2015年第34卷第3期传感器与微系统（TransducerandMicrosystemTechnologies）21
DOI：10．13873/J．1000—9787（2015）03—0021—03
基于多传感器的高炉炼铁操作参数优化
崔桂梅，侯
佳，高翠玲，陈智辉
（内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头014010）
*
要：高炉（BF）炼铁是一个复杂的多变量系统，其上遍布各种传感器，而现行的操作制度是基于炉长
经验的操作参数设置模式，它忽略了过程工况指标与各操作参数之间的影响关系，使得资源消耗常常处于摘
“盲目”的状态。为了实现资源的合理配置，保证高炉的稳定顺行，需要对操作参数进行优化。在利用相
针对优良操作模式库庞大而引起的模式匹配速似模式匹配实现高炉炼铁过程多操作参数优化的过程中，
度慢且精度不高的问题，提出了基于马氏距离的多级匹配方法应用到高炉炼铁过程中，从大量工业运行数
据中挖掘出适合当前工况条件的最优操作模式，从而实现高炉炼铁节能降耗、提高效率及增加效益的目的。
关键词：高炉炼铁；多传感器；操作模式；多级匹配；马氏距离中图分类号：TP273
文献标识码：A
文章编号：1000—9787（2015）03—0021—03
OptimizationofoperationalparametersofBFiron-making
basedonmulti-sensor*
CUIGui-mei，HOUJia，GAOCui-ling，CHENZhi-hui
（SchoolofInformationEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceand
Technology，Baotou014010，China）
Abstract：BFiron-makingisacomplexmultivariablesystemwithalargenumberofsensorsonit，duetotheoperationalparametersaresetbyBFmasterswiththeirexperience，relationshipbetweencomprehensivestatusindicatorsandvariousoperatingparametersisignored，thusmakingconsumptionofresourcesareoftenina‘blind’state．SotheoperationalparametersshouldbeoptimizedtorealizereasonableutilizationofresourcesandsmoothoperationofBF．TheoperationalparametersintheprocessofBFiron-makingcanbeoptimizedbymatchingsimilaroperationalpatterns．Consideringthelowspeedandprecisionofpatternmatchingprocesscausedbyhugesuperioroperationalpatternslibrary，amulti-hierarchymatchingstrategyisproposed，thiscandeterminetheoptimalthuscansaveoperationalpatternundertheconditionoftheworkingstatusinalargenumberofindustrialdatas，energy，improveefficiencyandincreasebenefitintheprocessofBFiron-making．
Keywords：BFiron-making；multisensor；operationalpattern；multi-hierarchymatching；Mahalanobisdistance
引
言
高炉领域尚无人应用。
本文针对白云鄂博矿的特殊冶炼过程，结合高炉专家经验，从数据驱动的角度研究高炉炼铁过程操作模式优化问题，即利用操作模式评价模型提取优良模式库，然后采用基于相似性的聚类算法对优良模式库中的模式进行聚类，获得各子类中心。计算当前工况与各子类中心的相似度，获得与当前工况所匹配到的相似度最高的子类，实现第一计算当前工况与该子类各操作模式级匹配。进入该子类，
的相似度，取相似度最大的操作模式作为匹配到的最优操完成第二级匹配。采用操作模式多级匹配方法能作模式，
BF）炼铁是一个复杂的高温、高炉（blastfurnace，多相物理化学变化过程，具有非线性、多变量、大滞后、强耦合、不确定性等特点
［2］
［1］
，为了实现对高炉的实时监控，高炉炼
铁过程应用了大量传感器，用来采集各变量数据，利用数据挖掘
实现操作参数优化。长期以来，许多学者针对高炉
［3，4］
例如：刘祥官教授优化做了大量的研究，在高炉炼铁过
程的建模优化方面取得了巨大的进步，但是针对操作参数谢永芳教授优化的研究相对较少。阳春华、
［5］
将操作模式
匹配应用到铜闪速熔炼过程中，取得了一定的成果，但是在
收稿日期：2014—09—18
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（61164018）
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