【技术实现步骤摘要】
本公开涉及矿井智能通风网络系统领域，具体涉及一种矿井通风网络解算方法和装置、及电子设备和存储介质。
技术介绍
1、矿井通风网络解算，通常采用广泛应用于矿井通风系统的scott-hinsley法。scott-hinsley法通常是根据kirchhoff风量平衡定律、kirchhoff风压平衡定律、阻力定律以及分支数和节点数构造多元非线性方程组进行求解，在理想情况下可以求得最优解。但对于复杂通风网络系统而言，由于固定风量分支的存在，导致的风量调节时产生的不平衡误差过于集中在存在固定风量分支的回路，为风量的有效调节增加了难度，并使收敛速度变慢。
2、因此，为了有效解决scott-hinsley法中未考虑通风网络存在固定风量分支的问题，本公开提供了一种基于改进scott-hinsley法的风网解算方法，结合内斯特罗夫加速梯度优化算法与scott-hinsley法的修正法，适用于矿井通风网络解算的nagcsh算法，其通过灵活地调整梯度更新的步长，从而以更快的速度收敛获取最优解，并减少震荡。
技术实现思路
1、本公开提供的矿井通风网络解算方法，能够以更快的速度收敛获取最优解，并能够减少震荡。
2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种矿井通风网络解算方法，该方法包括：
3、获取目标矿井的通风网络图，并根据所述通风网络图确定通风网络的余树分支、树分支和节点；
4、拟定所述余树分支的理论风量值并计算所述树分支的理论风量值，并将所述余树分支的理论风量值和
5、校正搜索方向，确定所述余树分支和所述树分支的实际风量近似解；
6、计算所述余树分支和所述树分支的实际风量风压值，并计算风机的实际工况参数。
7、在一个实施例中，所述根据所述通风网络图确定通风网络的余树分支、树分支和节点包括：
8、获取网格结构和网络数据，所述网络数据包括分支数n、节点数j、固定风量分支数nk、风机数f，各分支风阻值r、固定风量分支风量值q、风机压能特性曲线高效区拟合点的坐标值；
9、根据所述网格结构和网络数据确定所述余树分支、树分支和节点，并为所述余树分支、树分支和节点编号。
10、在一个实施例中，所述拟定所述余树分支的理论风量值并计算所述树分支的理论风量值包括：
11、根据所述余树分支、树分支和节点的编号分别确定所述余树分支数、树分支数和节点数；
12、根据所述余树分支数为所述余树分支赋初值，得到所述余树分支的理论风量值；
13、根据风压平衡方程和所述树分支数计算所述树分支的理论风压值；
14、根据所述树分支的理论风压值计算所述树分支的理论风量值。
15、在一个实施例中，所述校正搜索方向，确定所述余树分支和所述树分支的实际风量近似解包括：
16、确定能够使得m个余树支路的总风压fi无限趋于0的qi，i＝1,2,…,m：
17、
18、其中，ai为不平衡误差因子，为正数；
19、计算可调风量的分支数量h，计算公式为：
20、h＝m-l；
21、其中，m为余树分支数量，l为固定风量的分支数量；
22、计算节点数j的梯度：
23、
24、
25、其中，qf为风机风量；
26、更新搜索方向vi：
27、vi＝γνi-1+μg(qθ-γνi-1)；
28、其中，超参数γ为对上一次更新搜索方向vi的衰减权重，μ为学习效率；更新解：
29、qθ(k)＝qθ(k-1)-υi；
30、其中，qθ(k)为第k次迭代计算qv；
31、设置收敛阈值ε，并设置迭代误差为e，
32、
33、在e≤ε时，达到收敛条件。
34、在一个实施例中，所述计算所述余树分支和各树分支的风压值及风机的实际工况参数包括：
35、根据阻力定律计算所述余树分支风压值和所述各树分支风压值；
36、根据二次多项式的与风机的实际风量计算所述风机的实际工况参数。
37、根据本公开实施例的第二方面，提供一种矿井通风网络解算装置，所述装置包括：
38、获取模块，获取目标矿井的通风网络图，并根据所述通风网络图确定通风网络的余树分支、树分支和节点；
39、拟定模块，拟定所述余树分支的理论风量值并计算所述树分支的理论风量值，并将所述余树分支的理论风量值和所述树分支的理论风量值作为风压平衡方程的初始解；
40、确定模块，校正搜索方向，确定所述余树分支和所述树分支的实际风量近似解；
41、计算模块，计算所述余树分支和所述树分支的实际风量风压值，并计算风机的实际工况参数。
42、在一个实施例中，所述获取模块包括：
43、获取子模块，获取网格结构和网络数据，所述网络数据包括分支数n、节点数j、固定风量分支数nk、风机数f，各分支风阻值r、固定风量分支风量值q、风机压能特性曲线高效区拟合点的坐标值；
44、处理子模块，根据所述网格结构和网络数据确定所述余树分支、树分支和节点，并为所述余树分支、树分支和节点编号。
45、在一个实施例中，所述拟定模块还包括：
46、确定子模块，根据所述余树分支、树分支和节点的编号分别确定所述余树分支数、树分支数和节点数；
47、赋值子模块，根据所述余树分支数为所述余树分支赋初值，得到所述余树分支的理论风量值；
48、第一计算子模块，根据风压平衡方程和所述树分支数计算所述树分支的理论风压值；
49、第二计算子模块，根据所述树分支的理论风压值计算所述树分支的理论风量值。
50、本申请实施例的第三个方面，提供了一种计算机设备，包括：包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上任一项方法的步骤。
51、本申请实施例的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项的方法的步骤。
52、本公开提供的矿井通风网络解算方法，不仅能够很好地解算出不含风量分支的风网，也能够解算出含有固定风量分支的风网，并且对比现有的仅用scott-hinsley法的风网解算方法，本公开提供的矿井通风网络解算方法迭代时间减少了33.09％，从而可以得到本公开提供的矿井通风网络解算方法能够加快收敛速度，从而能够大幅度提升风网解算速度。
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1.一种矿井通风网络解算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通风网络图确定通风网络的余树分支、树分支和节点包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拟定所述余树分支的理论风量值并计算所述树分支的理论风量值包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述校正搜索方向，确定所述余树分支和所述树分支的实际风量近似解包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述余树分支和各树分支的风压值及风机的实际工况参数包括：
6.一种矿井通风网络解算装置，其特征在于，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述拟定模块还包括：
9.一种计算机设备，包括：包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机
...【技术特征摘要】
1.一种矿井通风网络解算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通风网络图确定通风网络的余树分支、树分支和节点包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拟定所述余树分支的理论风量值并计算所述树分支的理论风量值包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述校正搜索方向，确定所述余树分支和所述树分支的实际风量近似解包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述余树分支和各树分支的风压值及风机的实际工况参数包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏佳鑫，李晓方，王强，张付岗，王栋，高伟，高佳锋，
申请(专利权)人：山西阳光三极科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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