矿山应急救援指挥系统关键技术研究与系统实现

院系：资安院专业：安全技术及工程答辩人：刘佳导师：王李管教授矿山应急救援指挥系统关键技术研究与系统实现绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建06应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计11目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现34结论与展望36绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建06应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计11目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现34结论与展望36研究背景及意义信息平台决策支持平台工作平台控制平台研究意义矿山应急救援工作存在问题1绪论•矿山报警系统不健全•应急管理信息数据杂乱•应急救援决策方案不及时、慌乱指挥•应急处置被动维护平台本文研究技术路线1绪论矿山应急管理体系PDCA循环构建矿山应急决策体系构建矿山应急救援指挥系统功能模块构成日常管理应急预警应急辅助决策应急启动总结评估矿山应急救援指挥系统运行流程应急指挥调度CBR推理体系CBR推理模式应急辅助决策关键技术研究基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用矿山应急救援指挥系统设计与实现案例表示案例检索案例修正案例保存绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建06应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计11目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现34结论与展望36矿山应急管理体系2矿山应急管理体系与应急决策体系构建常态信息收集与报告日常监测灾前III级预警：III级预警II级预警：I级信息＋预测结果I级预警：III级信息＋Ⅱ级信息＋持续时间、影响范围评估灾中处置实施资源保障管理灾后数据日常维护、台帐查询应急结束、灾后处理与评估调整资源配置、信息入库警戒状态实时更新警戒启动信息、预警信息发布调度指挥矿山企业运行情况的上报指挥命令下发处置实施资源保障管理调度指挥事故处理调查、结果评估、预案改进应急措施的细化及下发应急信息审批、上报培训演练培训、演练应急运行机制矿山应急管理体系2矿山应急管理体系与应急决策体系构建资源状态信息收集、分析资源的日常维护各种预案研究模拟、演练、战时运行单体评价组合分析组合方案事态评估（事件性质、环境、影响）资源状态评估应急方案资源配置方案实施管理效果评价应急管理机制法律、法规平战切换原则平时状态作战状态PDCA循环策划执行符合绩效矿山应急决策体系2矿山应急管理体系与应急决策体系构建发现问题确定目标价值准则筛选方案分析评估拟定方案试验验证应急决策程序矿山应急决策体系2矿山应急管理体系与应急决策体系构建矿山应急决策体系矿山应急决策问题识别矿山应急决策目标确定矿山应急决策方案拟定矿山应急方案评价分析矿山正常运行期平时状态事故征兆显露期警戒状态事故爆发期战时状态危险（风险）分析应急资源分析预案研究（编制）预案演练与评估日常检查、监测与维护应急组织调配事态演化分析与评估应急资源调度人员疏散分析应急处置方案分析应急效果评估响应分析预警分析绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建06应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计11目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现34结论与展望36应急救援指挥系统实现目标3应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计以预警为中心的监控体系全方位、多层次的矿山灾害应急网络响应体系主动式、平面透明的应急指挥管理体系共享的、智能化的灾害防御决策信息体系信息共享化预警智能化流程自动化决策科学化管理网络化应急救援指挥系统功能模块设计3应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计应急救援指挥系统应急资源调配应急物资隐患排查治理值班登记应急督办安全信息直报井下人员应急制度文件管理系统管理应急队伍管理应急预案管理应急物资管理应急培训演练总结评估日常管理应急启动应急预警应急指挥调度应急辅助决策应急方案生成案例检索应急方案维护绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建07应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计10目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现30结论与展望34CBR逻辑体系及模型CBR在解决问题的过程中，决策者首先对新的问题进行描述，运用相似性对比在知识库中进行搜索，找到与之相近的案例，经过修正之后，得到新问题的解决方案。4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究CBR逻辑体系及模型基于CBR案例模型4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究紧急事件案例表示案例检索案例适配与相似度计算案例修正方案评估可行？是决策方案输出是否保存结束否案例修正案例增加案例库相似函数检索模型框架表示法应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究案例内容分解描述框架表示法表示案例向量集合数值化描述应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究案例内容描述问题描述•当前遇到的问题的发生状态、情景和特征等。•在应急管理过程中，主要是对应急事件产生的时间、位置，事件的类型，当前影响程度等信息的描述。求解描述•将求解的方法描述出来。•在应急管理的过程中指的是将应急方案的应急处置程序、应急资源、应急人员等属性特征结构化。结果描述•问题发生之后，应用求解方法与否对应所产生的后果。•在应急管理的过程中，是指应急事件发生之后，通过应急救援措施，最终所造成的事故后果，如事故的影响范围，经济损失，人员伤亡状况，社会影响等。应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究框架表示法框架表示法是将知识的内容结构化、关联化，它以若干侧面（Faces）为基本支架组成槽值（Slots），然后由槽值（Slots）形成知识单位——框架（Frame）。这三层结构可以直观的表现知识内容的结构层次。111111121211112212112211112211mmmmnnnnnnmnm框架名槽侧面侧面侧面侧面侧面侧面槽侧面侧面侧面侧面槽侧面侧面侧面侧面侧面侧面应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究数值化描述预案空间（PlanSpace）：｛所有应急预案的特征向量｝条件空间（ConditionSpace）：｛所有条件向量｝决策空间（DecisionSpace）：｛所有决策向量｝结果空间（QuestionSpace）：｛所有应急救援决策结果向量｝应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究条件空间主题特征属性•预案特有的属性，且该属性与环境信息无关，以主题特征属性为基础依据，可以进行事故类型问题的索引。症状特征属性•预案内容的精炼包括紧急事故发生时对应的环境信息，描述方式为关键字描述，它是所有应急预案问题描述实现的基础，此描述可以实现对预案的精确查找。应急救援指挥决策案例知识表示4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究条件空间应急预案空间：11121311111112111111123ppppnppppnppppmnxxxxnuuuuuuuuPUXuuuuuuuu12,,nPppp｛｝qiiipcd，，应急救援指挥决策案例检索4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究案例检索步骤获得新问题的特征属性遍历案例确定候选集？Y从候选集中取出一组候选案例N从案例库中选取候选案例属性相似度计算案例相似度大于阈值Y加入相似度列表候选案例为空得到结果N确定属性权重应急救援指挥决策案例检索4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究案例检索方法归纳推理法知识引导法最临近法应急救援指挥决策案例检索4应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究案例之间的距离：1(,)=(()(,))rriiiIiippdxwfdx1(,)1(,)(()(,))iirriiiISimilarityxpdxwfpsimxp相似度：主观赋权法：模糊层次熵分析法客观赋权法：信息熵值确定法相似度计算1lnmjijijikPP11,2,.12,1..,nijjjnnlinn绪论03应急救援指挥系统辅助决策关键技术研究14矿山应急管理体系与应急决策体系构建07应急救援指挥系统需求分析与功能模块设计10目录Contents基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用26矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现30结论与展望34煤尘爆炸事故案例表示5基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用描述类别属性项目具体说明主题特征属性描述事故编号唯一编号事故名称——矿井名称——时间事故发生确切时间地点事故地点人员伤亡人员伤亡具体数字财产损失造成的经济损失症状特征属性描述被困人员数量——爆炸影响范围——煤尘浓度包含剩余的CO浓度、O2浓度、煤尘浓度爆炸后的通风系统通风系统原有工作状态、事故后的破坏程度诱发的灾害矿井坍塌情况、火灾情况、二次爆炸范围问题描述煤尘爆炸事故案例表示5基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用求解描述属性项目具体说明指挥部应急救援总指挥，制定总的应急预案指挥办公室应急救援命令上传下达，具体事宜安排专家组应急救援方案技术支持应急机构抢险救援组现场抢险电力组负责电力保障医疗救护队救死扶伤后勤保障组维护现场秩序物资调配组保障救援物资运输调配的及时善后处理组事故后处理现场机动协调组协调各组工作现场处置措施——事故发展预测与措施——现场示意图——通讯联络表——煤尘爆炸事故案例表示5基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用框架表示框架名煤尘爆炸事故应急案例槽1主题特征属性描述侧面101事故编号侧面102事故名称侧面103矿山名称侧面104事故时间侧面105事故地点侧面106人员伤亡数侧面107经济财产损失槽2症状特征属性描述侧面201被困人员数量侧面202爆炸影响范围侧面203煤尘浓度侧面20301O2浓度侧面20302CO浓度侧面20303煤尘颗粒浓度侧面204爆炸后的通风系统侧面20401通风系统原状态侧面20402通风系统破坏程度侧面205诱发其他灾害侧面20501矿井坍塌情况侧面20502火灾范围侧面20503二次爆炸范围槽3求解描述侧面301应急机构侧面30101指挥部侧面30102指挥办公室侧面30103专家组侧面30104抢险救援组侧面30105电力组侧面30106医疗救护队侧面30107后勤保障组侧面30108物资调配组侧面30109善后处理组侧面30110机动协调组侧面302现场处置措施侧面303事故发展预测与措施侧面304现场示意图侧面305通讯联络表槽4结果描述侧面401应急救援效果侧面402决策是否成功煤尘爆炸事故案例表示5基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用向量集合数值化抽象描述案例被困人员数爆炸影响范围煤尘浓度爆炸后的通风系统诱发其他灾害O2浓度CO浓度煤尘颗粒浓度通风系统原状态通风系统破坏程度坍塌事故火灾事故二次爆炸l1l2l31l32l33l41l42l51l52l53X521426389一般差差一般非常好p1423111337非常好非常好差好差p2703013255好好差极好差p3462229287差差一般好好p4771926483非常好非常好一般极好好p57033181716非常好非常好差非常好极差p64042312215好好好非常好非常好p74428292613差差好一般非常好p8351930288非常好差非常好好极好煤尘爆炸事故案例检索5基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助决策实例应用属性权重计算1）主观权重计算煤尘爆炸事故应急案例的主观权重计算方法是模糊层次分析法，且根据框架表示法表示的煤尘爆炸案例框架，将目标案例层