基于知识的巷道支护与施工方法智能设计技术的研究与应用

论文摘要

基于知识的专家系统是人工智能领域的一个分支,在本质上是一种智能的计算机程序,它运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题。本文是以《煤矿巷道设计与施工管理平台》为主要研究对象,对平台的内核设计、施工目标化管理的软件架构、开发进行了研究。系统根据围岩、巷道类型等具体情况将工程经验类比数据优化集成到计算机能够识别的知识库中,设置规则库为读取巷道支护参数的判断条件,系统通过人工干预或者知识学习功能来更新知识库,提高了支护参数的准确性、合理性。在支护参数验算中,推导了拱形及不规则型断面采用保角映射法求解锚杆参数值的方法,它将作为一组结果对巷道设计参数进行验算。施工组织设计中通过集成预算定额库,调用设计参数对巷道进行工程造价预算,也是巷道设计方案选择的有利判断条件。施工现场管理过程中,以进度、成本、质量的目标化管理为基础,通过实时录入进度状况信息,绘制进度图,并与原计划作对比,调整施工方案,实现工程进度管理;以施工队和各班次为单位,统计材料、人员、机械消耗量,实现工程成本管理;上报单位工程的施工质量检验评定表,实现工程质量安全管理。煤矿巷道设计与管理平台以设计、施工、管理为主线,利用计算机网络技术,以典型三层架构为基础,客户端集成Microsoft Office Word、AutoCAD等强大功能的.NET解决方案是智能化技术发展的必然趋势。部署.NET企业级数据库的存储方式,资源集中共享、方便检索,对工程信息化发展起到了较好的指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线
• 2 基于知识的智能软件开发
• 2.1 人工智能简介
• 2.2 软件智能化的发展
• 2.2.1 软件智能化的现状
• 2.2.2 开发基于知识的软件智能化技术
• 2.3 知识与知识表示的概念
• 2.3.1 知识
• 2.3.2 知识表示
• 2.3.3 知识表示的方式
• 2.4 专家系统的结构
• 2.5 小结
• 3 巷道智能生成系统的内核设计
• 3.1 巷道智能生成系统的设计思路
• 3.1.1 工程基本信息模块
• 3.1.2 地质信息模块
• 3.1.3 巷道断面设计模块
• 3.1.4 巷道支护设计模块
• 3.1.5 巷道施工组织设计模块
• 3.1.6 巷道施工管理模块
• 3.1.7 数据智能生成模块
• 3.2 映射函数法求解拱形巷道锚杆参数
• 3.2.1 映射函数
• 3.2.2 映射函数系数迭代求解步骤
• 3.2.3 锚杆参数确定方法
• 3.3 巷道支护默认参数工程经验类比知识库集成
• 3.3.1 工程类比法
• 3.3.2 支护默认参数知识库集成
• 3.3.3 规则的表示
• 3.4 巷道支护设计验算理论
• 3.4.1 锚喷支护参数验算理论
• 3.4.2 梯形支架验算理论
• 3.4.3 拱形金属支架验算理论
• 3.5 巷道施工组织设计工程预算知识库集成
• 3.5.1 定额库的建立
• 3.5.2 工程量计算
• 3.5.3 矿建设备与材料库管理模块
• 3.6 施工管理的目标化设计
• 3.6.1 建筑施工管理系统的基本概念
• 3.6.2 进度控制子系统
• 3.6.3 质量控制子系统
• 3.6.4 成本控制子系统
• 3.7 小结
• 4 系统开发环境及关键技术
• 4.1 硬件要求
• 4.2 开发环境——Microsoft.NET平台
• 4.2.1 Microsoft.NET平台概述
• 4.2.2.NET Framework
• 4.2.3 Visual Basic扩充到Visual Basic.NET的策略
• 4.3 开发环境——SQL Server 2000数据库
• 4.3.1 SQL Server 2000数据库概述
• 4.3.2 SQL Server 2000数据库存储机制
• 4.4 用三层架构与设计模式思想部署企业级数据库业务系统开发
• 4.4.1 关于架构
• 4.4.2 三层架构概述
• 4.4.3 分层描述三层架构
• 4.4.4 部署企业级数据库应用
• 4.5 基于.Net平台的煤矿巷道数据智能输出模块
• 4.5.1 基本原理
• 4.5.2 Word对象模型的应用
• 4.5.3 煤矿巷道数据智能输出模板结构
• 4.6 巷道设计与施工图纸GDI+技术
• 4.6.1 GDI+概述
• 4.6.2 图纸输出模块技术分析——Graphics对象
• 4.6.3.NET图形导出的二次开发AutoCAD技术
• 4.7 小结
• 5 平台功能与操作
• 5.1 平台主界面
• 5.2 平台主菜单
• 5.3 平台功能分析
• 5.3.1 工程基本信息
• 5.3.2 巷道地质信息
• 5.3.3 巷道断面设计
• 5.3.4 巷道支护设计
• 5.3.5 巷道掘进施工设计
• 5.3.6 施工管理
• 5.4 小结
• 6 煤矿巷道设计平台的扩展
• 6.1 反分析技术的必要性
• 6.2 巷道支护监测与反分析理论
• 6.2.1 巷道监测的项目
• 6.2.2 位移量测测点的布置及反分析计算过程
• 6.2.3 位移反分析目标函数的确定
• 6.3 WEB式在线监测技术的可行性分析
• 6.3.1 Web数据自动采集模型
• 6.3.2 监测结果数据库的建立
• 6.3.3 实时监测数据的输出——监测报告模板
• 6.4 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 系统的特点
• 7.2 系统的缺点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果