CN120218826A 野外应急救援物资管理系统

(19)国家知识产权局(10)申请公布号CN120218826A(21)申请号202510690518.0(22)申请日2025.05.27(71)申请人北京宏诚创新科技有限公司地址101100北京市大兴区北京经济技术开发区科谷一街8号院1号楼12层1201(北京自贸试验区高端产业片区亦庄组团)(72)发明人田川刘凯旋关勇杨光(74)专利代理机构北京啸西风专利代理事务所(普通合伙)16198专利代理师李金平GO6F18/214(2023.01)(54)发明名称野外应急救援物资管理系统(57)摘要本发明公开了野外应急救援物资管理系统，涉及物资管理技术领域，包括应急物资需求量预测单元，野外应急救援物资管理系统应用于煤矿应急救援物资管理，所述应急物资需求量预测单元以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目的，基于案例推理技术结合差分进化算法构建需求量预测模型，且构建相应的模型训练数据集，通过模型训练数据集对需求量预测模型进行训练，通过训练完成的需求量预测模型获取煤矿事故中应急物资的需求量信息。本发明提出了野外应急救援物资管理系统，通过设置的应急物资需求量预测单元基于案例推理技术结合差分进应急物资储存地址设置单元应急物资储存布局优化单元21.野外应急救援物资管理系统，其特征在于：包括应急物资需求量预测单元(100),野外应急救援物资管理系统应用于煤矿应急救援物资管理，所述应急物资需求量预测单元(100)以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目的，基于案例推理技术结合差分进化应急物资分级管理单元(200),所述应急物资分级管理单元(200)以提高煤矿事故时应应急物资储存地址设置单元(300),所述应急物资储存地址设置单元(300)在应急物资应急物资储存布局优化单元(400),所述应急物资储存布局优化单元(400)基于已建成量预测单元(100)包括需求量预测模型构建模块(101)和模型训练集构建模块(102),所述需求量预测模型构建模块(101)以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目的，基于案量预测单元(100)还包括需求量预测模型训练模块(103)和需求量预测模型输出模块需求量预测模型进行训练，所述需求量预测模型输出模块(104)和需求量预测模型训练模管理单元(200)包括应急物资分类评价模块(201),所述应急物资分类评价模块(201)设置3性，通过采用熵值法与G1法相结合的综合权重赋值方法，进行应急物资评价指标权重的计算，基于应急物资评价指标的权重值进行聚类分析，将应急救援物资进行分级，确定各应急救援物资的存储等级。5.根据权利要求4所述的野外应急救援物资管理系统，其特征在于：所述应急物资分级管理单元(200)还包括应急物资分级编码模块(202),所述应急物资分级编码模块(202)和应急物资分类评价模块(201)电性连接，所述应急物资分级编码模块(202)采用混合分类法，从应急救援物资的功能用途、不同事故类型中应急救援物资运输优先级、应急救援物资存储位置及事故煤矿井三个方面设置标准，其中应急救援物资的功能用途的标准为引用《应急物资分类及编码》中关于煤矿应急物资的部分，并根据应急物资功能用途的不同，分为四层类目，其中不同事故类型中应急救援物资运输优先级的标准为根据煤矿各类型事故救援中，各种应急物资的分级结果，确定应急物资运输的优先级，其中应急救援物资存储位置及事故煤矿井的标准为包括储备库层级、储备库编码、事故煤矿井和同类应急物资运输优先级四部分，将三个分类标准进行整合即可得到应急救援物资的总分类编码。6.根据权利要求1所述的野外应急救援物资管理系统，其特征在于：所述应急物资储存地址设置单元(300)包括储存库选址模型构建模块(301),所述储存库选址模型构建模块(301)在应急物资分级储存的基础上，通过设计应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数的方法构建储存库选址模型，其中设计应急物资储存库成本由储备库的固定成本、扩容成本、物资购买存储成本和运输成本组成，其中煤矿风险函数基于引力模型设计得到。7.根据权利要求6所述的野外应急救援物资管理系统，其特征在于：所述应急物资储存地址设置单元(300)还包括模型信息获取模块(302)和模型求解模块(303),所述模型信息获取模块(302)和储存库选址模型构建模块(301)电性连接，所述模型信息获取模块(302)用于获取应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数中所需的信息，所述模型求解模块(303)和模型信息获取模块(302)电性连接，所述模型求解模块(303)通过遗传算法对储存库选址模型进行求解，并基于求解结果构成最优解集，由于每个解在不同的优化目标上各者偏好的最优解，进而得到最优的储存库选址信息。8.根据权利要求1所述的野外应急救援物资管理系统，其特征在于：所述应急物资储存布局优化单元(400)包括储存布局优化模型构建模块(401)和物资储存库布局优化模块(402),所述储存布局优化模型构建模块(401)基于已建成的煤矿应急物资储存库信息，通过设计应急物资储存库调整成本函数的方法构建储存布局优化模型，其中应急物资储存库调整成本主要为储存库扩容成本，所述物资储存库布局优化模块(402)和储存布局优化模型构建模块(401)电性连接，所述物资储存库布局优化模块(402)在原遗传算法的基础上，改变选择算子，选择参考点法对储存布局优化模型进行求解，利用具有良好分布特征的参考点来保持种群多样性，基于求解结果对应急物资储存库的布局进行优化。4野外应急救援物资管理系统技术领域[0001]本发明涉及物资管理技术领域，具体为野外应急救援物资管理系统。背景技术[0002]自然灾难是人类依赖的自然界中所发生的异常现象，自然灾难对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的，在申请号为202110609748.1的中国专利中公开了“一种救援应急物资的管理编码及调度管理方法，该管理编码分为静态码和动态码两个部分，静态码是在该物资成为合格品后就确定下来的固有属性，静态码作为物资唯一性识别码用于存储、支领和电子台账管理标识代码，动态码是随着该物资的应用轨迹、维保记录、即时状态、主要功能、辅助功能拓展而生成的动态编码，是对该物资的整体性能综合描述，以及当前位置、状态的信息清单，以确保任何时间出现应急任务时都有足够数量的物资和绝对可靠的性能为应急提供支撑，本发明设计了一套具有可扩展、方便应用的编码架构，在随着科技发展、技术提升的过程中可不断的补充，并成为一个功能强大、应用广泛、使用简单的重要物[0003]该现有技术仅仅解决了目前应急物资采用传统的台账式管理模式的依然占绝大多数，一部分应急单位采用的物料编码的信息化管理模式，物资、物料信息虽然已进入管理平台，依然处于名称、数量等电子台账管理模式，尚未具备应急物资生命周期、健康状态智能科学管理的水平的问题，未考虑到应急救援物资储备不合理、应急救援物资储备库分布不均衡以及储备体系运行效率低下的问题。发明内容[0004]本发明的目的在于提供野外应急救援物资管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：野外应急救援物资管理系统，包括应急物资需求量预测单元，野外应急救援物资管理系统应用于煤矿应急救援物资管理，所述应急物资需求量预测单元以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目的，基于案例推理技术结合差分进化算法构建需求量预测模型，且构建相应的模型训练数据集，通过模型训练数据集对需求量预测模型进行训练，通过训练完成的需求量预测模型获取煤矿事故中应急物资的需求量信息；应急物资分级管理单元，所述应急物资分级管理单元以提高煤矿事故时应急物资的检索效率为目的，通过混合分类法确定不同的标准，并设置应急物资评价指标，通过设置的应急物资评价指标得到应急物资在不同煤矿事故下的指标值，从而将应急物资进行分级，进一步结合确定的标准对应急物资进行分级编码；应急物资储存地址设置单元，所述应急物资储存地址设置单元在应急物资分级储存的基础上，通过设计应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数的方法构建储存库选址模型，通过遗传算法对储存库选址模型进行求解，得到最优的储存库选址信息；5集构建模块102通过网络爬虫技术获取煤矿事故案例，具体通过爬取官方煤矿事故数据平进行梯度计算，参数更新为通过优化器调整模型参数，所述需求量预6评价指标权重的计算，基于应急物资评价指标的权重值进行聚类分析，将应急救援物资进行分级，确定各应急救援物资的存储等级。[0009]优选的，所述应急物资分级管理单元还包括应急物资分级编码模块，所述应急物资分级编码模块和应急物资分类评价模块电性连接，所述应急物资分级编码模块采用混合分类法，从应急救援物资的功能用途、不同事故类型中应急救援物资运输优先级、应急救援物资存储位置及事故煤矿井三个方面设置标准，其中混合分类法是将线分类法和面分类法进行组合使用，例如在面分类体系中，可在每一个分类面内，针对该分类面的属性或特征用线分类法进行划分，其中应急救援物资的功能用途的标准为引用《应急物资分类及编码》中关于煤矿应急物资的部分，并根据应急物资功能用途的不同，分为四层类目，以矿用排水泵的编码2130105为例，其中2代表应急物资大类，13代表应急物资种类，01代表应急物资小类，05代表应急物资细类，其中不同事故类型中应急救援物资运输优先级的标准为根据煤矿各类型事故救援中，各种应急物资的分级结果，确定应急物资运输的优先级，使用数字的标准为包括储备库层级、储备库编码、事故煤矿井和同类应急物资运输优先级四部分，将三个分类标准进行整合即可得到应急救援物资的总分类编码。[0010]优选的，所述应急物资储存地址设置单元包括储存库选址模型构建模块，所述储存库选址模型构建模块在应急物资分级储存的基础上，通过设计应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数的方法构建储存库选址模型，其中设计应急物资储存库成本由储备库的固定成本、扩容成本、物资购买存储成本和运输成本组成，其成本函数的具体minF₁=(q+t)∑k∈KZjkAj+h∑ieIdij;式中，q表示应急物资的购买成本，t表示应急物资的存储成本，h表示应急物资的第i个煤矿需求点，Zjk表示储备库j中第k种应急物资的数量，A;表示决策变量，当储备库j被选中时，表示为1,反之则为0,dij表示第i个煤矿需求点与储备库j之间的距离，其中煤矿风险函数基于引力模型设计得到，其具体表达式如下：式中，L表示煤矿事故类型集合，l表示第l种煤矿事故，Zji表示储备库j中应对第l种煤矿事故的物资数量，Qi表示第i个煤矿需求点发生第l种煤矿事故的概率。[0011]优选的，所述应急物资储存地址设置单元还包括模型信息获取模块和模型求解模块，所述模型信息获取模块和储存库选址模型构建模块电性连接，所述模型信息获取模块用于获取应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数中所需的信息，具体可通过大数据技术或询问煤矿管理人员的方式获取所需信息，所述模型求解模块和模型信息获取模块电性连接，所述模型求解模块通过遗传算法对储存库选址模型进行求解，并基于求解结果构成最优解集，由于每个解在不同的优化目标上各有优势，并不存在所有目标更优的最优解，所以采用FAHP法对最优解集进行决策，得到决策者偏好的最优解，进而得到最优的储存库选址7信息，具体操作为通过对比各优化目标，建立模糊一致判断矩阵，通过模糊数学方法将判断矩阵转化为权重向量，然后将最优解集中的每一个解，根据其目标向量进行归一化处理，将经过归一化处理的目标值进行加权求和，得到每个最优解的满意度，并将满意度最大的解作为最符合决策者偏好的解。[0012]优选的，所述应急物资储存布局优化单元包括储存布局优化模型构建模块和物资储存库布局优化模块，所述储存布局优化模型构建模块基于已建成的煤矿应急物资储存库信息，通过设计应急物资储存库调整成本函数的方法构建储存布局优化模型，其中应急物资储存库调整成本主要为储存库扩容成本，其调整成本函数的具体表达式如下：述物资储存库布局优化模块和储存布局优化模型构建模块电性连接，所述物资储存库布局优化模块在原遗传算法的基础上，改变选择算子，选择参考点法对储存布局优化模型进行求解，利用具有良好分布特征的参考点来保持种群多样性，基于求解结果对应急物资储存库的布局进行优化。[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：本发明提出了野外应急救援物资管理系统，通过设置的应急物资需求量预测单元基于案例推理技术结合差分进化算法需求量预测模型，通过网络爬虫技术构建模型训练数据集，并对需求量预测模型进行训练，以获取煤矿事故中应急物资的需求量信息，通过设置的应急物资分级管理单元确定不同的标准，并设置应急物资评价指标，将应急物资进行分级，从而对应急物资进行分级编码，以提高煤矿事故时应急物资的检索效率，通过设置的应急物资储存地址设置单元采用设计应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数的方法构建储存库选址模型，通过遗传算法对储存库选址模型进行求解，得到最优的储存库选址信息，通过设置的应急物资储存布局优化单元基于已建成的煤矿应急物资储存库信息，通过设计应急物资储存库调整成本函数的方法构建储存布局优化模型，基于模型求解结果对应急物资储存库的布局进行优化。附图说明[0014]图1为本发明实施例整体流程示意图；图2为本发明实施例应急物资需求量预测单元流程示意图；图3为本发明实施例应急物资分级管理单元流程示意图；图4为本发明实施例应急物资储存地址设置单元流程示意图；图5为本发明实施例应急物资储存布局优化单元流程示意图。布局优化模块。8急物资需求量预测单元100以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目的，基于案例推应急物资分级管理单元200,应急物资分级管理单元200以提高煤矿事故时应急物应急物资储存地址设置单元300,应急物资储存地址设置单元300在应急物资分级应急物资储存布局优化单元400,应急物资储存布局优化单元400基于已建成的煤[0018]应急物资需求量预测单元100包括需求量预测模型构建模块101和模型训练集构建模块102,需求量预测模型构建模块101以对煤矿事故应急救援物资需求量的预测为目建模块102通过网络爬虫技术获取煤矿事故案例，具体通过爬取官方煤矿事故数据平台以9及监管机构网站里的煤矿事故案例数据来保证爬取样本数据的质量，并将爬取的网站设为可信数据源，定期审核爬取网站，基于获取的煤矿事故案例数据构建模型训练数据集；应急物资需求量预测单元100还包括需求量预测模型训练模块103和需求量预测模型输出模块104,需求量预测模型训练模块103分别和需求量预测模型构建模块101、模型训练集构建模块102电性连接，需求量预测模型训练模块103通过模型训练数据集对需求量预测模型进行训练，具体包括前向传播、损失计算、反向传播以及参数更新，其中前向传播为计算应急物资需求量的预测值，损失计算为对比预测值和真实值之间的差异，反向传播为进行梯度计算，参数更新为通过优化器调整模型参数，需求量预测模型输出模块104和需求量预测模型训练模块103电性连接，需求量预测模型输出模块104通过训练完成的需求量预测模型对目标区域中煤矿出现事故时的应急物资需求量进行预测，例如当煤矿出现火灾事故时，通过需求量预测模型获取各类应急物资需求量的预测值，基于需求量预测模型的输出结果获取煤矿事故中应急物资的需求量信息；应急物资分级管理单元200包括应急物资分类评价模块201,应急物资分类评价模块201设置应急物资评价指标，包括应急救援物资重要性、应急救援物资稀缺性和应急救援物资存储性，其中应急救援物资重要性指标中进一步设置有需求紧迫度、救援效果、缺货代价和需求量指标，其中应急救援物资稀缺性指标中进一步设置有不可替代性、不确定性和供应商数量指标，其中应急救援物资存储性指标中进一步设置有容量要求、维护难度和存储条件指标，通过采用熵值法与G1法相结合的综合权重赋值方法，进行应急物资评价指标权重的计算，基于应急物资评价指标的权重值进行聚类分析，将应急救援物资进行分级，确定各应急救援物资的存储等级；应急物资分级管理单元200还包括应急物资分级编码模块202,应急物资分级编码模块202和应急物资分类评价模块201电性连接，应急物资分级编码模块202采用混合分类法，从应急救援物资的功能用途、不同事故类型中应急救援物资运输优先级、应急救援物资存储位置及事故煤矿井三个方面设置标准，其中混合分类法是将线分类法和面分类法进行组合使用，例如在面分类体系中，可在每一个分类面内，针对该分类面的属性或特征用线分类法进行划分，其中应急救援物资的功能用途的标准为引用《应急物资分类及编码》中关于煤矿应急物资的部分，并根据应急物资功能用途的不同，分为四层类目，以矿用排水泵的编码2130105为例，其中2代表应急物资大类，13代表应急物资种类，01代表应急物资小类，05代表应急物资细类，其中不同事故类型中应急救援物资运输优先级的标准为根据煤矿各类型事故救援中，各种应急物资的分级结果，确定应急物别表示应急物资运输的“0-9”优先程度，其中应急救援物资存储位置及事故煤矿井的标准为包括储备库层级、储备库编码、事故煤矿井和同类应急物资运输优先级四部分，将三个分类标准进行整合即可得到应急救援物资的总分类编码；应急物资储存地址设置单元300包括储存库选址模型构建模块301,储存库选址模型构建模块301在应急物资分级储存的基础上，通过设计应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数的方法构建储存库选址模型，其中设计应急物资储存库成本由储备库的固定成式中，q表示应急物资的购买成本，t表示应急物资的存储成本，h表示应急物资的应急物资储存地址设置单元300还包括模型信息获取模块302和模型求解模块303,模型信息获取模块302和储存库选址模型构建模块301电性连接，模型信息获取模块302用于获取应急物资储存库成本函数和煤矿风险函数中所需的信息，具体可通过大数据应急物资储存布局优化单元400包括储存布局优化模型构建模块401和物资储存库布局优化模块402,储存布局优化模型构建模块401基于已建成的煤矿应急物资储存库信息，通过设计应急物资储存库调整成本函数的方法构建储存布局优化模型(上一个模型同[0019]工作原理：通过需求量预测模型构建