凍結(jié)法鑿井工程凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凍結(jié)法鑿井工程凍結(jié)控制的計(jì)算機(jī)輔助操作系統(tǒng)，具體地說就是一種凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在深厚表土層或軟巖層中建設(shè)井筒或修筑其他地下工程，凍結(jié)法是穿越不穩(wěn)定地層的有效施工方法。深井凍結(jié)施工難度較大，影響因素很多，例如:井筒設(shè)計(jì)參數(shù)不同、凍結(jié)管布置方式不同、地層參數(shù)不同以及各種施工擾動(dòng)等。凍結(jié)壁形成過程中的問題同樣重要，如:凍結(jié)壁的厚度、控制邊界、井筒的滲流邊界、應(yīng)力邊界，不同的凍結(jié)溫度、速度對圍巖、井筒、凍結(jié)管的凍脹力大小等。這些因素和問題相互關(guān)聯(lián)，直接影響凍結(jié)施工的安全。
[0002]深井凍結(jié)工程開凍后，由于施工設(shè)計(jì)已定，隨著開挖的進(jìn)行，對凍結(jié)的控制至關(guān)重要，國內(nèi)出現(xiàn)過多起由于凍結(jié)控制不當(dāng)，造成斷管跑漏鹽水淹井，甚至井筒報(bào)廢的情況，控制的好壞直接影響到井筒建設(shè)的成敗。科研技術(shù)人員對凍結(jié)工程的相關(guān)研宄很多，但大都針對一到兩個(gè)問題進(jìn)行，例如研宄凍脹力、研宄凍結(jié)溫度場分析，取得的成果對凍結(jié)控制起到了指導(dǎo)作用，幫助凍結(jié)施工單位提高了施工技術(shù)，凍結(jié)深度不斷突破記錄。從整體來看，國內(nèi)凍結(jié)施工單位在凍結(jié)控制上還是根據(jù)凍結(jié)溫度場分析、相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析加上施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，但施工單位技術(shù)良莠不齊，難以實(shí)現(xiàn)控制經(jīng)驗(yàn)共享，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，控制效果不好。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，凍結(jié)工程監(jiān)測手段也不斷進(jìn)步，現(xiàn)場得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)越來越多，如何利用好這些數(shù)據(jù)，分析總結(jié)規(guī)律，用以指導(dǎo)凍結(jié)控制的問題越來越突出。提出一種基于數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的煤礦凍結(jié)鑿井工程凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)框架，以數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘、模型庫和知識(shí)庫為主要結(jié)構(gòu)，支持聯(lián)機(jī)分析處理(On-line AnalyticalProcessing, OLAP)，即解決了決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取能力不足，又利用專業(yè)領(lǐng)域的模型庫和知識(shí)庫減小數(shù)據(jù)挖掘和聯(lián)機(jī)分析的工作難度并提高它們的工作效率。系統(tǒng)可為工程技術(shù)人員提供凍結(jié)控制決策支持，提高控制的科學(xué)性，合理調(diào)配凍結(jié)站設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，提高凍結(jié)施工的信息化、自動(dòng)化水平，保障工程施工的安全順利進(jìn)行，同時(shí)節(jié)約大量的電能，符合國家節(jié)能減排的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于凍結(jié)法鑿井工程凍結(jié)控制的決策支持系統(tǒng)，系統(tǒng)將凍結(jié)鑿井工程涉及到的各子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，幫助技術(shù)人員全面、準(zhǔn)確的掌握凍結(jié)工程現(xiàn)狀，提供凍結(jié)控制決策輔助，建立科學(xué)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的控制決策體系，提升凍結(jié)控制的水平，保證凍結(jié)施工安全快速進(jìn)行。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明凍結(jié)鑿井工程凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)的技術(shù)方案是將凍結(jié)壁的檢測、凍結(jié)站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測、凍結(jié)施工方案設(shè)計(jì)、施工前的凍土實(shí)驗(yàn)、凍結(jié)壁溫度場分析、井筒開鑿施工以及凍結(jié)站設(shè)備控制系統(tǒng)等技術(shù)手段、數(shù)據(jù)、控制方法用科學(xué)的方法集成為一體，解決凍結(jié)控制的決策問題。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0007]圖2為凍結(jié)控制分析流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]凍結(jié)法鑿井工程凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)由源數(shù)據(jù)層11、數(shù)據(jù)獲取層12、數(shù)據(jù)管理層13、數(shù)據(jù)分析層14和數(shù)據(jù)展示層15組成，如圖1所示。源數(shù)據(jù)層11主要存放著凍結(jié)施工單位通過檢測得到的凍結(jié)前數(shù)據(jù)和凍結(jié)過程中數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獲取層12從源數(shù)據(jù)層中抽取分析決策所必須的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將清洗和轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)集成到凍結(jié)工程數(shù)據(jù)倉庫中。通過數(shù)據(jù)管理層13對數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，根據(jù)不同的主題建立數(shù)據(jù)集市來減少數(shù)據(jù)處理量。針對不同主題的數(shù)據(jù)集市，數(shù)據(jù)分析層14中數(shù)據(jù)挖掘和OLAP工具共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多層次的分析和挖掘。數(shù)據(jù)挖掘工具將數(shù)據(jù)倉庫中挖掘的知識(shí)放入專家系統(tǒng)的知識(shí)庫中，通過知識(shí)推理達(dá)到定性分析輔助決策。模型庫則實(shí)現(xiàn)多個(gè)模型的綜合決策。最后數(shù)據(jù)展示層15將OLAP和數(shù)據(jù)挖掘的分析結(jié)果通過前端展示工具(圖形用戶界面)提供給相關(guān)決策人員，輔助決策。
[0009]凍結(jié)控制分析流程如圖2所示。凍結(jié)工程數(shù)據(jù)21經(jīng)過數(shù)據(jù)的預(yù)處理和加載存入到數(shù)據(jù)倉庫22中，倉庫中的數(shù)據(jù)通過基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘算法25和OLAP工具23，結(jié)合凍結(jié)控制領(lǐng)域知識(shí)26進(jìn)行分析挖掘，形成凍結(jié)控制知識(shí)27，進(jìn)而得到相關(guān)的凍結(jié)控制決策支持28，利用凍結(jié)控制模型庫29中的已有控制模型提出相應(yīng)控制對策，最后通過凍結(jié)控制用戶交互界面24將分析結(jié)果呈現(xiàn)給相關(guān)技術(shù)人員。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凍結(jié)法鑿井工程的凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)，主要包括凍結(jié)工程數(shù)據(jù)倉庫、凍結(jié)工程控制模型庫和凍結(jié)工程專業(yè)知識(shí)庫，其特征在于:將凍結(jié)鑿井工程從工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)挖掘、分析，知識(shí)庫建立，控制模型建立，到為工程技術(shù)人員提供控制決策支持集成為一個(gè)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)，其特征在于:所述凍結(jié)工程數(shù)據(jù)倉庫主要包括:數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)獲取層、數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)分析層、數(shù)據(jù)展示層；數(shù)據(jù)源層用來存儲(chǔ)凍結(jié)工程開工前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和凍結(jié)開始后的工程數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)獲取層根據(jù)凍結(jié)工程數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)模型從數(shù)據(jù)源層抽取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換再裝載到倉庫中去。數(shù)據(jù)管理層根據(jù)凍結(jié)工程不同主題建立數(shù)據(jù)集市減少數(shù)據(jù)處理量；數(shù)據(jù)分析層采用OLAP工具與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘算法，結(jié)合凍結(jié)工程控制模型庫和凍結(jié)工程專業(yè)知識(shí)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；數(shù)據(jù)展示層負(fù)責(zé)將系統(tǒng)處理結(jié)果用直觀的顯示方式提供給工程技術(shù)人員，幫助其進(jìn)行凍結(jié)控制決策。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)，其特征在于:所述凍結(jié)工程控制模型庫包含凍結(jié)工程控制方面的各種控制模型，凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)可直接調(diào)用凍結(jié)工程控制模型庫中的各種模型支持決策。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)，其特征在于:所述凍結(jié)工程專業(yè)知識(shí)庫包括凍結(jié)工程領(lǐng)域基本事實(shí)、規(guī)則和其他相關(guān)信息，也可通過數(shù)據(jù)挖掘得到。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種凍結(jié)法鑿井工程凍結(jié)控制決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)將凍結(jié)控制領(lǐng)域的各種檢測、分析、控制集成一體，為凍結(jié)施工人員進(jìn)行凍結(jié)控制提供有力的決策支持。包括源數(shù)據(jù)層，主要用來存放檢測得到的凍結(jié)施工前數(shù)據(jù)和凍結(jié)過程中數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取層負(fù)責(zé)從源數(shù)據(jù)層中抽取數(shù)據(jù)，然后將清洗和轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)裝載到凍結(jié)工程數(shù)據(jù)倉庫中，數(shù)據(jù)管理層根據(jù)不同主題建立數(shù)據(jù)集市減少數(shù)據(jù)處理的工作量。數(shù)據(jù)分析層中的數(shù)據(jù)挖掘和OLAP工具共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多層次的分析和挖掘，得到的知識(shí)放入知識(shí)庫中，通過知識(shí)推理達(dá)到定型分析輔助決策。模型庫則實(shí)現(xiàn)多個(gè)模型的綜合決策。最后數(shù)據(jù)展示層將分析結(jié)果通過前端展示工具(圖形用戶界面)提供給相關(guān)決策人員。
【IPC分類】G06Q10-06, G06N5-04
【公開號(hào)】CN104599080
【申請?zhí)枴緾N201510058644
【發(fā)明人】鄭曉亮, 沈華軍, 胡業(yè)林
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月4日