基于熵权法的矿井提升机钢丝绳的安全性能评价模型——2022华中杯数学建模C题

摘要：
钢丝绳是很多生产过程和作业环境中必不可少的重要设备，尤其在矿井提升机构和系统中，钢丝绳更是发挥着至关重要的作用，其能否安全有效的发挥性能，对整个提升系统能否正常工作具有决定性的影响。本文基于小波变换理论和熵权法，对去噪后的缺陷信号建立指标分析，构建了一套对“磁平衡”传感信号处理并评价的安全性能模型。该模型能够及时察觉钢丝绳的内部重大隐患、随时监测钢丝绳的安全状态、科学降低用绳成本，在可靠预防矿井断绳事故、有效保障工作人员的生命安全方面具有重大意义。


问题提出：
矿井提升机按钢丝绳的数量可分为二绳、四绳和六绳提升机。某一六绳矿井提升机每根钢丝绳的长度均为960米，现要在井筒中往返升降10次，传感器实时对钢丝绳进行监测。现需根据提供的监测数据以及5种缺陷对应的波形图和量化定义，通过建立数学模型，解决以下问题：
（1）去除由于钢丝绳存在某种程度的晃动或者出现断丝、变形、磨损、锈蚀等缺陷导致数据产生不同程度的波动的噪音，并寻找六根钢丝绳经过10次往返运行后所有缺陷的数量、位置及程度。
（2）对于钢丝绳的安全性能设计一种合适的的量化评价方法，计算本提升机六根钢丝绳经过10次往返后的安全性能评价得分。