巷道爆破设计软件的设计与实现

发布时间：2017-06-16 06:09

  本文关键词：巷道爆破设计软件的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钻爆法相对机械掘进法具有使用简便、成本低、掘进效率高等优点,因而被广泛地使用并取得了良好的效果。然而巷道爆破设计及施工过程目前仍然是依靠人工力去完成与安排。这种方式已经成为限制巷道掘进施工的瓶颈。它不仅耗时耗力,还容易出错。最重要的是它严重依赖施工人员的经验以及不能利用以往的爆破方案与经验对后续的爆破设计作指导。因此,开发出巷道爆破设计软件对加速巷道爆破设计和提高巷道施工效率有重要意义。本文深入研究了巷道爆破数学模型,并在此基础上通过增加预设计步骤优化了爆破数学模型,设计并实现了基于爆破数学模型的基础爆破设计模块。同时,为了利用历史爆破案例,增强系统的智能性,把基于案例推理相关技术引入到巷道爆破设计中,设计并实现了基于案例推理的智能爆破设计模块。在案例检索环节,针对巷道爆破设计特点,在归一化、特征权值、并行化等方面对传统KNN算法做了改进。在案例库优化方面,为了加快案例检索速度和提高案例库的并发性对案例库进行逻辑划分,通过为巷道直墙高和直墙宽建立聚簇索引使得相同巷道断面尺寸的案例在物理磁盘上聚集在一起形成自治的逻辑子案例库,实现了对案例库的分层;对于冗余案例的剔除,提出一种基于DBSCAN算法的延迟批量案例库精炼算法。本文还分析研究了巷道爆破设计的数据流,设计并实现了巷道爆破设计软件的数据库组成与结构。把相关数据分为五类一共十五张数据库表,其中爆破设计类包括方案表、钻爆表、钻爆信息表、火工品表、火工品信息表。为了进一步提高数据的独立性和简化上层应用的复杂度还增加了相应的视图。课题以爆破设计模块为核心,增加了基础数据管理、项目管理、施工组织管理、用户鉴别四大辅助模块,使用C#语言、采用C/S结构完成了巷道爆破设计软件的开发。通过具体的工程应用,展示了系统的可用性和易用性,也验证了针对爆破设计所做改进的合理性和正确性。
【关键词】：爆破设计 案例推理 KNN 案例库优化
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.52;TB41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景和研究意义10-11
• 1.2 计算机辅助技术在爆破领域的研究现状11
• 1.3 本文的主要研究内容和研究方法11-12
• 1.4 论文结构12-13
• 本章小结13-14
• 第2章 基于模型的爆破设计研究与改进14-24
• 2.1 巷道爆破的炮孔类型14-17
• 2.1.1 掏槽孔介绍14-16
• 2.1.2 周边孔介绍16
• 2.1.3 崩落孔介绍16
• 2.1.4 辅助孔介绍16-17
• 2.2 巷道爆破中的炮孔布置17-20
• 2.2.1 掏槽孔的布置17-18
• 2.2.2 周边孔的布置18-19
• 2.2.3 崩落孔的布置19
• 2.2.4 辅助孔的布置19-20
• 2.3 巷道爆破中炸药参数设计20-21
• 2.3.1 掏槽孔炸药参数设计20
• 2.3.2 崩落孔炸药参数设计20-21
• 2.3.3 周边孔炸药参数设计21
• 2.4 爆破设计模型优化研究21-23
• 本章小结23-24
• 第3章 基于CBR的爆破设计研究及改进24-42
• 3.1 专家系统概述24-25
• 3.2 基于案例的专家系统25-27
• 3.2.1 基于案例的专家系统原理25-26
• 3.2.2 基于案例的专家系统组成与结构26-27
• 3.2.3 基于案例的专家系统优点27
• 3.3 基于CBR的智能爆破设计关键技术27-29
• 3.4 KNN算法原理29-32
• 3.5 KNN算法的适配及改进研究32-36
• 3.5.1 K值的选择32-33
• 3.5.2 降维33
• 3.5.3 归一化33-34
• 3.5.4 距离的度量34-35
• 3.5.5 局部最近邻35-36
• 3.5.6 并行化36
• 3.6 基于CBR的巷道智能爆破设计算法36-38
• 3.7 案例库的优化38-41
• 3.7.1 案例库分层38-39
• 3.7.2 案例库精炼39-41
• 本章小结41-42
• 第4章 系统分析与总体设计42-53
• 4.1 系统的需求分析42-43
• 4.1.1 可行性分析42
• 4.1.2 功能性需求42-43
• 4.1.3 性能需求43
• 4.2 系统的总体架构43-44
• 4.3 系统的模块设计44-48
• 4.3.1 爆破设计模块45-46
• 4.3.2 基础数据管理模块46
• 4.3.3 施工组织管理模块46-47
• 4.3.4 项目管理模块47
• 4.3.5 用户鉴别模块47-48
• 4.4 系统数据库设计与结构48-52
• 4.4.1 爆破设计数据流图48-49
• 4.4.2 数据库表设计49-52
• 本章小结52-53
• 第5章 具体功能设计与实现53-72
• 5.1 爆破设计模块设计与实现53-64
• 5.1.1 核心数据结构53-58
• 5.1.2 公共模块设计与实现58-60
• 5.1.3 基础爆破设计的设计与实现60-62
• 5.1.4 智能爆破设计的设计与实现62-64
• 5.1.5 指令单64
• 5.2 方案库管理的设计与实现64-66
• 5.3 辅助模块的设计与实现66-71
• 5.3.1 施工数据统计模块的设计与实现67-68
• 5.3.2 项目管理模块设计与实现68-70
• 5.3.3 其他辅助模块的设计与实现70-71
• 本章小结71-72
• 第6章 工程实例应用72-77
• 6.1 工程概况72
• 6.2 系统配置72-73
• 6.3 工程应用73-76
• 本章总结76-77
• 第7章 总结与展望77-79
• 7.1 论文总结77-78
• 7.2 工作展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 附录83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘仁旭,汲红旗;公路隧道的光面爆破[J];公路;2005年10期

2 李荣陆,胡运发;基于密度的kNN文本分类器训练样本裁剪方法[J];计算机研究与发展;2004年04期

3 刘金琨，邓守强;专家系统发展的历史及趋势[J];计算机时代;1995年05期

4 蔡路军,马建军,叶洲元,楼晓明;深凹露天矿爆破CAD系统[J];有色金属(矿山部分);2005年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 肖清华;隧道掘进爆破设计智能系统研究[D];西南交通大学;2007年

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本文编号：454614