權利要求書: 1.一種多風機通風系統的風量調節(jié)方法,其特征在于,包括:基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數;
對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數;
根據固定風量分支,確定共用風機的各獨立通路,并計算各所述獨立通路的總阻力值;
基于各所述獨立通路的總阻力值確定基準通路;
針對各所述獨立通路,剔除所述基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數;
按所述分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),選擇能調平通路數最多的分支或者能調平通路數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定風阻調節(jié)的目標分支;
其中,所述獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為所述通風網絡的實際分支數,N虛為所述通風網絡的虛擬分支數,J為所述通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為所述通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為所述通風網絡的單向回路數;所述對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路;
所述基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,包括:以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索的起點;
基于深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑中搜索到的節(jié)點存儲至當前獨立通路的棧結構中;
基于所述棧結構確定搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,則進行退棧搜索。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:判斷是否搜索到回風分支的末節(jié)點;
若是,則結束當前獨立通路的搜索;
若否,則繼續(xù)進棧搜索,直至搜索到所述末節(jié)點,結束當前獨立通路的搜索。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所述結束當前獨立通路的搜索之后,所述方法還包括:判斷搜索到的獨立通路的數量是否小于所述獨立通路數;
若搜索到的獨立通路的數量小于所述獨立通路數,則退棧搜索至所述棧結構的下一節(jié)點作為當前搜索節(jié)點;
判斷所述當前搜索節(jié)點是否搜索到新分支;
若未搜索到新分支,則繼續(xù)退棧搜索,直至搜索到新分支,并將所述起點至所述當前搜索節(jié)點的路徑存儲至新的獨立通路的棧結構中,并基于所述棧結構進行新的獨立通路的搜索。
4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:若搜索到的獨立通路的數量等于所述獨立通路數,則得到所有獨立通路的搜索結果。
5.一種多風機通風系統的風量調節(jié)裝置,其特征在于,包括:獨立通路數確定模塊,用于基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數;
獨立通路搜索模塊,用于對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數;
基準通路確定模塊,用于根據固定風量分支,確定共用風機的各獨立通路,并計算各所述獨立通路的總阻力值;基于各所述獨立通路的總阻力值確定基準通路;
風阻調節(jié)模塊,用于針對各所述獨立通路,剔除所述基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數;按所述分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),選擇能調平通路數最多的分支或者能調平通路數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定風阻調節(jié)的目標分支;
其中,所述獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為所述通風網絡的實際分支數,N虛為所述通風網絡的虛擬分支數,J為所述通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為所述通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為所述通風網絡的單向回路數;所述對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路;
所述基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,包括:以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索的起點;
基于深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑中搜索到的節(jié)點存儲至當前獨立通路的棧結構中;
基于所述棧結構確定搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,則進行退棧搜索。
6.一種多風機通風系統的風量調節(jié)設備,其特征在于,包括:處理器和用于存
儲能夠在處理器上運行的計算機程序的存儲器,其中,所述處理器,用于運行計算機程序時,執(zhí)行權利要求1至4任一項所述方法的步驟。
7.一種存儲介質,所述存儲介質上存儲有計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執(zhí)行時,實現權利要求1至4任一項所述方法的步驟。
說明書: 多風機通風系統的風量調節(jié)方法、裝置、設備及存儲介質技術領域[0001] 本發(fā)明涉及礦井通風系統領域,尤其涉及一種多風機通風系統的風量調節(jié)方法、裝置、設備及存儲介質。背景技術[0002] 礦井通風的主要作用是將地面上的新鮮空氣輸送到井下各需風點,供給井下作業(yè)人員正常呼吸,稀釋并排除井下有毒有害氣體和礦體粉塵等有害物質,從而給井下作業(yè)創(chuàng)造出一個良好的作業(yè)環(huán)境,以保證井下工作人員安全、健康、高效作業(yè)。然而隨著井下工作面的不斷推進,風網結構及風量分配等不斷發(fā)生變化,造成井下部分用風區(qū)出現風量不足、風流短路及污風循環(huán)等問題,嚴重影響井下通風質量、通風效率及風量分配等,繼而直接威脅到井下安全生產。[0003] 礦井通風網絡調節(jié)優(yōu)化是一種解決用風區(qū)域無風、風流短路以及風量分配不合理等問題的有效方法。目前礦井通風網絡調節(jié)優(yōu)化主要有兩大不同的研究方向,一類是運用圖論理論;另一類是采用數學規(guī)劃的方法。其中,圖論被各大礦井通風商業(yè)軟件所運用,如entsim、netPC、entGraph、ient。兩大類方法各有其優(yōu)缺點,但其目標是一致的,即實現井下各用風區(qū)風量滿足要求且能耗最小化。[0004] 基于圖論理論進行通風網絡調節(jié)方法,主要有固定風量法、回路法、與通路法等方法。固定風量法存在僅能在固定風量分支進行調控以及可能增大礦井總阻力而導致通風能耗增大等兩大缺陷;回路法則是通風網絡局部回路的調控以實現礦井按需分風,卻存在著增阻調控分支可能為最大阻力路線上的分支而造成礦井總能耗增大的問題;通路法則不僅能解決固定風量法中調控位置與調控范圍的局限性問題,且能解決固定風量法與回路法易造成礦井總能耗增大的問題。[0005] 通路法調控具有以上優(yōu)點,但仍存在以下問題:[0006] (1)、當通風網絡中含一個或多個單向回路時,搜索到的獨立通路可能包含假通路;[0007] (2)、搜索到的所有通路沒有保證它們是相互獨立的;[0008] (3)、調控點位置沒有考慮礦山實際情況以及調控點數目沒有經過優(yōu)化而造成通風管理難度以及能耗過大;[0009] (4)、對于多風機復雜通風網絡通路調控時,基準通路往往是以通風網絡的所有獨立通路來確定,從而造成整個通風網絡調控點數量增加以及其他調節(jié)前已滿足風量要求的分支經調節(jié)后變得并不滿足。發(fā)明內容[0010] 有鑒于此,本發(fā)明實施例提供了一種多風機通風系統的風量調節(jié)方法、裝置、設備及存儲介質,旨在至少部分解決上述問題。[0011] 本發(fā)明實施例的技術方案是這樣實現的:[0012] 第一方面,本發(fā)明實施例提供了一種多風機通風系統的風量調節(jié)方法,包括:[0013] 基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數;[0014] 對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數;[0015] 其中,所述獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為所述通風網絡的實際分支數,N虛為所述通風網絡的虛擬分支數,J為所述通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為所述通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為所述通風網絡的單向回路數;所述對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路。[0016] 在一些實施例中,所述基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,包括:[0017] 以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索的起點;[0018] 基于深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑中搜索到的節(jié)點存儲至當前獨立通路的棧結構中;[0019] 基于所述棧結構確定搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,則進行退棧搜索。[0020] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0021] 判斷是否搜索到回風分支的末節(jié)點;[0022] 若是,則結束當前獨立通路的搜索;[0023] 若否,則繼續(xù)進棧搜索,直至搜索到所述末節(jié)點,結束當前獨立通路的搜索。[0024] 在一些實施例中,所述結束當前獨立通路的搜索之后,所述方法還包括:[0025] 判斷搜索到的獨立通路的數量是否小于所述獨立通路數;[0026] 若搜索到的獨立通路的數量小于所述獨立通路數,則退棧搜索至所述棧結構的下一節(jié)點作為當前搜索節(jié)點;[0027] 判斷所述當前搜索節(jié)點是否搜索到新分支;[0028] 若未搜索到新分支,則繼續(xù)退棧搜索,直至搜索到新分支,并將所述起點至所述當前搜索節(jié)點的路徑存儲至新的獨立通路的棧結構中,并基于所述棧結構進行新的獨立通路的搜索。[0029] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0030] 若搜索到的獨立通路的數量等于所述獨立通路數,則得到所有獨立通路的搜索結果。[0031] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0032] 根據固定風量分支,確定共用風機的各獨立通路,并計算各所述獨立通路的總阻力值;[0033] 基于各所述獨立通路的總阻力值確定基準通路。[0034] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0035] 針對各所述獨立通路,剔除所述基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數;[0036] 按所述分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),選擇能調平通路數最多的分支或者能調平通路數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定風阻調節(jié)的目標分支。[0037] 第二方面,本發(fā)明實施例還提供了一種多風機通風系統的風量調節(jié)裝置,包括:[0038] 獨立通路數確定模塊,用于基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數;[0039] 獨立通路搜索模塊,用于對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數;[0040] 其中,所述獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為所述通風網絡的實際分支數,N虛為所述通風網絡的虛擬分支數,J為所述通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為所述通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為所述通風網絡的單向回路數;所述對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路。[0041] 第三方面,本發(fā)明實施例又提供了一種多風機通風系統的風量調節(jié)設備,包括:處理器和用于存儲能夠在處理器上運行的計算機程序的存儲器,其中,所述處理器,用于運行計算機程序時,執(zhí)行本發(fā)明實施例所述方法的步驟。[0042] 第四方面,本發(fā)明實施例還提供了一種存儲介質,所述存儲介質上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執(zhí)行時,實現本發(fā)明實施例所述方法的步驟。[0043] 本發(fā)明實施例提供的技術方案,獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為通風網絡的實際分支數,N虛為通風網絡的虛擬分支數,J為通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為通風網絡的單向回路數;對通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路,可以有效避免搜索到的獨立通路中包含假通路,解決了通風網絡中存在單向回路時獨立通路搜索出現假通路的問題。附圖說明[0044] 圖1為相關技術中含單向回路的通風網絡的結構示意圖;[0045] 圖2為相關技術中單源單匯通風網絡的結構示意圖;[0046] 圖3為相關技術中多源多匯通風網絡的結構示意圖;[0047] 圖4為本發(fā)明實施例多風機通風系統的風量調節(jié)方法的流程示意圖;[0048] 圖5為本發(fā)明一應用實施例多風機通風系統的風量調節(jié)方法的流程示意圖;[0049] 圖6為一應用示例中多風機通風系統的通風網絡的結構示意圖;[0050] 圖7為本發(fā)明實施例多風機通風系統的風量調節(jié)裝置的結構示意圖;[0051] 圖8為本發(fā)明實施例多風機通風系統的風量調節(jié)設備的結構示意圖。具體實施方式[0052] 下面結合附圖及實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的描述。[0053] 除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。[0054] 相關技術中,當通風網絡中存在單向回路時,即通風網絡中存在循環(huán)風,一般是由于礦井通風系統中的風機或自然風壓等動力源引起的或者人工控制的可控循環(huán)風等。對于采用多風機多級機站通風方式或井下通風機安裝不合理的地下礦,循環(huán)風是易出現的。因此,單向回路問題是礦井通風網絡通路法調控中獨立通路搜索需要面對的問題。[0055] 如圖1所示,通風網絡的獨立通路采用深度優(yōu)先搜索算法搜索時,搜索到P1(e1→e2→e3→e6)與P2(e1→e2→e3→e5→e4→e2→e3→e6)2條獨立通路,但P2為假通路,從而導致通風網絡無法準確調控。[0056] 為保證通路法調控的準確性,通風網絡搜索到的通路應該均為獨立通路,基于此,可以通過對獨立通路數進行限制,否則將搜索到通風網絡中的所有通路而不是獨立通路,從而增加調控難度且造成調控重復,最終導致調控結果不正確。[0057] 相關技術中,通風網絡中獨立通路數等于通風網絡中基本回路數。即:[0058] M=N?J+1(1)[0059] 公式(1)中:M表示獨立通路數,N表示分支數,J表示節(jié)點數。[0060] 圖2為單源單匯通風網絡,圖3為多源多匯通風網絡。其中,虛線表示虛擬分支。示例性地,圖2所示的通風網絡包含的通路有P1(e2→e1→e6)、P2(e2→e1→e7→e8→e9)、P3(e3→e4→e5→e1→e6)、P4(e3→e4→e5→e1→e7→e8→e9),可知P1、P2、P3、P4組成的通路矩陣,其秩為3,即圖2所示的通風網絡的獨立通路數為3。同理,圖3所示通風網絡的通路矩陣的秩為4,即獨立通路數為4。而按上述公式(1)計算,圖2所示的通風網絡的獨立通路數為2,而實際獨立通路數為3;圖3所示的通風網絡的獨立通路數為1,而實際獨立通路數為4。由此可知,獨立通路數的計算公式(1)與通路矩陣計算存在差異。[0061] 然而無論是單進單回的礦井通風系統,還是多進多回的礦井通風系統,都是通過大氣相互連通的。因此,可以將大氣看成是一條或多條無風阻的大氣分支和節(jié)點(也稱為虛擬分支和虛擬節(jié)點)與礦井通風網絡相連接,以保證其連通性。當單源單匯通風網絡與多源多匯通風網絡增加虛擬分支或虛擬節(jié)點后,按獨立通路數公式(1)計算,圖2與圖3所示的通風網絡的獨立通路數分別為3與4,與通路矩陣計算的一致。因此,通路計算公式(1)中分支數N與節(jié)點數J應包含虛擬分支數與虛擬節(jié)點數,則修正的獨立通路數計算公式為[0062] M=N+N虛?J?J虛?C回+1(2)[0063] 公式(2)中:M是修正后的獨立通路數,N虛為虛擬分支數,J虛為虛擬節(jié)點數。[0064] 然而對于包含單向回路的通風網絡,采用上述公式(2)確定的獨立通路數仍存在錯誤,例如,如圖1所示,搜索到P1與P2兩條獨立通路,但P2是假通路,是不能參與調控的。因此,圖1實際的獨立通路數為1條。然而按獨立通路數修正公式(2)計算,圖1的獨立通路數為2,其包含了假通路P2。因此,對于含單向回路的通風網絡,其獨立通路數應減去通風網絡中的單向回路數,則修正的獨立通路數計算公式為
[0065] M=N+N虛?J?J虛?C回+1(3)[0066] 公式(3)中:M為獨立通路數,N為通風網絡的實際分支數,N虛為通風網絡的虛擬分支數,J為通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為通風網絡的單向回路數。[0067] 需要說明的是,上述公式(3)計算的獨立通路數作為本發(fā)明實施例中獨立通路搜索算法的限制條件,以確保正確地搜索到礦井通風網絡中的獨立通路數。[0068] 基于此,在本發(fā)明的各種實施例中,如圖4所示,多風機通風系統的風量調節(jié)方法包括:[0069] 步驟101,基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數。[0070] 這里,獨立通路數基于前述的公式(3)確定,在此不再贅述。[0071] 步驟102,對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數。[0072] 示例性地,對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路。[0073] 這里,棧結構作為一種數據結構,具有“先進后出,后進先出”的特點。具體而言,棧結構是一種只能在一端進行插入和刪除操作的特殊線性表。它按照后進先出的原則存儲數據,先進入的數據被壓入棧底,最后的數據在棧頂,需要讀數據的時候從棧頂開始彈出數據(最后一個數據被第一個讀出來)。棧結構具有記憶作用,對棧結構的插入與刪除操作中,不需要改變棧底指針。[0074] 可以理解的是,允許進行插入和刪除操作的一端稱為棧頂(top),另一端為棧底(bottom);棧底固定,而棧頂浮動;棧結構中元素個數為零時稱為空棧。插入一般稱為進棧(PUSH),刪除則稱為退棧(POP)。棧結構也稱為后進先出表。[0075] 在一些實施例中,所述基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,包括:[0076] 以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索的起點;[0077] 基于深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑中搜索到的節(jié)點存儲至當前獨立通路的棧結構中;[0078] 基于所述棧結構確定搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,則進行退棧搜索。[0079] 示例性地,這里的退棧搜索可以為刪除棧頂元素,并重新搜索,或者退回至起點并重新搜索,本申請對此不做具體限定。[0080] 可以理解的是,基于棧結構的獨立通路搜索,可以避免搜索過程中出現單向回路,利于對包含單向回路的通風網絡的獨立通路進行準確地搜索。[0081] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0082] 判斷是否搜索到回風分支的末節(jié)點;[0083] 若是,則結束當前獨立通路的搜索;[0084] 若否,則繼續(xù)進棧搜索,直至搜索到所述末節(jié)點,結束當前獨立通路的搜索。[0085] 在一些實施例中,所述結束當前獨立通路的搜索之后,所述方法還包括:[0086] 判斷搜索到的獨立通路的數量是否小于所述獨立通路數;[0087] 若搜索到的獨立通路的數量小于所述獨立通路數,則退棧搜索至所述棧結構的下一節(jié)點作為當前搜索節(jié)點;[0088] 判斷所述當前搜索節(jié)點是否搜索到新分支;[0089] 若未搜索到新分支,則繼續(xù)退棧搜索,直至搜索到新分支,并將所述起點至所述當前搜索節(jié)點的路徑存儲至新的獨立通路的棧結構中,并基于所述棧結構進行新的獨立通路的搜索。[0090] 在一些實施例中,所述方法還包括:[0091] 若搜索到的獨立通路的數量等于所述獨立通路數,則得到所有獨立通路的搜索結果。[0092] 可以理解的是,本發(fā)明實施例在深度優(yōu)先搜索策略的基礎上,在尋找獨立通路的過程中,自動判斷通風網絡中是否存在單向回路問題,保證獨立通路數,并利用?!跋冗M后出,后進先出”的特點來保存當前搜索路徑,并運用進棧以及出棧等操作完成獨立通路的準確搜索,從而確保所有獨立通路搜索的準確性。[0093] 相關技術中,在風量平衡的基礎上,為使整個通風網絡風壓平衡,需選定一基準通路作為調控的目標,通過增阻、增壓以及降阻等調控手段使整個通風網絡其他非基準通路的總阻力值與基準通路的總阻力值相等,從而實現通風網絡按需通風。對于單風機的通風網絡,該方法毫無疑問是正確的。然而針對多風機的通風網絡,每臺風機所在的獨立通路不一樣,其總阻力值不一樣,每臺風機的風壓就不一樣。因此,多風機的通風網絡籠統的選擇一條基準通路,再通過調控其他非基準通路的總阻力值與基準通路的總阻力值相等,則會使整個通風網絡的風量重新分配,且調控點的數量會顯著增加,這顯然是不符合調控要求的。[0094] 考慮到一條獨立通路上的總阻力值與該獨立通路上各風機的負壓之和的絕對值是相等的,即共用同一臺風機的獨立通路的總阻力值(當獨立通路上有其它風機時,需加風機的負壓)等于該臺風機負壓的絕對值。因此,當設置固定風量的分支只在共用一臺風機的包含的獨立通路上,則只需調整共用該臺風機的獨立通路,既能滿足調控要求,也不影響其他已滿足風量要求的通風區(qū)域。由此可以得知,對于多風機通風系統的基準通路的確定可以不依據整個通風網絡的所有獨立通路確定,而是可以依據固定風量分支所在的獨立通路上的風機以及共用該風機的所有獨立通路來確定。[0095] 基于此,在一些實施例中,多風機通風系統的風量調節(jié)方法還包括:[0096] 根據固定風量分支,確定共用風機的各獨立通路,并計算各所述獨立通路的總阻力值;[0097] 基于各所述獨立通路的總阻力值確定基準通路。[0098] 示例性地,可以從共用風機的各獨立通路中選取總阻力值最大的獨立通路作為基準通路,可以對其余各獨立通路進行增阻調節(jié),從而使得其余各獨立通路與基準通路調平。[0099] 可以理解的是,在其他實施例中,可以從共用風機的各獨立通路中選取任一的獨立通路作為基準通路,對于其余的獨立通路,比這條基準通路大的任一獨立通路,則要通過降低其阻力值(即降阻調節(jié)),使它降到與基準通路的阻力值相等,則意味著該條獨立通路調平;而比這條基準通路小的任一獨立通路,則要通過增加其阻力值,使其阻力值增加到與基準通路的阻力值相等,則意味著該條獨立通路調平。[0100] 可以理解的是,基于上述方法確定的基準通路,可以避免以整個通風網絡的所有獨立通路確定基準通路而造成通風網絡中以滿足需風量要求的分支,因調節(jié)的影響而導致滿足風量要求的分支最終不滿足要求,提高了調節(jié)的可靠性。[0101] 為實現對整個通風網絡進行調控,需確定整個通風網絡的調控點數目與調控點位置。然而在實際礦山中,調節(jié)點位置設定時需考慮巷道的實際情況,如需風區(qū)一般采用增阻調節(jié),進、回風區(qū)一般采用降阻調節(jié),串聯風路一般上采用降阻調節(jié),大阻力通風路線一般采用降阻調節(jié),主要運輸路線一般采用降阻調節(jié)等等。通風網絡調控過程中,調節(jié)點位置的確定也應盡量減少其對通風網絡其他滿足風量要求分支的影響,以避免因調節(jié)點的增加,而造成其他分支不滿足風量要求。此外,從通風管理的角度,調節(jié)點數目應越少越好,以降低通風管理難度。[0102] 基于此,在一些實施例中,多風機通風系統的風量調節(jié)方法還包括:[0103] 針對各所述獨立通路,剔除所述基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數;[0104] 按所述分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),選擇能調平通路數最多的分支或者能調平通路數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定風阻調節(jié)的目標分支。[0105] 這里,各所述獨立通路是指前述的共用風機的獨立通路,分支通路數是指分支在所有獨立通路中出現的次數,基于分支通路數從高到低進行排序,遵循分支通路數高的分支先進行調節(jié)、且優(yōu)先選擇能調平通路數最多以及調節(jié)量最小的分支為原則,確定與優(yōu)化通風網絡的調控點數目與調控點位置,實現對整個通風網絡的調控??梢砸员WC通風網絡調節(jié)點的位置盡可能考慮礦山實際情況以及調節(jié)點數目盡可能少以減少通風管理的難度與降低通風能耗(增加壓力值與阻力值的調節(jié)會導致整個通風網絡能耗增加)。[0106] 下面結合一應用實施例對上述的多風機通風系統的風量調節(jié)方法進行舉例說明。[0107] 本應用實施例風量調節(jié)方法假設礦井通風巷道風流不可壓縮、且風流為完全紊流狀態(tài)以及定常流動等前提條件下,運用通路調控優(yōu)化算法完成對獨立通路的正確搜索,計算各獨立通路總阻力值,提出了基于共用風機確定可調控的獨立通路以及確定其基準通路的方法,并結合公共分支法,確定與優(yōu)化調控點位置與調控點數目,以實現對整個通風網絡的調控。[0108] 如圖5所示,該方法具體可以包括:[0109] 步驟201:初始化通風網絡參數。[0110] 示例性地,多風機通風系統的通風網絡包括:N條分支、N虛條虛擬分支、J個節(jié)點、J虛個虛擬節(jié)點、C回個單向回路、M條獨立通路,設置所有節(jié)點和分支為未訪問狀態(tài),其中M滿足前述公式(3)。[0111] 步驟202:構建通風網絡拓撲關系。[0112] 步驟203:搜索進風分支,以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索起點。[0113] 步驟204:初始化i=0。[0114] 步驟205:令當前搜索節(jié)點Nd為通路搜索始節(jié)點。[0115] 步驟206:從當前搜索節(jié)點Nd開始,按深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑存儲在通路NdStack[i]。[0116] 初始化棧NdStack,從當前搜索節(jié)點Nd開始,將搜索起點設置為待訪問狀態(tài),按深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑存儲在棧NdStack[i]中,其中棧NdStack[i]用于存儲搜索到的第i條獨立通路的所有節(jié)點。[0117] 步驟207:判斷是否搜到NdStack[i]中已訪問節(jié)點,若否,則執(zhí)行步驟208;若是,則執(zhí)行步驟209。[0118] 步驟208:判斷是否搜索到回風井的末節(jié)點,若是,則執(zhí)行步驟210;若否,則執(zhí)行步驟211。[0119] 步驟209:退棧搜索,并返回步驟206。[0120] 停止搜索,退棧搜索到此次通路搜索進棧起始節(jié)點,并返回步驟206。[0121] 步驟210:i=i+1。[0122] 棧NdStack[i]中的i變?yōu)閕+1,并執(zhí)行步驟213。[0123] 步驟211:進棧搜索。[0124] 這里,繼續(xù)搜索新的節(jié)點,并加入NdStack[i]中,執(zhí)行步驟212。[0125] 步驟212:分支標記。[0126] 對搜索到的分支進行標記,并返回步驟206。[0127] 步驟213:判斷i是否小于M,若是,則執(zhí)行步驟214,若否,則執(zhí)行步驟218。[0128] 這里,判斷棧NdStack[i]中i是否小于總獨立通路數M,若是,則進行退棧搜索;若否,則輸出搜索所有獨立通路的結果。[0129] 步驟214:退棧搜索。[0130] 這里,退棧搜索是從棧頂開始,到下一個節(jié)點,再繼續(xù)執(zhí)行步驟215。[0131] 步驟215:進棧搜索。[0132] 這里,將新的節(jié)點加入棧NdStack[i]中,并執(zhí)行步驟216。[0133] 步驟216:判斷是否找到新的分支,若是,則執(zhí)行步驟217,若否,則返回步驟214,以繼續(xù)退棧搜索。[0134] 步驟217:將通路起點到當前搜索節(jié)點Nd的路徑存儲在通路NdStack[i]。[0135] 這里,若找到新的分支,則將通路起點到當前搜索節(jié)點Nd的路徑存儲在棧NdStack[i],跳到步驟206。[0136] 步驟218:輸出搜索通路結果。[0137] 步驟219:確定共用風機的所有獨立通路。[0138] 這里,根據固定風量分支,確定共用風機的所有獨立通路,并計算各獨立通路的總阻力值。[0139] 步驟220:確定基準通路。[0140] 這里,根據各獨立通路中各分支的調節(jié)類別,確定基準通路。[0141] 步驟221:計算各非基準通路的調節(jié)量。[0142] 這里,剔除掉基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數并對其進行從高到低排序。[0143] 步驟222:確定調節(jié)方法與調節(jié)位置。[0144] 這里,按分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),優(yōu)先選擇能調平通路數最多的分支、而調平數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定調節(jié)方法與優(yōu)化調節(jié)點位置。[0145] 步驟223:判斷通風網絡中是否存在Δh≠0的獨立通路,若是,則跳到步驟222;若否,則進入步驟224。[0146] 這里,Δh是非基準通路與基準通路的差值,Δh≠0是調控的依據,若Δh=0,則該共用風機下的所有通路則調節(jié)完畢。[0147] 步驟224:通風網絡解算。[0148] 步驟225:判斷各分支的風量是否滿足要求,若否,則跳到步驟218;若是,執(zhí)行步驟226。
[0149] 步驟226:調控優(yōu)化成功。[0150] 通風網絡調控優(yōu)化成功,程序結束。[0151] 圖6為一應用示例中多風機通風系統的通風網絡的結構示意圖,其包含3臺風機、15個節(jié)點、20條分支、1條虛擬分支、0個虛擬節(jié)點、0個單向回路,分支原始通風參數見表1。
3 3 3
e17、e18、e19為預選風機分支,其風量分別為24m/s、52m/s、25m/s;e12為固定風量分支(也稱
3
為定流分支),其固定風量Q12=1.5m/s,風流方向為v8流向v11,其強制分風結果見表1。
[0152] 根據強制分風結果以及獨立通路計算公式(3),搜索通風網絡中所有獨立通路為7條,見表2;定流分支e12所在的通路為P2,P2上的風機分支為e17,則共用e17風機分支的獨立通路有P1與P2,因而只需對這兩條通路進行調控;又因P1與P2各可調節(jié)分支都為增阻調節(jié),則選定最大阻力通路P2為基準通路;剔除基準通路分支與不可調節(jié)分支,則可調分支為e7和e11;計算e7與e11兩分支的分支通路數為1,則隨機選擇一條即可,此次選擇的調節(jié)分支為e7,調節(jié)量為421.59Pa,而三臺風機的負壓分別為1548.70Pa、1935.60Pa、?1650.48Pa,調節(jié)優(yōu)化后的風量分配以及調節(jié)結果見表1。[0153] 表1多風機通風網絡參數及其調節(jié)結果[0154][0155] 表2通風網絡的所有獨立通路及其總阻力值[0156][0157] 為了實現本發(fā)明實施例的方法,本發(fā)明實施例還提供一種多風機通風系統的風量調節(jié)裝置,如圖7所示,該裝置包括:獨立通路數確定模塊701和獨立通路搜索模塊702。獨立通路數確定模塊701用于基于多風機通風系統的通風網絡確定獨立通路數;獨立通路搜索模塊702用于對所述通風網絡進行獨立通路搜索,直至搜索到的獨立通路的數量達到所述獨立通路數;其中,所述獨立通路數基于如下公式確定:M=N+N虛?J?J虛?C回+1;M為獨立通路數,N為所述通風網絡的實際分支數,N虛為所述通風網絡的虛擬分支數,J為所述通風網絡的實際節(jié)點數,J虛為所述通風網絡的虛擬節(jié)點數,C回為所述通風網絡的單向回路數;所述對所述通風網絡進行獨立通路搜索包括:基于棧結構存儲當前搜索過程中搜索到的所有節(jié)點并在搜索到與所述棧結構中節(jié)點相同的重復節(jié)點時,進行退棧搜索,以避開單向回路。[0158] 示例性地,獨立通路搜索模塊702具體用于:[0159] 以進風分支的始節(jié)點作為獨立通路搜索的起點;[0160] 基于深度優(yōu)先搜索策略搜索,將搜索路徑中搜索到的節(jié)點存儲至當前獨立通路的棧結構中;[0161] 基于所述棧結構確定搜索到與所述棧結構中的節(jié)點相同的重復節(jié)點時,則進行退棧搜索。[0162] 示例性地,獨立通路搜索模塊702還用于:[0163] 判斷是否搜索到回風分支的末節(jié)點;[0164] 若是,則結束當前獨立通路的搜索;[0165] 若否,則繼續(xù)進棧搜索,直至搜索到所述末節(jié)點,結束當前獨立通路的搜索。[0166] 獨立通路搜索模塊702結束當前獨立通路的搜索之后,還用于:[0167] 判斷搜索到的獨立通路的數量是否小于所述獨立通路數;[0168] 若搜索到的獨立通路的數量小于所述獨立通路數,則退棧搜索至所述棧結構的下一節(jié)點作為當前搜索節(jié)點;[0169] 判斷所述當前搜索節(jié)點是否搜索到新分支;[0170] 若未搜索到新分支,則繼續(xù)退棧搜索,直至搜索到新分支,并將所述起點至所述當前搜索節(jié)點的路徑存儲至新的獨立通路的棧結構中,并基于所述棧結構進行新的獨立通路的搜索。[0171] 示例性地,獨立通路搜索模塊702還用于:[0172] 若搜索到的獨立通路的數量等于所述獨立通路數,則得到所有獨立通路的搜索結果。[0173] 示例性地,該裝置還包括:基準通路確定模塊703,用于根據固定風量分支,確定共用風機的各獨立通路,并計算各所述獨立通路的總阻力值;基于各所述獨立通路的總阻力值確定基準通路。[0174] 示例性地,該裝置還包括:風阻調節(jié)模塊704,用于針對各所述獨立通路,剔除所述基準通路上的分支與不可調節(jié)的分支,統計剩余分支的分支通路數;按所述分支通路數從高到低的順序進行調節(jié),選擇能調平通路數最多的分支或者能調平通路數相同時則選擇調節(jié)量最小的分支,確定風阻調節(jié)的目標分支。[0175] 實際應用時,獨立通路數確定模塊701、獨立通路搜索模塊702、基準通路確定模塊703及風阻調節(jié)模塊704,可以由多風機通風系統的風量調節(jié)裝置中的處理器來實現。當然,處理器需要運行存儲器中的計算機程序來實現它的功能。
[0176] 需要說明的是:上述實施例提供的多風機通風系統的風量調節(jié)裝置在進行多風機通風系統的風量調節(jié)時,僅以上述各程序模塊的劃分進行舉例說明,實際應用中,可以根據需要而將上述處理分配由不同的程序模塊完成,即將裝置的內部結構劃分成不同的程序模塊,以完成以上描述的全部或者部分處理。另外,上述實施例提供的多風機通風系統的風量調節(jié)裝置與多風機通風系統的風量調節(jié)方法實施例屬于同一構思,其具體實現過程詳見方法實施例,這里不再贅述。[0177] 基于上述程序模塊的硬件實現,且為了實現本發(fā)明實施例的方法,本發(fā)明實施例還提供一種多風機通風系統的風量調節(jié)設備。圖8僅僅示出了該設備的示例性結構而非全部結構,根據需要可以實施圖8示出的部分結構或全部結構。[0178] 如圖8所示,本發(fā)明實施例提供的多風機通風系統的風量調節(jié)設備800包括:至少一個處理器801、存儲器802、用戶接口803和至少一個網絡接口804。多風機通風系統的風量調節(jié)設備800中的各個組件通過總線系統805耦合在一起。可以理解,總線系統805用于實現這些組件之間的連接通信。總線系統805除包括數據總線之外,還包括電源總線、控制總線和狀態(tài)信號總線。但是為了清楚說明起見,在圖8中將各種總線都標為總線系統805。[0179] 其中,用戶接口803可以包括顯示器、鍵盤、鼠標、軌跡球、點擊輪、按鍵、按鈕、觸感板或者觸摸屏等。[0180] 本發(fā)明實施例中的存儲器802用于存儲各種類型的數據以支持多風機通風系統的風量調節(jié)設備的操作。這些數據的示例包括:用于在多風機通風系統的風量調節(jié)設備上操作的任何計算機程序。[0181] 本發(fā)明實施例揭示的多風機通風系統的風量調節(jié)方法可以應用于處理器801中,或者由處理器801實現。處理器801可能是一種集成電路
芯片,具有信號的處理能力。在實現過程中,多風機通風系統的風量調節(jié)方法的各步驟可以通過處理器801中的硬件的集成邏輯電路或者軟件形式的指令完成。上述的處理器801可以是通用處理器、數字信號處理器(DSP,DigitalSignalProcessor),或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等。處理器801可以實現或者執(zhí)行本發(fā)明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者任何常規(guī)的處理器等。結合本發(fā)明實施例所公開的方法的步驟,可以直接體現為硬件譯碼處理器執(zhí)行完成,或者用譯碼處理器中的硬件及軟件模塊組合執(zhí)行完成。軟件模塊可以位于存儲介質中,該存儲介質位于存儲器802,處理器801讀取存儲器802中的信息,結合其硬件完成本發(fā)明實施例提供的多風機通風系統的風量調節(jié)方法的步驟。[0182] 在示例性實施例中,XX設備可以被一個或多個應用專用集成電路(ASIC,ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、DSP、可編程邏輯器件(PLD,ProgrammableLogicDevice)、復雜可編程邏輯器件(CPLD,ComplexProgrammableLogicDevice)、FPGA、通用處理器、控制器、微控制器(MCU,MicroControllerUnit)、微處理器(Microprocessor)、或者其他電子元件實現,用于執(zhí)行前述方法。[0183] 可以理解,存儲器802可以是易失性存儲器或非易失性存儲器,也可包括易失性和非易失性存儲器兩者。其中,非易失性存儲器可以是只讀存儲器(ROM,ReadOnlyMemory)、可編程只讀存儲器(PROM,ProgrammableRead?OnlyMemory)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM,ErasableProgrammableRead?OnlyMemory)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM,ElectricallyErasableProgrammableRead?OnlyMemory)、磁性隨機存取存儲器(FRAM,ferromagneticrandomaccessmemory)、快閃存儲器(FlashMemory)、磁表面存儲器、光盤、或只讀光盤(CD?ROM,CompactDiscRead?OnlyMemory);磁表面存儲器可以是磁盤存儲器或磁帶存儲器。易失性存儲器可以是隨機存取存儲器(RAM,RandomAccessMemory),其用作外部高速緩存。通過示例性但不是限制性說明,許多形式的RAM可用,例如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM,StaticRandomAccessMemory)、同步靜態(tài)隨機存取存儲器(SSRAM,SynchronousStaticRandomAccessMemory)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM,DynamicRandomAccessMemory)、同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM,SynchronousDynamicRandomAccessMemory)、雙倍數據速率同步動態(tài)隨機存取存儲器(DDRSDRAM,DoubleDataRateSynchronousDynamicRandomAccessMemory)、增強型同步動態(tài)隨機存取存儲器(ESDRAM,EnhancedSynchronousDynamicRandomAccessMemory)、同步連接動態(tài)隨機存取存儲器(SLDRAM,SyncLinkDynamicRandomAccessMemory)、直接內存總線隨機存取存儲器(DRRAM,DirectRambusRandomAccessMemory)。本發(fā)明實施例描述的存儲器旨在包括但不限于這些和任意其它適合類型的存儲器。[0184] 在示例性實施例中,本發(fā)明實施例還提供了一種存儲介質,即計算機存儲介質,具體可以是計算機可讀存儲介質,例如包括存儲計算機程序的存儲器802,上述計算機程序可由多風機通風系統的風量調節(jié)設備的處理器801執(zhí)行,以完成本發(fā)明實施例方法所述的步驟。計算機可讀存儲介質可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FlashMemory、磁表面存儲器、光盤、或CD?ROM等存儲器。[0185] 需要說明的是:“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。[0186] 另外,本發(fā)明實施例所記載的技術方案之間,在不沖突的情況下,可以任意組合。[0187] 以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此,本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
聲明:
“多風機通風系統的風量調節(jié)方法、裝置、設備及存儲介質” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)