基于Fisher判別法的礦井通風系統(tǒng)評價研究

張鈺清（中國神華神東煤炭集團公司榆家梁煤礦,陜西 榆林 719300）

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基于Fisher判別法的礦井通風系統(tǒng)評價研究

張鈺清
（中國神華神東煤炭集團公司榆家梁煤礦,陜西 榆林 719300）

摘 要：本文通過對Fisher判別法的概述，介紹Fisher判別法的特點，并建立礦井通風系統(tǒng)Fisher模型，運用Fisher判別法來評價礦井通風系統(tǒng)，能夠得到準確有效的答案。

關(guān)鍵詞：Fisher判別法；礦井通風系統(tǒng)；評價

0 引言

2003年孟南莊煤礦有限公司北采區(qū)213l回采工作面發(fā)生一起特大瓦斯煤塵爆炸事故，事故的原因就是通風設(shè)施不可靠，工作面風流短路，造成特大瓦斯爆炸事故。所以，煤礦的安全生產(chǎn)離不開礦井通風系統(tǒng)的正常運行，而如何評估礦井通風系統(tǒng)的安全可靠，需要進行科學評定，F(xiàn)isher判別法就能夠?qū)ΦV井通風系統(tǒng)進行綜合性評定。

1 Fisher判別法的概述

在當今數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，很多數(shù)據(jù)法則在低維空間中適用，但不符合高維空間，因此，降低維數(shù)空間就是解決問題的關(guān)鍵，而Fisher判別法其實就是涉及維數(shù)壓縮，其基本思路就是投影，針對P維空間中的某點x=（x1，x2，x3，…，xp）尋找一個能使它降為一維數(shù)值的線性函數(shù)y（x）： y（x）= ∑Cjxj 然后應用這個線性函數(shù)把P維空間中的已知類別總體以及求知類別歸屬的樣本都變換為一維數(shù)據(jù)，再根據(jù)其間的親疏程度把未知歸屬的樣本點判定其歸屬。這個線性函數(shù)應該能夠在把P維空間中的所有點轉(zhuǎn)化為一維數(shù)值之后，既能最大限度地縮小同類中各個樣本點之間的差異，又能最大限度地擴大不同類別中各個樣本點之間的差異，這樣才可能獲得較高的判別效率。在這里借用了一元方差分析的思想，即依據(jù)組間均方差與組內(nèi)均方差之比最大的原則來進行判別。通過Fisher判別法，就能使同類樣品盡可能的集中，不同類的樣品盡可能的分開，滿足“類內(nèi)緊湊、類間分離”的原則，從而達到判別分析的目的。

2 Fisher模型的建立

Fisher判別法是根據(jù)已有觀測樣本的若干數(shù)量特征對新獲得的樣本進行識別，判斷其屬性的預測預報分析方法。由于Fisher判別法對于所測數(shù)據(jù)沒有具體要求，所以Fisher判別法適用于未知數(shù)據(jù)的辨別。Fisher模型的建立，首先要有樣本采取，既訓練樣本（此樣本的屬性已經(jīng)熟悉）然后通過一系列的計算進行空間投影，也就是找出這些樣本的共通性，使之聚集在一起，然后對待測點進行投影，最后比較所得的待測點投影與訓練樣本投影之間的馬氏距離，依靠馬氏距離的長短來辨別待測樣本的屬性。Fisher模型的建立，其最重要的就是訓練樣本的選取，若選取的訓練樣本較多，會造成計算復雜，投影區(qū)過于分散，對獲得待測樣本的屬性人為化增加難度；若選取的訓練樣本較少，會造成分析不全面，無法達到真正的評估作用，無法辨別待測樣本的屬性。所以，訓練樣本的選取，需要認真分析并結(jié)合實際情況來進行決定，樣本選取正確，F(xiàn)isher模型也就行之有效，就能起到Fisher判別法的作用。

3 Fisher判別法對礦井通風系統(tǒng)的評價

Fisher判別法選取好訓練樣本后建立Fisher模型，筆者通過綜合分析，從礦井通風動力、通風網(wǎng)絡(luò)、通風設(shè)施、通風質(zhì)量、通風監(jiān)測、防災抗災能力、通風電耗、通風能力等8個方面共確定了16項礦井通風評價指標，并將所評價出的結(jié)果，既輸出參數(shù)分為三種：一為合格；二為基本合格；三為待整改。通過訓練樣本中各判別因子評價指標值分部，結(jié)合Fisher函數(shù)計算公式，得出對礦井通風系統(tǒng)評價影響最大的因素從大到小依次為：礦井風壓的合理性及礦井的通風能力、用風地點風質(zhì)合格率、防塵灑水系統(tǒng)合格率、主要通風機綜合效率、礦井通風監(jiān)測利用率、用風地點溫度合格率、礦井通風網(wǎng)絡(luò)復雜程度、礦井通風設(shè)施合格率、用風地點風量合格率、主要通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、礦井風量供需比，另外，通風方式與方法的可靠性、礦井防災設(shè)施合格率、礦井反風系統(tǒng)的靈活性和礦井噸煤通風電耗比對通風系統(tǒng)評價影響較小，故不做排名比較。通過 Fisher模型做出的系統(tǒng)判斷，用實際情況去進行回判，得出的結(jié)論與Fisher模型做出的評價相一致，所以，F(xiàn)isher判別法具有預測預報分析能力。但是，F(xiàn)isher判別法也會出現(xiàn)預測出錯的時候，當評價指標不夠精準，判別因子及訓練樣本選取不具代表性的時候，F(xiàn)isher模型所給出的數(shù)據(jù)可能就不具有準確性。Fisher模型計算是建立在較嚴密的數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型上的，當基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計不全面或者不準確時，其得出的評定結(jié)果也會差之毫厘。所以，F(xiàn)isher判別法的作用能否體現(xiàn)就在于所選取的樣本是否具有代表性，所選取的判別因子數(shù)據(jù)是否具有準確性。比如：礦井通風系統(tǒng)是一項比較復雜的系統(tǒng)工程，其中牽扯了較多的行業(yè)與工程，若選取的判別因子與通風系統(tǒng)關(guān)聯(lián)不大，那所得的結(jié)果也就是毫無意義的。通過筆者通過分析所定的16項判別因子來看，能夠準確并且預測礦井通風系統(tǒng)的正常運行，礦井風壓的合理性及礦井的通風能力、用風地點風質(zhì)合格率、防塵灑水系統(tǒng)合格率、主要通風機綜合效率、礦井通風監(jiān)測利用率、用風地點溫度合格率、礦井通風網(wǎng)絡(luò)復雜程度、礦井通風設(shè)施合格率、用風地點風量合格率、主要通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、礦井風量供需比，這幾項從大到小影響著礦井通風系統(tǒng)，同類礦井依然適用，可以借用此Fisher模型進行礦井通風系統(tǒng)的評價。

4 結(jié)論

煤炭市場目前處于度寒冬較低迷的嚴峻形勢，在此情況下，保障煤礦工人人身安全更是重中之重，而通風系統(tǒng)作為煤礦安全生產(chǎn)的六大系統(tǒng)之一，其作用與正常運行更是不容忽視的，通過Fisher判別法，科學評價礦井通風系統(tǒng)，是對煤礦工人生命安全的保障之一。

參考文獻：

［1］史秀志,周鍵.用Fisher判別法評價礦井通風系統(tǒng)安全可靠性［J］.中南大學 采礦與安全工程學報,2010（12）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.247