礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型研究
關鍵詞 自然災害 隱患識別 決策支持係統
1 前言
煤礦02manbetx.com 影響最為嚴重的是來自煤炭開采過程中自然災害的發生，礦井自然災害是多源的，主要有水、煤塵、瓦斯、煤自燃、開采沉陷和礦壓等方麵，它們是直接導致煤礦自然災害產生的原因。要確保煤礦安全生產必須建立礦井自然災害隱患的預警預報，為此，礦井自然災害隱患識別模型的構建十分重要。針對煤礦自然災害出現的規律特點以及煤礦安全管理工作流模式，筆者認為基於地理信息係統（含WebGIS），集成地質、測量、“一通三防”等數據和相關信息研究礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型符合礦井安全管理實際工作，能夠解決安全信息的實時共享，將為煤礦安全事務的應急協作處理提供重要途徑。
2 係統模型的概念與體係結構
2.1 係統模型的概念
礦井自然災害隱患識別決策支持係統是基於煤礦管理工作流模式，以計算機技術與空間數據技術為基礎，以Intranet/Internet技術為紐帶，利用相關的地理信息係統和管理信息係統實現礦井安全數據存儲、管理、03manbetx 與查詢等，並以多種方式輸出決策結果和實時聯機處理決策03manbetx 等服務，是以地測數據為基礎，圍繞通風、安全等多專業數據的組織管理、綜合處理與實時聯機03manbetx 處理的信息共享平台。
2.2 係統模型的體係結構
礦井自然災害方式不同，隱患識別的信息源必然不同，處理結果也可能不同，但是事務處理必須借助地測和安全生產信息，同時還必須利用相關的知識數據（如：專家知識、現有規律、自然災害分類指標體係等）。為此，礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型不是孤立的信息模型，而是基於數據動態變化的協作處理模型，如圖1。
模型的基礎是數據組織與管理，即與礦井自然災害相關的數據、信息必須統一存儲於空間數據庫內，它們主要是圖形庫、知識庫、方法庫以及專業模型庫等。數據、知識以及信息的輸入與輸出需要相關專業軟件的支持，主要包括技術層的各類礦井自然災害監測監控係統、地測空間管理信息係統以及管理決策層的礦井自然災害決策支持係統和專家會診02manbetx.com 係統等。
礦井自然災害隱患是潛在的，隱患的識別、預測與預報必須依據相關方法體係。地理信息係統的空間03manbetx 就是重要的應用手段，它是通過一定方法體係將礦井自然災害指標體係數據與礦井動態開采過程信息實時比較分析，進而實現礦井自然災害隱患識別、預警預報等決策支持和應急處理。
圖1 礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型（略）
3 係統模型的構建原理方法
引起礦井自然災害的因素並非隨時都會產生安全02manbetx.com ，而是開采過程中影響事故的某些參數超過一定的臨界值才引起。為此，礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型構建的基礎是自然災害分類體係劃分、相關災害類型知識庫、模型庫與空間數據庫的建立，其次是相關軟件係統研發、事故隱患識別方法研究與方法庫的建立。模型構建的關鍵原理方法如下：
（1）評價指標體係庫的構建。評價指標體係庫就是礦井自然災害隱患發生具體參數的知識庫。模型構建必須首先依據礦井自然災害隱患的不同指標體係及其臨界值建立相應的指標體係庫，隱患報警識別的參數主要參考是采掘工程平麵圖的動態開采麵與相關巷道。各類瓦斯隱患、水害隱患、通風隱患都形成相應的評價指標庫，如表1。
（2） 建立基於地測、通風、采礦等專業分析的模型庫。根據礦井自然災害類型建立相應的專業模型庫。
（3） 建立基於GIS空間分析的方法庫。GIS空間分析是礦井自然災害隱患識別的重要手段，同時也是安全事故預警預報的重要途徑。
（4）評價指標體係庫、模型庫、方法庫以及圖形庫是礦井自然災害隱患識別與決策的基礎。礦井自然災害隱患識別與決策分析的具體實現步驟：
① 分類建立礦井自然災害的實時監測係統，動態跟蹤相關災害的實時數據；
② 實時實現礦井自然災害數據或信息與相關自然災害指標體係庫、模型庫、知識庫以及空間數據庫的比較，並利用圖形庫數據通過GIS空間分析方法確定安全隱患類別；
③ 礦井自然災害隱患實時預警預報、決策分析，提交基於空間數據的自然災害隱患識別與分析處理的決策報告。
4 支持係統模型的關鍵理論與技術方法
礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型的構建與實現是地理信息係統、計算機支持下的協同工作和空間信息共享等多種關鍵理論與技術方法綜合應用的複雜工程，係統模型是典型的多部門與多管理層圍繞地測空間信息動態變化的協作平台。
4.1 地理信息係統
地理信息係統是采集、存儲、處理、分析和顯示地理數據的計算機係統。其管理的地理數據具有空間特性，所以地理信息係統非常適合組織、管理和表現大量的、不同類型的、動態的數據或信息。
礦井自然災害隱患識別與決策分析的主要依據之一是各類相關的地質測量圖形，它們是典型的矢量圖形，具有精度高、數據量小等特點，適於遠程的管理、瀏覽和聯機分析決策服務等。依據地理信息係統的數據流程，數據獲取、數據傳輸、數據存儲、數據處理和數據共享等關鍵技術與方法是礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型的基礎。
表1 瓦斯評價指標體係（略）
4.2 協同工作模型
“計算機支持的協同工作”（Computer Supported Cooperative Work, CSCW）主要在協同工作模型、通信協議、同步機製、協作機製實現方法、人機交互接口與標準規範等方麵做了大量理論研究。
礦井自然災害隱患識別決策支持係統的信息是多源，有時處理也是多用戶的。為此，協同工作在安全隱患識別與決策中扮演著重要的角色。例如，煤礦地測信息發生變化後引起采掘工程平麵圖動態更新，進而引發煤礦安全實時協同處理相關信息形成最新通風係統圖、防塵係統圖與瓦斯監控圖等。同時針對煤礦安全事故與安全調度問題，礦井管理決策層、集團公司管理決策層以及專家層等實現實時聯機協同處理安全事務問題。麵向煤礦工作流的異步協同工作模型與麵向煤礦管理層、決策層和專家層的同步協同工作模型是煤礦安全隱患聯機決策的兩類主要模型。兩類協作模型均由數據層、網絡傳輸層和Web應用服務層組成。其中網絡傳輸層利用Web協作服務平台封裝了多種網絡功能，為Web應用服務層提供基本的通訊與傳輸數據功能，數據層為Web應用服務提供協作處理的數據，Web應用服務層提供麵向煤礦生產技術層、管理層、決策層和專家層的各類服務，三層合作解決礦井安全事故決策問題。
5 結論
礦井自然災害隱患識別決策支持係統模型是基於地理信息係統與協同工作理論構建的麵向煤礦安全管理的信息模型。模型的構建是以礦井自然災害分類體係、隱患識別指標體係為基礎，並依據地理信息係統的空間分析方法實現安全隱患的預警預報與聯機決策分析。其研究與應用將對礦井自然災害引發的煤礦安全事故預測以及安全事務應急處理具有重要的實際意義。
參考文獻
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