別因子及訓(xùn)練樣本選取不具代表性的時(shí)候，F(xiàn)isher模型所給出的數(shù)據(jù)可能就不具有準(zhǔn)確性。Fisher模型計(jì)算是建立在較嚴(yán)密的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型上的，當(dāng)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全面或者不準(zhǔn)確時(shí)，其得出的評(píng)定結(jié)果也會(huì)差之毫厘。所以，F(xiàn)isher判別法的作用能否體現(xiàn)就在于所選取的樣本是否具有代表性，所選取的判別因子數(shù)據(jù)是否具有準(zhǔn)確性。比如：礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中牽扯了較多的行業(yè)與工程，若選取的判別因子與通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)不大，那所得的結(jié)果也就是毫無(wú)意義的。通過(guò)筆者通過(guò)分析所定的16項(xiàng)判別因子來(lái)看，能夠準(zhǔn)確并且預(yù)測(cè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，礦井風(fēng)壓的合理性及礦井的通風(fēng)能力、用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)質(zhì)合格率、防塵灑水系統(tǒng)合格率、主要通風(fēng)機(jī)綜合效率、礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)利用率、用風(fēng)地點(diǎn)溫度合格率、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度、礦井通風(fēng)設(shè)施合格率、用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量合格率、主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、礦井風(fēng)量供需比，這幾項(xiàng)從大到小影響著礦井通風(fēng)系統(tǒng)，同類礦井依然適用，可以借用此Fisher模型進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

煤炭市場(chǎng)目前處于度寒冬較低迷的嚴(yán)峻形勢(shì)，在此情況下，保障煤礦工人人身安全更是重中之重，而通風(fēng)系統(tǒng)作為煤礦安全生產(chǎn)的六大系統(tǒng)之一，其作用與正常運(yùn)行更是不容忽視的，通過(guò)Fisher判別法，科學(xué)評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)，是對(duì)煤礦工人生命安全的保障之一。

參考文獻(xiàn)：

［1］史秀志,周鍵.用Fisher判別法評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性［J］.中南大學(xué) 采礦與安全工程學(xué)報(bào),2010（12）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.247