基于數(shù)據(jù)挖掘的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

劉文學(xué)

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266100）

礦產(chǎn)資源的智能開采能夠合理緩解礦產(chǎn)資源緊缺的問題。目前絕大部分礦產(chǎn)資源開采過程的監(jiān)測主要采取傳統(tǒng)的檢測手段，這種方法的智能化較低，誤差值較大，及時性也無法得到有效保證[1]。與此同時，功能強大的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在礦山智能檢測中的應(yīng)用范非常有限，急需在社會各界大面積推廣和普及?，F(xiàn)在的智能檢測系統(tǒng)缺少一個實時的檢測體制和信息處理系統(tǒng)，在礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)的設(shè)計、管理等軟件構(gòu)造上依然還存在著諸多問題。所以基于數(shù)據(jù)挖掘的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)的研究是智能檢測系統(tǒng)長遠發(fā)展的一個極其重要的研究方向。

1 基于數(shù)據(jù)挖掘的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計

檢測設(shè)備的選取上，地質(zhì)礦產(chǎn)資源回采檢測中的檢測設(shè)備構(gòu)成了檢測系統(tǒng)的第一部分——傳感器[2]。按照傳感器類別的不一樣，其輸出既能夠是電壓、電流、電阻，也可以是隨著時間而發(fā)生改變的其他電子性能。有一部分傳感器可能需要額外的構(gòu)件或電路來組成能夠被智能檢測設(shè)備精準獲取和安全讀取的電子信號。

（1）多點位移計設(shè)備。多點位移計設(shè)備主要是用于檢測地質(zhì)工程鉆孔內(nèi)不同深度巖體之間軸向的伸縮變形情況，當(dāng)鉆孔的錨固點隨著周遭巖體的變動而產(chǎn)生位移時[3]，經(jīng)傳感桿傳到鉆孔的基點端口，各點的位移量就能夠在基點端實施精準測量。各個測點和基點端之間的位移距離就代表測點四邊巖體相對于基點端周邊巖體的位移。

（2）DAQ設(shè)備。DAQ設(shè)備作用檢測信號的三個主要構(gòu)成部分具體包括信號優(yōu)化電路、模數(shù)轉(zhuǎn)變器(ADC)以及計算機總線。絕大部分的DAQ設(shè)備還具有實現(xiàn)檢測系統(tǒng)和過程智能化的其他功能。比如，數(shù)模轉(zhuǎn)變器(DAC)對模擬信號進行輸出加工后，數(shù)字線將輸入/輸出轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，計數(shù)器/定時器重新定量并生成數(shù)字脈沖。

2 基于數(shù)據(jù)挖掘的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計

（1）數(shù)據(jù)采集模塊。在數(shù)據(jù)采集模塊中，有必要對上板、礦層的位移距離以及巖體內(nèi)部應(yīng)力值等進行采集，由于這些數(shù)據(jù)是連續(xù)不斷且持續(xù)變化的，因而需要采取內(nèi)觸方式，通過NIDAQ max完成數(shù)據(jù)的智能采集。

（2）數(shù)據(jù)分析模塊。數(shù)據(jù)分析模塊主要是用于對傳感器輸出信號進行有效分析。首先將采集到的電子信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?yīng)的應(yīng)力值，并據(jù)此得出這些物理性質(zhì)的變化速率以及加速度，之后評判這些數(shù)據(jù)是否超過預(yù)警值。

（3）元數(shù)據(jù)管理模塊。元數(shù)據(jù)管理模塊主要是用于對生成元數(shù)據(jù)信息進行單獨編輯，另外，元數(shù)據(jù)庫作為元數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的信息來源，元數(shù)據(jù)的管理工作有必要對元數(shù)據(jù)庫進行日常維修和監(jiān)管，以確保元數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)集合的有效來源而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，因而必須涵蓋數(shù)據(jù)提交、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢以及數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容。

（4）報表自動生成模塊。地下礦床回采工作需要設(shè)計單位、輸送單位、爆破單位等多個部門的統(tǒng)籌合作，各個單位之間的信息交流一般是以報表為主，假如報表間的格式差異較大，就會加大現(xiàn)場工作人員的工作量。

數(shù)據(jù)挖掘自身就帶有較強的報表生成功能，能和各種應(yīng)用程序進行交流，其生成報表的方法主要包括三種，見下表所示。

表1 報表生成方法對比

除上述3種方法以外，還可以根據(jù)DDE(dynamic data exchange)或利用Active X表格生成軟件自動形成報表。按照上面幾種方法的對比，聯(lián)系實際，本檢測系統(tǒng)采取Report GenerationToolkit來完成檢測系統(tǒng)內(nèi)的報表自動生成模塊。

3 實驗與效果分析

為了更加清楚、具體的看出此系統(tǒng)設(shè)計的實際效果，特與傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)進行對比，對其檢測能力進行比較。

（1）實驗準備。為保證實驗的準確性，將兩種地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)設(shè)計置于相同的試驗環(huán)境之中，進行檢測能力的試驗。實驗過程中保證其他實驗條件不變。

（2）實驗結(jié)果分析。實驗過程中，通過兩種不同的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)同時在相同環(huán)境下進行工作，分析其檢測能力的變化。效果對比圖1所示：

圖1 本文實驗結(jié)果對比

根據(jù)實驗結(jié)果可知，本文設(shè)計的礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)其檢測能力遠遠傳統(tǒng)設(shè)計，且隨著時間的延長，其檢測率雖然一定程度上有所下降，但始終在80%以上。

4 結(jié)語

本文對基于數(shù)據(jù)挖掘的地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用進行分析，依托數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)智能檢測分析，對其進行優(yōu)化，實現(xiàn)本文設(shè)計。實驗論證表明，本文設(shè)計的方法具備極高的有效性。