[发明专利]基于时间序列游程检验的瓦斯灾害预警方法

摘要

本发明提供一种基于时间序列游程检验的瓦斯异常涌出预警方法，包括：计算t时刻的掘进工作面瓦斯浓度时间序列的均值；生成符号序列；进行游程检验；若瓦斯浓度时间序列是平稳的，则处于正常状态，取t＝s+1瓦斯浓度时间序列进行游程检验；若t＝s+1时刻瓦斯浓度时间序列是平稳的，取t＝s+2的瓦斯浓度时间序列进行游程检验；直到某一时刻是非平稳的；若瓦斯浓度时间序列是非平稳的，则t＝s时刻可能处于异常状态，取t＝s+1的瓦斯浓度时间序列进行游程检验；若t＝s+1仍是非平稳的，则处于异常状态；进行瓦斯异常涌出预警判断。本发明提取瓦斯浓度时间序列的变化特征，对工作面瓦斯异常涌出进行实时动态预警，使得瓦斯灾害预警从事后向事前转移，有利于瓦斯事故预防和控制。

主权项

1.基于时间序列游程检验的瓦斯异常涌出预警方法，其特征在于，包括：/n计算t时刻的掘进工作面瓦斯浓度时间序列的均值；/n生成符号序列：在保持瓦斯浓度时间序列原有顺序的情况下，将其中的不小于该均值的瓦斯浓度值、小于该均值的瓦斯浓度值用不同符号标记，得到一个符号序列；在符号序列中每一段连续相同的符号子序列称为一个游程；/n基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验；/n若游程检验后瓦斯浓度时间序列是平稳的，则当前t＝s时刻掘进工作面瓦斯涌出处于正常状态，取下一时刻t＝s+1的瓦斯浓度时间序列，生成符号序列并基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验；若游程检验后t＝s+1时刻瓦斯浓度时间序列是平稳的，取下一时刻t＝s+2的瓦斯浓度时间序列，生成符号序列并基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验；依此类推，直到某一时刻游程检验后瓦斯浓度时间序列是非平稳的；/n若游程检验后瓦斯浓度时间序列是非平稳的，则判断当前t＝s时刻掘进工作面瓦斯涌出可能处于异常状态，取下一时刻t＝s+1的瓦斯浓度时间序列，生成符号序列并基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验；若游程检验后时刻t＝s+1的瓦斯浓度时间序列仍是非平稳的，则当前时刻掘进工作面瓦斯涌出处于异常状态；并对掘进工作面瓦斯涌出所处的异常状态进行瓦斯异常涌出预警判断：/n若t＝s+1时刻的瓦斯浓度的时间序列仍是非平稳的，则判定掘进工作面瓦斯涌出已进入异常阶段，即瓦斯涌出异常开始时刻处于t＝s-1时刻和t＝s时刻之间，在t＝s时刻掘进工作面瓦斯涌出已进入异常阶段，并发出瓦斯异常涌出预警；否则，取下一时刻t＝s+2的瓦斯浓度的时间序列，生成符号序列，并基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验；/n所述基于符号序列对瓦斯浓度时间序列进行游程检验，包括：/n计算所述符号序列中的游程总数和所述符号序列中两种符号出现的次数，判断两种符号出现的次数是否均不超过15：/n若两种符号出现的次数均不超过15，则在给定显著水平下判断所述符号序列中的游程总数是否属于正常范围：是，则瓦斯浓度时间序列是平稳的；否则瓦斯浓度时间序列是非平稳的；/n若两种符号出现的次数全部超过15或者其中一个超过15，则计算瓦斯浓度时间序列的游程期望数和游程标准差，在给定显著水平下，若检验统计量的绝对值小于1.96，则瓦斯浓度时间序列是平稳的；若检验统计量的绝对值不小于1.96，则瓦斯浓度时间序列非平稳的；/n所述符号序列中的游程总数既有上限又有下限时，所述正常范围是所述符号序列中的游程总数大于其下限且小于其上限；/n所述符号序列中的游程总数仅有下限时，所述正常范围是所述符号序列中的游程总数大于其下限；/n所述瓦斯浓度时间序列的游程期望数