礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1、院 系：資安院 專業(yè)：安全技術(shù)及工程答辯人： 劉佳 導(dǎo)師：王李管 教授礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)論與展望36緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)

2、論與展望36研究背景及意義信息平臺決策支持平臺工作平臺控制平臺研究意義礦山應(yīng)急救援工作存在問題1 緒論 礦山報(bào)警系統(tǒng)不健全 應(yīng)急管理信息數(shù)據(jù)雜亂 應(yīng)急救援決策方案不及時(shí)、慌亂指揮 應(yīng)急處置被動維護(hù)平臺本文研究技術(shù)路線1 緒論緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)論與展望36礦山應(yīng)急管理體系2礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建應(yīng)急運(yùn)行機(jī)制礦山應(yīng)急管理體系2礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建PDCA循

3、環(huán)策劃執(zhí)行符合績效礦山應(yīng)急決策體系2礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建發(fā)現(xiàn)問題確定目標(biāo)價(jià)值準(zhǔn)則篩選方案分析評估擬定方案試驗(yàn)驗(yàn)證應(yīng)急決策程序礦山應(yīng)急決策體系2礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建礦山應(yīng)急決策體系緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)論與展望36應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)3 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)以預(yù)警為中心的監(jiān)控體系全方位、多層次的礦山災(zāi)害應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)體系主動式、平面透明

4、的應(yīng)急指揮管理體系共享的、智能化的災(zāi)害防御決策信息體系信息共享化預(yù)警智能化流程自動化決策科學(xué)化管理網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)3 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建07應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)10目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30結(jié)論與展望34CBR 邏輯體系及模型CBR 在解決問題的過程中，決策者首先對新的問題進(jìn)行描述，運(yùn)用相似性對比在知識庫中進(jìn)行搜索，找到與之相近的案例，經(jīng)過修正之后，得到新問題的解決方案。4 應(yīng)

5、急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究CBR 邏輯體系及模型基于CBR案例模型 4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究案例內(nèi)容分解描述框架表示法表示案例向量集合數(shù)值化描述應(yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究案例內(nèi)容描述問題描述 當(dāng)前遇到的問題的發(fā)生狀態(tài)、情景和特征等。 在應(yīng)急管理過程中，主要是對應(yīng)急事件產(chǎn)生的時(shí)間、位置，事件的類型，當(dāng)前影響程度等信息的描述。求解描述 將求解的方法描述出來。 在應(yīng)急管理的過程中指的是將應(yīng)急方案的應(yīng)急處置程序、應(yīng)急資源、應(yīng)急人員等屬性特征結(jié)構(gòu)化。結(jié)果描述 問題發(fā)生之后

6、，應(yīng)用求解方法與否對應(yīng)所產(chǎn)生的后果。 在應(yīng)急管理的過程中，是指應(yīng)急事件發(fā)生之后，通過應(yīng)急救援措施，最終所造成的事故后果，如事故的影響范圍，經(jīng)濟(jì)損失，人員傷亡狀況，社會影響等。應(yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究框架表示法 框架表示法是將知識的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、關(guān)聯(lián)化，它以若干側(cè)面（Faces）為基本支架組成槽值（Slots），然后由槽值（Slots）形成知識單位框架（Frame）。這三層結(jié)構(gòu)可以直觀的表現(xiàn)知識內(nèi)容的結(jié)構(gòu)層次。1111111212111 122121122 11112211mmmmnnnnnnmnm框架名槽側(cè)面?zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让娌蹅?cè)面?zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让娌蹅?cè)面

7、側(cè)面?zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让鎮(zhèn)让鎽?yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究數(shù)值化描述預(yù)案空間（Plan Space）：所有應(yīng)急預(yù)案的特征向量條件空間（Condition Space）：所有條件向量決策空間（Decision Space）：所有決策向量結(jié)果空間（Question Space）：所有應(yīng)急救援決策結(jié)果向量應(yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究條件空間主題特征屬性 預(yù)案特有的屬性，且該屬性與環(huán)境信息無關(guān)，以主題特征屬性為基礎(chǔ)依據(jù)，可以進(jìn)行事故類型問題的索引。癥狀特征屬性 預(yù)案內(nèi)容的精煉包括緊急事故發(fā)生時(shí)對應(yīng)的環(huán)境信息，描述方式為關(guān)鍵字描述，它

8、是所有應(yīng)急預(yù)案問題描述實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，此描述可以實(shí)現(xiàn)對預(yù)案的精確查找。應(yīng)急救援指揮決策案例知識表示4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究條件空間應(yīng)急預(yù)案空間：11121311111112111111123ppppnppppnppppmnxxxxnuuuuuuuuPUXuuuuuuuu12,nPp ppqiiipcd， ，應(yīng)急救援指揮決策案例檢索4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究案例檢索步驟應(yīng)急救援指揮決策案例檢索4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究案例檢索方法歸納推理法知識引導(dǎo)法最臨近法應(yīng)急救援指揮決策案例檢索4 應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究案例之間的距離：1( ,)=( )

9、( ,) )rriii Iiippd xw f d x1( , )1( ,)( )( ,) )iirriii ISimilarity x pd xw fpsim x p 相似度：主觀賦權(quán)法：模糊層次熵分析法客觀賦權(quán)法：信息熵值確定法相似度計(jì)算1lnmjijijikPP 11,2,.12,1.,nijjjnnlinn緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建07應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)10目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30結(jié)論與展望34煤塵爆炸事故案例表示5 基于CBR

10、煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用描述類別屬性項(xiàng)目具體說明主題特征屬性描述事故編號唯一編號事故名稱礦井名稱時(shí)間事故發(fā)生確切時(shí)間地點(diǎn)事故地點(diǎn)人員傷亡人員傷亡具體數(shù)字財(cái)產(chǎn)損失造成的經(jīng)濟(jì)損失癥狀特征屬性描述被困人員數(shù)量爆炸影響范圍煤塵濃度包含剩余的CO濃度、O2濃度、煤塵濃度爆炸后的通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)原有工作狀態(tài)、事故后的破壞程度誘發(fā)的災(zāi)害礦井坍塌情況、火災(zāi)情況、二次爆炸范圍問題描述煤塵爆炸事故案例表示5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用求解描述屬性項(xiàng)目具體說明 指揮部應(yīng)急救援總指揮，制定總的應(yīng)急預(yù)案 指揮辦公室應(yīng)急救援命令上傳下達(dá)，具體事宜安排 專家組應(yīng)急救援方案技術(shù)支持應(yīng)急機(jī)構(gòu)搶險(xiǎn)救援組現(xiàn)

11、場搶險(xiǎn) 電力組負(fù)責(zé)電力保障 醫(yī)療救護(hù)隊(duì)救死扶傷 后勤保障組維護(hù)現(xiàn)場秩序 物資調(diào)配組保障救援物資運(yùn)輸調(diào)配的及時(shí) 善后處理組事故后處理現(xiàn)場 機(jī)動協(xié)調(diào)組協(xié)調(diào)各組工作現(xiàn)場處置措施事故發(fā)展預(yù)測與措施現(xiàn)場示意圖煤塵爆炸事故案例表示5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用框架表示框架名煤塵爆炸事故應(yīng)急案例 槽1主題特征屬性描述 側(cè)面101事故編號 側(cè)面102事故名稱 側(cè)面103礦山名稱 側(cè)面104事故時(shí)間 側(cè)面105事故地點(diǎn) 側(cè)面106人員傷亡數(shù) 側(cè)面107經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失 槽2癥狀特征屬性描述 側(cè)面201被困人員數(shù)量 側(cè)面202爆炸影響范圍 側(cè)面203煤塵濃度 側(cè)面20301O2濃度 側(cè)面20302CO

12、濃度 側(cè)面20303煤塵顆粒濃度側(cè)面204爆炸后的通風(fēng)系統(tǒng) 側(cè)面20401通風(fēng)系統(tǒng)原狀態(tài) 側(cè)面20402通風(fēng)系統(tǒng)破壞程度 側(cè)面205誘發(fā)其他災(zāi)害 側(cè)面20501礦井坍塌情況 側(cè)面20502火災(zāi)范圍 側(cè)面20503二次爆炸范圍槽3求解描述 側(cè)面301應(yīng)急機(jī)構(gòu) 側(cè)面30101指揮部 側(cè)面30102指揮辦公室 側(cè)面30103專家組 側(cè)面30104搶險(xiǎn)救援組 側(cè)面30105電力組 側(cè)面30106醫(yī)療救護(hù)隊(duì) 側(cè)面30107后勤保障組 側(cè)面30108物資調(diào)配組 側(cè)面30109善后處理組 側(cè)面30110機(jī)動協(xié)調(diào)組 側(cè)面302現(xiàn)場處置措施 側(cè)面303事故發(fā)展預(yù)測與措施 側(cè)面304現(xiàn)場示意圖 側(cè)面305通訊聯(lián)絡(luò)

13、表 槽4結(jié)果描述 側(cè)面401應(yīng)急救援效果 側(cè)面402決策是否成功 煤塵爆炸事故案例表示5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用向量集合數(shù)值化抽象描述案例被困人員數(shù)爆炸影響范圍煤塵濃度 爆炸后的通風(fēng)系統(tǒng) 誘發(fā)其他災(zāi)害 O2濃度CO濃度煤塵顆粒濃度通風(fēng)系統(tǒng)原狀態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)破壞程度坍塌事故火災(zāi)事故二次爆炸 l1l2l31l32l33l41l42l51l52l53X 521426 389一般差差一般非常好p1423111337非常好非常好差好差p2703013255好好差極好差p3462229287差差一般好好p4771926483非常好非常好一般極好好p57033181716非常好非常好差非常好

14、極差p64042312215好好好非常好非常好p74428292613差差好一般非常好p8351930288非常好差非常好好極好煤塵爆炸事故案例檢索5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用屬性權(quán)重計(jì)算1）主觀權(quán)重計(jì)算 煤塵爆炸事故應(yīng)急案例的主觀權(quán)重計(jì)算方法是模糊層次分析法，且根據(jù)框架表示法表示的煤塵爆炸案例框架，將目標(biāo)案例層次結(jié)構(gòu)分為四層，第一層有井下被困人員、爆炸影響范圍、煤塵濃度、爆炸后通風(fēng)系統(tǒng)以及誘發(fā)的其他災(zāi)害五個屬性組成， 設(shè)模糊互補(bǔ)判斷矩陣為： 專家集為：12345Ulllll， ， ， ，111,DD D D煤塵爆炸事故案例檢索5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用屬

15、性權(quán)重計(jì)算2）客觀權(quán)重計(jì)算客觀權(quán)重的計(jì)算用信息熵確定法，模糊屬性變量對應(yīng)的模糊數(shù)具體數(shù)值：模糊屬性變量模糊數(shù)極差0.019非常差0.120差0.290一般0.470好0.650非常好0.835極好0.975煤塵爆炸事故案例檢索5 基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用相似度計(jì)算1( , )1( ,)( )( ,) )iirriii ISimilarity x pd xw fpsim x p 緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)

16、急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)論與展望36應(yīng)急輔助決策功能6 礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)緒論03應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策關(guān)鍵技術(shù)研究14礦山應(yīng)急管理體系與應(yīng)急決策體系構(gòu)建06應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)需求分析與功能模塊設(shè)計(jì)11目錄 Contents基于CBR煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策實(shí)例應(yīng)用26礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34結(jié)論與展望36結(jié)論結(jié)論結(jié)論1）對應(yīng)急管理體系和應(yīng)急決策體系的理論進(jìn)行詳細(xì)的研究，結(jié)合礦山應(yīng)急管理體系的業(yè)務(wù)內(nèi)容，建立了礦山應(yīng)急管理體系PDCA循環(huán)以及礦山應(yīng)急決策體系框架。2）構(gòu)建應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)功能框架，并結(jié)合礦山應(yīng)急管理業(yè)務(wù)分析確定應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)

17、制，給出了平時(shí)狀態(tài)下和作戰(zhàn)狀態(tài)下模塊之間的不同運(yùn)作機(jī)制流程。3）對應(yīng)急輔助決策功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行研究。創(chuàng)建CBR（案例推理）的邏輯體系，并結(jié)合應(yīng)急預(yù)案給出應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)輔助決策的CBR推理模式。建立基于CBR應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)決策案例模型，確定框架表示法為案例知識表示方法。建立案例檢索模型，針對不同的案例屬性采取不同的相似度計(jì)算方法，結(jié)合主客觀屬性權(quán)重方法模糊層次熵分析法和信息熵值確定法，最終確定案例的相似度。8 結(jié)論與展望結(jié)論結(jié)論結(jié)論8 結(jié)論與展望4）運(yùn)用CBR推理的具體方法，對煤塵爆炸事故應(yīng)急輔助決策過程進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用，首先對煤塵爆炸事故進(jìn)行了案例表示，然后基于案例表示，計(jì)算特征屬性的主觀權(quán)重與客觀權(quán)重，最后求得各個源案例與煤塵爆炸事故這一目標(biāo)案例的相似度，比較相似度的大小求得案例3可以作為最相似案例進(jìn)行案例輸出。（5）設(shè)計(jì)了應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的總體框架，根據(jù)總體框架，分別從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)技術(shù)支持平臺設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)四個方面對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，