我國煤礦安全事故時空分布分形特征研究.pdf

1、研究煤礦事故的目的在于掌握事故發(fā)生的規(guī)律和致因機制，有效控制各影響因素，減少事故的發(fā)生。事故的發(fā)生過程受多種不確定因素的影響，具有隨機性、非線性和動態(tài)性的特點，這些特點決定了事故研究的復雜性。近年發(fā)展起來的分形理論，已成為用于研究非線性的有力工具。本文運用分形理論的相關方法分析了我國煤礦2001-2010年安全事故時空分布的分形特征，并對事故時間分布上的相關性和規(guī)律性進行了探討，論文的主要研究內容和成果如下：
　?。?）運用地理信

2、息處理軟件，從不同時域、不同區(qū)域、不同事故類型三個方面分析事故空間分布的分形特征。結果顯示：我國煤礦安全事故空間分布分形特征客觀存在；各季度的分維值分別為1.0071、1.0054、0.9805、0.9658，事故分布的復雜性從春季至冬季依次降低；山西、甘肅、湖南、貴州等四省煤礦事故分布分維值分別為1.1894、0.9025、1.2670、1.2693，表明開采技術條件與事故分布分維值相一致；頂板、瓦斯、運輸、水害等主要事故類型分維值分

3、別為1.0527、1.0297、0.8256和0.8189，其復雜程度依次降低。
　?。?）利用多重分形理論，分析了事故各分區(qū)空間分布的區(qū)域的奇異強度和多重分形集中元素隨分割長度變化所產(chǎn)生的變化幅度。在多重分形譜 f(a)?a中，參數(shù)a區(qū)間范圍?a?7.8，說明各分區(qū)煤礦安全事故空間分布奇異性強度大，煤礦安全事故空間分布不規(guī)則，其相應的0?f(a)?0.3082?，表明各分區(qū)事故減少的概率大于事故增加的概率。
　?。?）分析

4、了不同區(qū)域煤礦事故死亡人數(shù)標度與事故起數(shù)頻度的關系，分析表明，事故死亡人數(shù)標度－頻度具有冪律關系，說明煤礦安全事故具有分形自組織臨界性，佐證了煤礦事故空間分布的分形特征。
　　（4）基于G-P算法的相空間重構技術，計算了我國煤礦事故時間序列的關聯(lián)維和有效自由度，分別為5.2922和10。表明我國煤礦安全事故發(fā)生行為在相空間上分布的分維值趨于某一有限值，同時飽和關聯(lián)維對應的嵌入維數(shù)反映了煤礦事故動力系統(tǒng)建模時變量數(shù)的上界，為系統(tǒng)建模