礦井突水平行應急管理方法研究.pdf

1、隨著地下采礦深度增加，礦井水文地質(zhì)條件越來越復雜，礦井突水問題日益嚴重，礦井的防治水形勢和應急管理難度逐步升級。礦井突水的應急管理問題是迫切需要解決的問題，也是國內(nèi)外專家學者研究的熱點和難點。礦井突發(fā)水災事件前兆不充分，具有復雜性特性和次生衍生損害，其破壞性較大，借助傳統(tǒng)管理方法難以有效應對，有必要研究有效的礦井水災應急管理理論和方法，為礦井突發(fā)水災事件應急響應提供強有力管控工具和智力支持。本文在前人重要研究成果的基礎上，提出采用復雜巨

2、系統(tǒng)研究的人工社會-計算實驗-平行執(zhí)行，即 ACP方法，解決礦井突水應急管理問題，試圖給出一種針對礦井突發(fā)水災事件的應急管理理論和方法，達到有效協(xié)同和集成化管控。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴礦井突水平行應急管理框架模型。提出利用人工系統(tǒng)方法對現(xiàn)場實際情景進行建模，應急實驗對應急處置策略進行仿真分析評估，平行執(zhí)行實施應急方案并同步于人工系統(tǒng)的理論和方法，給出了基于時間軸模型的4D時空管理方法，為現(xiàn)場狀態(tài)的時空管理提供可行途徑。平行應

3、急管理系統(tǒng)是一種動態(tài)演化系統(tǒng)，通過對人工系統(tǒng)進行計算模擬、涌現(xiàn)觀察，實現(xiàn)對應急控制策略的零風險和低成本的快速實驗，可為現(xiàn)場狀態(tài)的管理和控制尋求較優(yōu)方案，通過平行執(zhí)行，人工系統(tǒng)可以直接影響或改變實際系統(tǒng)的運行方向，達到認識自然、理解自然、利用自然和改造自然的目的。⑵人工礦井突水系統(tǒng)研究。通過研究“實例型”和“非實例型”的人工系統(tǒng)分類方法以及多代理系統(tǒng)建模等理論，在定義礦井突水系統(tǒng)邊界及內(nèi)涵基礎上，進行角色建模和代理映射，并提出基于代理的海

4、量數(shù)據(jù)集成技術(shù)實現(xiàn)代理數(shù)據(jù)集成，代理訂閱模型(APSM)完成代理之間的協(xié)調(diào)和聯(lián)動，從而構(gòu)建基于多代理的人工礦井突水系統(tǒng)模型。⑶礦井突水計算實驗研究。由于突水試驗代價巨大，無法進行突水及應急響應實驗，因此，如何實現(xiàn)突水應急管理領(lǐng)域中的實驗問題，是促進該領(lǐng)域發(fā)展的最關(guān)鍵問題之一。論文提出使用圖探測法進行排水管網(wǎng)智能計算，利用三角剖分、塊段分割和八分圓橢球搜索技術(shù)進行突水水流蔓延計算，借助A*算法初始化人員的最優(yōu)逃生路線。試圖從“簡單一致”觀

5、點出發(fā)，以礦井突水人工系統(tǒng)為載體，以 APSM為協(xié)調(diào)方法，從各簡單代理行為的局部交叉到整體涌現(xiàn)，實現(xiàn)礦井突水情景的時空演化計算。⑷平行應急管理系統(tǒng)研究。從常態(tài)下的突水感知和非常態(tài)下的計算實驗式自動化預案兩個方面，研究探討了礦井突水平行應急管理系統(tǒng)及其集成技術(shù)。在常態(tài)下借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過多物理場網(wǎng)絡化分布式監(jiān)測，依托信息融合理論和方法，結(jié)合人工糾正方式同步人工系統(tǒng)，并提供數(shù)據(jù)采集、分析利用、預警預測、應急策略評估和應急培訓支持，在非常態(tài)