现代矿业 总第５１４期 Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ ２０１２年２月第２期 ＳＶＧ在风机特性曲线拟合中的应用 熊张友 李晓芸 孙国权。 （１．中冶长天国际工程有限责任公司；２．长沙有色冶金设计研究院有限公司； ３．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；４．金属矿山安全与健康国家重点实验室） 摘 要 通过对ＳＶＧ标准的研究，结合风机特性曲线拟合的一个实例，提出了将风机特性曲 线数据以ＳＶＧ图形在Ｗｅｂ页面上进行信息发布、动态交互的解决方案。 关键词ＳＶＧ图形 风机特性曲线 最小二乘法曲线拟合动态交互 随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的快速发展，互联网离我们的生 活和工作日益密切。在Ｗｅｂ页面上表达丰富、美 观、动态的高质量图形一直是互联网图像发展的方 向之一。Ｗ３Ｃ组织于２０００年制定出了一套基于 ＸＭＬ语言描述二维矢量图形的开放式标准——可 缩放二维矢量图形ＳＶＧ（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）。 ＳＶＧ标准经历１０ ａ的不断完善，从当初的１．０版本 发展到目前的１．２版本，应用范围亦Ｅｔ渐广泛。 通风机特性曲线图形作为风机特性的可视化表 现，是进行风机选型的重要依据。通常情况下，根据 风机生产厂家提供的风机个体特性曲线图进行风机 设备选型工作。由于风机厂家提供的风机特性曲线 基本上是建立在实验室数据的基础之上，作为生产 矿山或通风设计人员，往往需要掌握生产现场的风 机实际性能，因为现场第一手数据更具有实际意义。 将实测的风机工况数据通过曲线拟合方法得到风机 特性曲线（函数表达式），也是进行通风网络解算、 通风系统优化必须掌握的基础技术手段…。ＳＶＧ 标准的成熟为风机特性曲线的图形化实现提供了新 的技术手段。 １ ＳＶＧ图形概述 ＳＶＧ采用ＸＭＬ文本来描述二维矢量图形，不仅 支持直线、多边形、曲线、路径等矢量图形，还支持位 图图像和文本。使用ＳＶＧ不仅可以在网页上显示 高质量的矢量图形，还可以通过脚本或程序直接高 效地动态访问文件，响应鼠标点击等外部事件，进而 实现动态和交互性能，这是使用ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ等 传统静态位图格式图片达不到的。 ＳＶＧ图形文件与ＨＴＭＬ网页一样有很好的可 蝈悄一 同理，可以解出效率特性方程系数０、ｂ、ｃ的值。 ＾＾ 一。 熊张友（１９７７一），男，工程师，４１０００７湖南沙市劳动中路１ 最小二乘法拟合 最小二乘法拟合的原理是使变量观测值Ｙ 与 １０５ 总第５１４期 现代矿业 ２０１２年２月第２期 Ａ ＡＸ＝Ａ Ｙ． （７） 拟合多项式对应的ｌ厂（ ）值的误差平方和 最小，是 常用的曲线拟合方法，也是风机特性曲线拟合的首 选方法 。设拟合曲线方程为 ／（ ） ＝口ｌ＋０２ ＋ｒ上３ ＋…＋０ ， （５） …＝ｙＴ（Ｙ—ａｘ）． （８） 将实测数据代入式（７），求解出 ＝（０，，０ ， ，式中，ｎ为多项式的次数；１７１，为未知变量的个数，ｍ ＝１１，＋１ ０ ｎ ） ，即得到风机特性曲线的函数表达式。 ２．３拟合实例 当拟合多项式定为二次或二次以上时，应至少 选取６组以上不同的（ ，Ｙ）数据。 设（ ，Ｙ ）为观测数据点，构造下列矩阵： １ 以Ｋ４０—６一Ｎｏ１３风机为例，采集的特性数据列表 见表１，表２。 ），２ Ａ ＝ Ｙ＝ ｙ３ ： ● ・ｙ ‘６ ｆｆｋ －２ｉ ２１６４３ ２６ ４５ ２１３ ４６４ ９４２３５４２ １３９４６４０ ８］Ｊｆ ［ｆＬ 兰ｏ，ｚ ，］Ｊｆ ＝［ｆＬ ４２５９８２ ８３４２８］Ｊｆ ・． 表１全压特性曲线数据 求解方程组得０ ＝３８８．８９３，０２＝３６．２９４ ６，。３：一 １．７６３ ３９． 的数据，它直接决定着风机的特性曲线函数，因此， 不同叶片安装角度对应的特性数据应至少输入６— １０组 。 故Ｋ４Ｏ．１５．Ｏｌ３风机在２６。叶片安装角时，其二 Ｎ次拟合全压特性曲线函数为 风机工况数据的采集可以在风机安装完毕后调 试时获得，也可在风机运转期间实时采集。对于多 台风机联合运转的情形，由于风速可能大于测量人 员安全通行的风速，应采用风机自动监测设备进行 风量、风压数据的采集。 －厂（ ）＝一１．７６３ ３９ｘ ＋３６．２９４ ６ｘ＋ ３８８．８９３． （ ＝４２．１８） 同理，可解算出该风机的其他特性曲线函数。 ３风机特性曲线的Ｗｅｂ发布 ３．１风机数据库建设 将不同生产厂家、不同规格的风机建立网络数 据库，并将风机的型号、重量、风量范围、全压范围以 及不同叶片安装角度下对应的全压特性曲线点数 网络数据库可以选用当前广泛使用的ＭｙＳＱＬ、 ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ及ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ中的任何一种。 ３．２特性曲线绘制 根据曲线函数方程，就可以利用ＳＶＧ中的 “据、工况效率曲线点数据等基础数据录入数据 库 ］。风机的工况数据是风机基础数据中最重要 １０６ ｐａｔｈ”元素来绘制曲线图形。表１、表２中的（ｇ，ｈ） 数据经曲线拟合后绘制的风机特性曲线，见图１。 熊张友李晓芸等：ＳＶＧ在风机特性曲线拟合中的应用 ２０１２年２月第２期 ７Ｏ０ ６００ ５Ｏ０ ４００ ３００ ２００ １Ｏ０ 具有与用户交互的功能，只需在表达特性曲线的 “ｐａｔｈ”中响应“ｏｎｍｏｕｓｅｄｏｗｎ”消息，将其指定为在 ＳＶＧ中“ｓｃｒｉｐｔ”元素下的一个处理函数，具体的脚本 语句及添加规则请参照ＳＶＧ相关书籍。在ＩＥ浏览 器中，当鼠标左键或右键点击某一条特性曲线时，弹 Ｑｌ（ｍ ／ｓ） 出风量输入对话提示框，随着风量数据的输入，ＳＶＧ 图形根据对应的曲线函数方程计算出该风机特陛曲 图１ Ｋ４０－６－№１３风机全压特性曲线 ３．３交互式应用 线中对应风量下的风压、风机功率等特性数据。见 图２。 特性曲线是风机特性的直观化表现，为了使其 图２动态交互过程演示 ４结论 目前支持由离散数据拟合风机特性曲线图形的 方法除了专业的通风软件外，还有Ｍａｔｌａｂ数值计算 软件、Ｅｘｃｅｌ电子表格等软件，但这些软件的应用基 本上是Ｃ／Ｓ模式，更多的是本地化应用，很少有基 于Ｂ／Ｓ模式的Ｗｅｂ动态交互式特性曲线图形。 使用ＳＶＧ技术绘制风机特性曲线，使风机特性 曲线不再是单一的静态图片，而是赋予其可缩放、矢 量化、数字化、动态交互等诸多全新的功能。该方法 作为解决风机特性曲线数字化的一种新尝试，为风 家及通风生产的管理提供了新的思路。 参考文献 ［１］ 周龙德．金属矿山通风机节能的途径和方法［Ｊ］．现代矿业， ２０１０（１０）：６５－６７． ［２］王惠宾，胡卫民．矿井通风网络理论和算法［Ｍ］．徐州：中国矿 业大学出版社，１９９８． ［３］ 王英敏．矿井通风与防尘［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９３． ［４］ 陈宜华，孙豁然．矿井多级机站通风系统优化设计方法的研究 ［Ｊ］．金属矿山，２００８（１）：１２１．１２４． ［５］ 李红，徐长发．数值分析学习辅导习题解析［Ｍ］．武汉：华中 机网络数据库的建设、风机设备计算机选型增添了 新的应用方式，同时也为矿山通风设计、风机生产厂 科技大学出版社，２００１． （收稿日期２０１１—１２－２８） ・记者在线・ 云南省取缔关闭８９８座非煤矿山 截至目前，云南省非煤露天矿山专项整治工作 完成“五有五落实十达标”专项整治目标任务。 全省有４ ３１４座矿山补做了开采设计及安全专篇，４ ０１０座矿山补办了安全“三同时”手续，３ ９４６座矿山 １０７ 整治了高陡边坡，２ ４６２座矿山整治了违规爆破，３ ９６０座矿山整治了排土场，取缔关闭了证照不全或 不具备基本安全生产条件的矿山８９８座。
