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        基于貝葉斯網(wǎng)絡模型的非煤礦山安全研究

        2012-12-31 00:00:00劉希平
        群文天地 2012年15期


          摘要:貝葉斯模型作為概率系統(tǒng)分析的經(jīng)典模型,將貝葉斯網(wǎng)絡模型運用于非煤礦山安全因素分析有很大的優(yōu)勢。本文提出了十個影響非煤礦山安全的因素指標,并對這十個指標進行了貝葉斯網(wǎng)絡模型構建,此模型便對非煤礦山安全研究分析具有一定的借鑒意義。
          關鍵詞:非煤礦山安全;貝葉斯網(wǎng)絡模型;Netica軟件
          一、緒論
          目前我國非煤礦山安全生產(chǎn)整體水平較以前有了很大的提高,不論是從安全生產(chǎn)標準還是采礦作業(yè)設施方面等都有不同程度的發(fā)展,但是全國非煤礦山事故總量仍然過大,較大事故多發(fā),安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻。尤其是2008年連續(xù)發(fā)生了山西“8.1”尖山鐵礦排土場垮塌和“9.8”新塔公司尾礦庫潰壩兩起特別重大事故,給國家和人民造成了巨大的經(jīng)濟損失。非煤礦山安全事故的發(fā)生有多方面的原因,比如非煤礦山領域的“亂、散、小、差”的作業(yè)環(huán)境,安全保障能力低,企業(yè)及監(jiān)管機構執(zhí)法不嚴。正是在此背景下,根據(jù)非煤礦事故表現(xiàn)形式多樣,安全評價中有許多未確知的因素,文章采用貝葉斯網(wǎng)絡模型對影響非煤礦安全的因素進行分析,根據(jù)模型分析結果找出影響非煤礦安全的關鍵指標,提前做好安全保障措施。
          二、貝葉斯網(wǎng)絡模型
          貝葉斯網(wǎng)絡模型是利用收集的樣本數(shù)據(jù)或者是根據(jù)專家系統(tǒng)的經(jīng)驗打分評估來獲得先驗信息,對數(shù)據(jù)樣本進行預處理后,便可以進行定量與定性分析,如此便減少了多度擬合數(shù)據(jù)的情況,而且也避免了一些因主觀臆斷而盲目采取對應措施帶來的非科學性。
          使用貝葉斯網(wǎng)絡算法對變量進行分析時,大致的過程如圖2-1所示。
          文章的主要是完成非煤礦山安全的貝葉斯模型構建,主要工作在需求分析、確定方案及用軟件建立可視化模型三部分。確定方案需要完成指標質量元的選取,從而才能確定貝葉斯網(wǎng)絡模型架構。
          三、非煤礦山安全的貝葉斯網(wǎng)絡模型構建
          (一)非煤礦山安全指標及質量元的選取
          影響非煤礦安全的因素比較多,比如非煤礦領域的自然條件,是否通風,防水防火防爆設施是否完備等,通過查閱相關資料綜合分析,本文對非煤礦山安全指標因素選擇了10個評估指標,分別是自然條件、通風水平、防水設施、防火設施、強電安全、采掘設施、運輸安全、爆破安全、作業(yè)人員水平、非煤礦山安全等級等,具體見表3-1所示。
          比如自然條件主要是指礦山周圍的地勢情況,充分考慮巖層的影響,礦山周圍是否有可能發(fā)生泥石流,礦山周圍是否建有水庫、大壩等建筑。在一般的研究中,通風水平、防水設施、防火設施、強電安全都做了詳細分析,這幾項是影響非煤礦山安全的基本因素,但采掘設施常常被忽略,因為大部分研究只關心礦山內的設施水平是否達到標準,而對采掘設施的質量及老化程度的關注度不夠,采掘設施的不達標同樣會造成安全事故,運輸安全與爆破安全也是影響非煤礦山安全的重要因素,此外作業(yè)人員培訓因素也逐漸被納入影響非煤礦山安全系統(tǒng)中來,其實作業(yè)人員的安全培訓對礦山安全的維護及事故發(fā)生后經(jīng)濟損失的減少都有重要意義。為了方便貝葉斯網(wǎng)絡模型構建,上面的表格中,提出了非煤礦山安全等級的指標,作為衡量非煤礦山安全的總體指標。
          為了保證非煤礦山安全影響因素模型較為實用,需利用合理的因素作為模型的度量元,同時也要選取周到,不能漏掉安全影響因素。既要去除冗余也要保留必需因素,在此,本文將自然條件、通風水平、防水設施、防火設施、強電安全、采掘設施、運輸安全、爆破安全、作業(yè)人員培訓、非煤礦山安全等級等10個因素作為質量元,即貝葉斯網(wǎng)絡模型的節(jié)點。
         ?。ǘ┚W(wǎng)絡拓撲的確定
          在非煤礦山安全影響因素分析模型中,其中將非煤礦山安全等級作為衡量非煤礦山安全的總體指標,其中非煤礦山安全等級用優(yōu)、良、中、差四個等級來界定。根據(jù)因果關系判斷方式,非煤礦山的自然條件、防火及防水設施水平、通風水平的高低等直接影響非煤礦山的安全,同時自然條件也會影響通風水平、防水設施與采掘設施的建設水平、運輸安全及爆破安全,而作業(yè)人員的水平又會對強電安全、運輸安全及爆破安全有直接的影響,而強電設施又會對防火設施的建設提出更進一步的要求,根據(jù)這一系列的因果影響,可以采用BNPC軟件或者Netica軟件來進行非煤礦山的安全因素建立貝葉斯網(wǎng)絡拓撲圖的建立,文章采用Netica軟件來建立拓撲圖,如圖3-2所示,其中箭頭來表示因果聯(lián)系。
          四、結語
          文章對非煤礦山安全影響因素建立貝葉斯網(wǎng)絡模型,它能將眾多因素之間的關聯(lián)分析處理起來變得簡單清晰,只要有了樣本模型,便可以根據(jù)模型,利用貝葉斯網(wǎng)絡算法得到各因素之間的影響概率程度,利用網(wǎng)絡模型推理便可知各項指標對非煤礦山安全的影響,從而根據(jù)影響權重而采取相應措施來保障非煤礦山開采的安全性。
          參考文獻:
          [1]尹君.基于GIS的非煤礦山安全評價、預測及應急決策系統(tǒng)[D].武漢理

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