矿山应急救援指挥系统关键技术研究与系统实现

1、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,2,3,4,3,5,6,7,1,2,3,4,3,5,6,7,1,研究背景及意义,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,2,3,4,3,5,6,7,1,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,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,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,应急决策程序,矿山应急

2、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,2,3,4,3,5,6,7,1,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,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,2,3,4,3,5,6,7,1,CBR 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

3、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,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,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,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。,应急

4、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（Plan Space）：所有应急预案的特征向量 条件空间（Condition Space）：所有条件向量 决策空间（Decision Space）：所有决策向量 结果空间（Question Space）：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,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：,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,应急救援指

5、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,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：,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,2,3,4,3,5,6,7,1,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,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,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,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

6、 抽象描述,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，将目标案例层次结构 分为四层，第一层有井下被困人员、爆炸影响范围、煤尘浓度、爆炸 后通风系统以及诱发的其他灾害五个属性组成， 设模糊互补判断矩阵为： 专家集为：,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,2）客观权重计算 客观权重的计算用信息熵确定法，模糊属性变量对应的模糊 数具体数值：,煤尘爆炸事故案例检索,5 基于CBR煤尘爆炸事故应急辅助

7、决策实例应用,相似度计算,2,3,4,3,5,6,7,1,应急辅助决策功能,6 矿山应急救援指挥系统的平台设计与实现,2,3,4,3,5,6,7,1,结论,结论,结论,1）对应急管理体系和应急决策体系的理论进行详细的研究，结合矿山应急管理体系的业务内容，建立了矿山应急管理体系PDCA循环以及矿山应急决策体系框架。,2）构建应急救援指挥系统功能框架，并结合矿山应急管理业务分析确定应急救援指挥系统的运行机制，给出了平时状态下和作战状态下模块之间的不同运作机制流程。,3）对应急辅助决策功能的实现技术进行研究。创建CBR（案例推理）的逻辑体系，并结合应急预案给出应急救援指挥系统辅助决策的CBR推理模式

8、。建立基于CBR应急救援指挥系统决策案例模型，确定框架表示法为案例知识表示方法。建立案例检索模型，针对不同的案例属性采取不同的相似度计算方法，结合主客观属性权重方法模糊层次熵分析法和信息熵值确定法，最终确定案例的相似度。,8 结论与展望,结论,结论,结论,8 结论与展望,4）运用CBR推理的具体方法，对煤尘爆炸事故应急辅助决策过程进行实例应用，首先对煤尘爆炸事故进行了案例表示，然后基于案例表示，计算特征属性的主观权重与客观权重，最后求得各个源案例与煤尘爆炸事故这一目标案例的相似度，比较相似度的大小求得案例3可以作为最相似案例进行案例输出。,（5）设计了应急救援指挥系统的总体框架，根据总体框架，分别从系统体系结构设计、系统技术支持平台设计、网络架构设计以及数据库设计四个方面对系统进行设计，最终实现日常管理功能、应急预警功能、应急启动功能、应急处置功能以及总结评估管理的应急救援指挥系统功能。,展望,本文采用案例推理技术来构建应急救援决策支持系统，在矿山领域进行初步的探索应用，在案例检索的方法研究过程中，应用最近相邻法与归纳索引相结合的混合检索策略，此方法有着很好的效率和性能，但是