矿井巷道MB-OFDM超宽带无线信道建模及仿真

针对超宽带无线系统(UWB系统)在矿井巷道中的多径传播所造成的频率选择性衰落,提出将多频带正交频分复用(MB-OFDM)技术应用到井下UWB系统中,对矿用环境下MB-OFDM超宽带无线信道进行建模并分析。在IEEE802.15.3a标准信道模型的基础上,根据矿井巷道的实际环境,确定了井下MB-OFDM超宽带无线通信系统的信道参数。给出此信道模型的冲击响应仿真图,结果显示,冲击响应明显多径成簇,这与实际测量中UWB系统多径成簇现象相验证。并通过仿真给出其信道的平均附加时延、均方根时延和多径数目3个主要特征数据。     

能量收集辅助的矿山物联网智能计算卸载方法

针对计算、能量和内存资源受限的矿山物联网设备和大量时延敏感型计算任务需求的智慧矿山场景,该文提出一种能量收集(EH)辅助的矿山物联网智能计算卸载方法。通过采用移动边缘计算(MEC)技术协助矿山物联网设备任务计算,同时利用能量收集技术为能量受限的矿山物联网设备供电。基于Q-learning的智能计算卸载机制实现在不可精确获取矿井系统模型的情况下动态探索最优计算卸载策略。此外,为处理复杂矿井环境下的维度灾难问题并减小策略离散化导致的离散化误差,该文还提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的计算卸载机制来进一步提高井下任务计算卸载性能。理论分析与仿真结果表明所提机制可降低系统的能量损耗、计算时延和任务处理失败率,有助于保障矿山物联网的安全和高效生产。     

应用自适应多测量融合粒子滤波的视场跟踪

针对矿井跟踪视场中由于单一线索对目标特征描述缺乏可分性以及多线索融合策略对场景变化缺乏自适应性导致人员跟踪失效的问题,提出了基于自适应多测量融合粒子滤波的矿井人员跟踪算法。将粒子邻域光流统计信息表征的运动性作为线索建立运动光流直方图模型,并与颜色相融合建立多观测模型。将单观测估计状态粒子区域与融合估计粒子区域的质心距离作为单观测模型贡献率度量因子,定义了观测权值自适应策略,实现了粒子观测模型与跟踪目标状态特征的同步变化;通过建议重采样函数对粒子落入低观测似然时进行有效的采样补偿,增强了跟踪的鲁棒性。实验结果表明,本算法能够有效地解决矿井跟踪视场下(背景复杂)由于场景变换而导致跟踪目标丢失的问题;将本文算法与基于颜色和基于颜色与帧差分融合的粒子滤波算法做状态估计均方误差比较,结果表明,状态估计准确率提高了1.57倍。     

基于混沌时间序列的煤矿瓦斯浓度短期预测

利用混沌时间序列短期可以预测的特点,构建煤矿瓦斯浓度预测模型．根据Takens理论,重构煤矿瓦斯浓度相空间,分别采用伪近邻法确定相空间的嵌入维数m,最小互信息法确定相空间时延r．然后在重构相空间中,运用加权一阶局域法构建煤矿瓦斯浓度的预测模型．结果表明：混沌特性指数λ=0．35684的瓦斯浓度时间序列具有混沌特性,可以在最佳嵌入维数m=6,时间延迟r=6的情况下进行预测,得到的模型均方差为0．3188,预测结果与实际情况符合较好,表明应用混沌理论进行煤矿瓦斯浓度预测是可行的．     

岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动模拟研究进展

回顾了岩体裂隙系统的位置、轨迹长度、方位和开度等几何拓扑结构参数的分形特征表征方法,分析了CT扫描技术对分析裂隙分形特征的重要作用,系统介绍了逾渗理论在裂隙网络系统连通性研究方面的成果,并对基于Monte-Carlo随机模拟的岩体裂隙网络系统生成方法和岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动模拟等研究成果进行了综述。基于岩体裂隙系统的分形特征和逾渗特征建立的离散裂隙网络系统模型能够真实反映岩体裂隙的结构特征,并揭示岩体分形离散裂隙网络系统中流体流动机理,但目前尚无大型的逾渗数值模拟商业软件,分形离散裂隙网络逾渗模型算法的实现将成为研究的热点。     

塔中超深碳酸盐岩储层水平井轨迹优化技术及应用

塔里木盆地塔中凝析气田为超埋深(5000～7000m)复杂大型碳酸盐岩油气田,储层非均质性强,水平井水平段延伸长,纵向靶层识别难度大,导致水平井完井周期长和钻探成功率低,塔中气田稳产难度大。以往的碳酸盐岩储层水平井井眼轨迹设计,仅考虑了主应力方位,未考虑地应力综合特征,不能较好地保证水平井井眼钻遇优质储层发育带,无法优选有利于井壁稳定的井眼路径。以储层发育规律和储层地应力特征为基础,总结提出了储层钻遇率综合评价、储层顶面应力场预测和叠前叠后裂缝预测3项水平井轨迹优化技术。通过此3项技术的应用,水平井储层钻遇率明显上升,平均为46.5%,水平井钻井成功率在85%以上,实现了塔中气田的有效开发,同时为塔中地区及类似碳酸盐岩油气田的水平井井眼轨迹设计优化提供了依据和指导意见。     

缝洞型碳酸盐岩油气藏关键开发指标预测方法及应用

针对缝洞型碳酸盐岩油气藏关键开发指标预测难度大的问题,运用物质平衡理论、井控动态储量评价及已投产储集体动态、静态参数回归分析等方法,建立了由孤立缝洞型油气藏到区块整体的关键开发指标预测方法,可相对准确地预测单井及区块的可动用储量、可采储量、采收率及气举措施增产油气量等关键开发指标。研究方法应用于中古I区块,结果表明:该区块天然能量情况下油、气可采储量分别为85.8×10⁴、26.6×10⁸m³,油、气采收率分别为27.8%、59.2%,区块内未投产储集体可动用储量规模为36.4×10⁸m³,气举措施后油、气采收率分别为32.6%、68.4%,气平均举措施油、气采收率增幅分别为4.8、9.2个百分点。该方法可以有效预测此类油气藏单井储集体及区块的关键开发指标,为开发方案编制及技术政策制订提供依据。     

塔中地区碳酸盐岩溶洞地震响应机理及影响因素

在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储集层识别中,地震波“串珠状”反射是十分重要的响应特征之一。通过波动方程正演模拟技术,分别从溶洞形状、观测系统、溶洞组合方式变化等方面设计不同模型,分析了溶洞响应形成机理及对响应的影响因素。分析结果表明,随溶洞宽度的增加,“串珠”响应振幅增强,但响应纵向长度不变;随着溶洞高度的增加,“串珠”振幅呈先增大后减小的趋势;高密度采集较常规观测系统对小尺度溶洞体有较好的成像效果,分辨率较高;溶洞不同的叠置方式对应不同的地震响应特征。这些认识,为进一步研究溶洞的响应机理、溶洞形状与“串珠”特征的关系提供了一种手段。     

水封洞库建设中水文监测井水位变化的影响研究

结合烟台万华地下水封洞库水文监测井水位变化的工程实例,对水文监测井水位下降进行了分析研究,研究了对水文监测井地下水位变化的控制措施,并提出了一些地下水封洞库的建设建议。