摘要： 文章首先對礦井搶險排水決策支持系統的國內外研究現狀進行了分析和比較，針對現在礦井搶險排水在存在的問題，提出一套礦井搶險排水應急方案。然后針對搶險排水決策支持系統設計和實現中的關鍵技術進行了介紹和說明，分析了應急救援決策支持系統的總體構成和系統的功能模塊。接著介紹了系統軟件的開發(fā)工具和運行環(huán)境。
關鍵詞： 礦井排水；應急救援；決策支持系統；專家系統；軟件開發(fā)
中圖分類號：TD7文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0020-02
1綜述
水害是煤礦的五大災害之一，是煤礦安全生產的一大殺手。 由于我國地質構造復雜，近年來，有許多煤礦受水害威脅。例如河北峰峰礦區(qū)，位于河北省南部大水位地區(qū)，煤礦的水患災害，在礦井安全生產事故中占有較大比重，一旦出水，只要一個礦井的排水能力不足，就可能對多個礦井存在嚴重的水患威脅，曾多次發(fā)生奧灰水、不明老空水突水，給礦井的安全生產和職工生命帶來嚴重影響。作為應對礦井水災威脅的防范措施，礦井排水搶險的理論研究、搶險系統研制、設備開發(fā)制造等日益引起各方科研機構、搶險救援組織、生產廠家和煤礦企業(yè)的重視并取得了一系列研究成果，但至今尚無一個成熟、系統的礦井排水搶險系統產品。
研究一種當發(fā)生礦井水災事故時，能夠支持快速決策制定搶險方案、迅速組織排水設備安裝排水、對排水搶險設備運行狀況實時監(jiān)控診斷的應急搶險救援系統意義重大。
根據多年來煤礦突水搶險救災的經驗，礦井突水搶險失敗的原因一是搶險方案制定遲緩，靈活度不夠，不能適應復雜多樣的現場情況進行及時調整和決策。二是應急預案演練少，真遇到突發(fā)情況往往手忙腳亂，反應遲緩，安裝搶險速度慢，三是排水設備運行無保障，出現故障不能及時發(fā)現處理，無應急預案和相應的預防措施等。四是搶險現場情況不能被及時掌握了解，給決策和搶險工作帶來影響。
因此，建立一套礦井搶險排水決策支持系統，有效控制危險源、及時搶救受害人員、指導井下工人防護、查清事故原因、估算危害程度等對于煤礦企業(yè)安全生產具有重要的意義。
2國內外現狀
決策支持系統是上世紀八十年代迅速發(fā)展起來的新型計算機學科，是信息系統研究的最新發(fā)展階段。自美國麻省理工學院的Michael S.Scott Morton和Peter G.W.Keen于上世紀七十年代首次提出“Decision Support System”以來，在短短的30多年里，各國學者對DSS的理論研究與開發(fā)應用進行了卓有成效的探索。2000年以來研制的決策支持系統中，比較成功的有：意大利的T.Biagetti等人開發(fā)的預測及智能監(jiān)測專家系統PROMISE（prognostic and intelligent monitoring expert system）；英國的John Martin等人開發(fā)出水下自治機動車軌道生成系統；埃及S.A.Ahmed等人開發(fā)的水資源回收利用最佳方案選擇DDS（決策支持系統）；英國H.S.Neap等人開發(fā)的COMBO系統。
我國在上世紀八十年代中期引入決策支持系統概念，這是一項新技術，它是以多模型組合和多方案比較的方式輔助決策的。雖然模型庫系統以及它和數據庫的結合沒有規(guī)范的理論和成熟的軟件產品，影響了決策支持系統的發(fā)展，但是，決策支持系統這個新生事物卻引起了計算機學者和管理科學與工程技術人員的廣泛關注。關于礦山防排水救援決策支持系統的研究，國內還屬于起步階段，而其它行業(yè)的應急救援系統的研究主要有：衛(wèi)星城市地震應急救災系統，潰壩洪水應急處理系統，化工企業(yè)突發(fā)事故應急救援系統以及地鐵事故應急處理系統等，但這些系統都是針對本行業(yè)的特點而研制，有的系統還在研究和不斷完善過程中，真正在實際中應用的應急救援系統比較少。
3搶險排水決策支持系統的功能與結構
3.1 搶險排水決策支持系統的功能礦井搶險排水決策支持系統充分體現先進性、開放性、經濟性、界面友好、易用性、易于擴充和維護等特點。
先進性：采用先進的GIS和數據挖掘技術，使系統具有良好的性能和速度，確保整個系統的先進性。
開放性：礦井數字模型采用數據和程序上分離存儲，集成現已運行的礦用信息系統數據，實時更新礦井模型。
經濟性：該系統生成的方案充分考慮現有設備情況、現有排水系統的工作能力和投入與救災效果的合理比例。
界面友好：界面是用戶和系統聯系的中間媒體，所以注重人機交互界面的友好性，充分利用Windows圖形能力的優(yōu)點，提供標準化界面、圖形、圖標畫面顯示，以便于系統的使用和推廣。
實用性：系統界面信息盡量采用中文方式，盡量降低環(huán)境的復雜性，使信息更易理解，縮短用戶學習軟件的過程。
3.2 礦井搶險排水決策支持系統的結構
3.2.1 信息管理模塊該模塊以數據庫為基礎，以友好的用戶界面和人機對話功能，展示現有礦井排水系統、供電系統、礦井空間系統、設備情況等信息，并可以實時修改數據，保證與現實情況相符合。
3.2.2 設備選型模塊該模塊根據當前水災情況與礦井供電系統、空間系統、排水系統以及庫存設備情況等相結合，找出適合搶險時使用的水泵、電機、管道等設備生成搶險排水系統設備明細。
3.2.3 排水預案模塊該模塊通過設備選型模塊所生成的搶險排水系統設備明細與礦井運輸系統、安全生產監(jiān)測系統、礦井空間系統結合生成完整的搶險排水系統草案。生成的草案再通過專家干預，對比與現場情況和實際有無不符現場要求的，對結果進行修改和合議，生成搶險排水系統方案。
4搶險排水決策支持系統的開發(fā)與實現
目前，典型的決策支持系統工具軟件有很多種，本課題所采用的是Matlab和VB軟件。
4.1 前臺軟件開發(fā)工具Visual Basic.NETVisual Basic.NET是微軟公司最新推出的一種可視化編程工具。它是從Visual Basic語言演變而來的，是一種為高效地生成類型安全和面向對象的應用程序而設計的語言，是基于.NET框架的完全對象的編程語言。Visual Basic.NET提供可視化的開發(fā)環(huán)境，使用者可以像搭積木一樣構建出程序的界面，而且Visual Basic.NET提供了豐富的控件組，省去了自己編寫代碼實現這些效果的麻煩，這樣就可以把更多的精力放在程序功能的實現上。所以Visual Basic.NET學起來簡單，用起來方便。Visual Basic.NET具有以下特點：
�、倜嫦驅ο蟮奶匦�；②數據訪問特性；③交叉繼承；④自由線程；⑤WEB服務。
4.2 后臺數據分析工具MatlabMatlab是Math Works公司開發(fā)的一種工程計算語言，是集數值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體的高性能數學軟件。針對數值模擬中的大量矩陣計算，利用Matlab軟件編制高效的計算機程序，對自動形成的排水搶險應急預案，在計算機上進行仿真分析。
4.3 應急救援模塊實現應急救援模塊具有礦井災害應急救援控制的功能，用戶可通過此模塊查詢與應急救援相關的所有資料�？梢栽陲@示避災路線的同時，同時配合顯示應急預案、災害處理措施、各個單位人員電話聯系表等信息，可以查詢主要包括礦井災害應急預案、應急救援隊伍、救災設備數據庫、救災專家數據庫、救災基地等內容。應急救援模塊的流程圖如圖1所示。
5結束語
通過對礦井搶險排水決策支持技術的研究，建立了礦井搶險排水決策支持系統。該系統的研究實現了當突水災情發(fā)生后，可根據事故礦井的基本數據以及搶險救災設備現有庫存情況，快速自動建立排水救援決策支持系統；根據此系統可依據實際自動調整、修改，并能自動交驗其能力各環(huán)節(jié)參數；采用Matlab+VB的軟件開發(fā)平臺仿真分析，真正實現人機友好交互界面。
應用表明，該系統的建立對于提高煤礦水災救治方面具有顯著效果，并可以大大降低水災人員和財產損失。但是由于該研究處于起步階段，仍存在要積極改善的地方。
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