基于案例推理的煤矿灾害事故预警研究.pdf

北京化工大学 专业学位 单位代码1 0 0 1 0 学号矽J ] 列。生占≥ 硕士研究生学位论文 题目 日 究 导教 业导 期 ％老兰 二口二。年／、月十一 日 业 生 师 师 专 研 指 企 万方数据 北京化工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 1 r 誓蔓 作者签名 陟舻 日期 2 0 2 0 ．6 ．1 1 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规 定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大 学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可 以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 口论文暂不公开 或保密 注释本学位论文属于暂不公开 或保密 范围，在羔年解密后适用本授权书。 团非暂不公开 或保密 论文注释本学位论文不属于暂不公开 或 保密 范围，适用本授权书。 作者签名 导师签名 降生 日期2 0 2 0 ．6 ．1 1 企业导师签名j 铲生 日期 日期 2 0 2 0 ．6 ．1 1 2 0 2 0 ．6 ．1 1 万方数据 学位论文数据集 中图分类号 T P 3 9 1 ．9 学科分类号 5 2 0 ．6 0 2 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 2 0 5 6 2 密级公开 学位授予单位代码1 0 0 1 0 学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名陈若兰学号 2 0 1 7 2 1 0 5 6 2 获学位专业名称控制工程获学位专业代码 0 8 5 2 1 0 课题来源国家自然科学基金研究方向计算机应用 论文题目基于案例推理的煤矿灾害事故预警研究 关键词案例推理，煤矿灾害事故，预警方法，分类检索，权重调整 论文答辩日期 2 0 2 0 ．6 ．11 木论文类型基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师徐华教授北京石油化工学院虚拟现实与可视化 评阅人1朱群雄教授北京化工大学建模与优化 高级工程新路互联科技 北京 评阅人2谢寅峰虚拟现实与可视化 师有限公司 评阅人3张晓明教授北京石油化工学院大数据与云计算 评阅人4 评阅人5 答辩委员会主席朱群雄教授北京化工大学建模与优化 天普新能源科技有限 答辩委员1吴艳元总工 新能源智能控制 公司 答辩委员2赵国新 教授北京石油化工学院工控系统信息安全 答辩委员3刘学君副教授北京石油化工学院光纤通讯及嵌入式 答辩委员4周建军副教授北京石油化工学院智能检测与车辆导航 答辩委员5 徐文星 副教授北京石油化工学院系统建模与优化 汪一． 四． 论文类型1 ．基础研究2 ．应用研究3 ．开发研究4 ．其它 中图分类号在中国图书资料分类法查询。 学科分类号在中华人民共和国国家标准 G B ／T1 3 7 4 5 - 9 学科分类与代码中查询。 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 万方数据 基于案例推理的煤矿灾害事故预警研究与应用 摘’要 煤矿灾害事故的频繁发生严重危害着人民生命安全和国家公共财产。 对煤矿灾害事故进行预警，能够为煤矿灾害事故的发生提供救援方案以减 少损失。 针对现有方法缺乏对煤矿灾害各类事故预警问题的研究，通过对预警 方法的分析，结合煤矿灾害事故的特点和致灾因素，本文提出了基于案例 推理的煤矿灾害事故预警方法。通过框架表示法将煤矿灾害事故调查报告 按事故类别表示成案例推理需要的结构化数据，并在此基础上建立煤矿灾 害事故案例库。将框架表示得到的属性分为四类，并给出相应的属性相似 度计算方法；由于各个属性对事故发生的影响程度不同，故采用遗传算法 对属性的权重值进行调整优化；结合当前事故案例的类别，并根据调整权 重值对各个属性相似度进行赋权，采用最近邻算法计算当前事故案例与案 例库中历史案例的全局相似度。选取全局相似度高的案例作为当前案例的 匹配案例并从案例库中提取匹配案例的预警方案作为当前案例的参考预 警方案，若无全局相似度高的历史案例则需进行案例修改并保存。 基于上述理论方法，本文研发了可对各类煤矿灾害事故进行预警的煤 矿灾害事故预警系统，设计了系统整体框架结构，实现了案例表示、分类 检索和案例学习等功能。根据煤矿灾害事故的分类对水害事故和瓦斯事故 进行了实例应用和分析，实现水害事故和瓦斯事故的框架表示、属性相似 度计算、属性权重调整和全局相似度计算，通过数据分析给出参考预警方 万方数据 北京化工大学硕士学位论文 案来验证本文方法的有效性。实验结果表明，本文的预警方法具有较好的 实用性。 关键词案例推理，煤矿灾害事故，预警方法，分类检索，权重调整 万方数据 A B S T R A C T R E S E A R C HA N DA P P L I C A T I o No FC o A L M N ED I S A S T E RE A R L YW A R N I N GB A S E D O NC A S E ．B A S E DR E A S o N I N G A B S T R A C T T h ef r e q u e n to c c u r r e n c eo fc o a lm i n ed i s a s t e r s s e r i o u s l ye n d a n g e r s p e o p l e ’S l i v e sa n dn a t i o n a lp u b l i c p r o p e r t y ．E a r l yw a r n i n go fc o a lm i n e d i s a s t e rc a np r o v i d er e s c u ep r o g r a m sf o rc o a lm i n ed i s a s t e rt or e d u c el o s s e so f i n d i v i d u a l sa n dc o u n t r i e s ． A i m i n ga tt h el a c ko fr e s e a r c ho ne a r l yw a r n i n go fv a r i o u sa c c i d e n t si n c o a lm i n ed i s a s t e rb ye x i s t i n gm e t h o d s ，t h i st h e s i sp r o p o s e sac o a lm i n e d i s a s t e re a r l yw a r n i n gm e t h o do nc a s e b a s e dr e a s o n i n gt h r o u g ha n a l y s i so f e a r l yw a r n i n gm e t h o d s ，c o m b i n e dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dd i s a s t e r - c a u s i n g f a c t o r so fc o a lm i n ed i s a s t e r ．T h r o u g ht h ef r a m e w o r kr e p r e s e n t a t i o n ，t h e i n v e s t i g a t i o nr e p o r to fc o a lm i n ed i s a s t e rc o l l e c t e df r o mt h eo f f i c i a lw e b s i t eo f t h eN a t i o n a lC o a lM i n eS a f e t yS u p e r v i s i o nB u r e a us h a l lb ee x p r e s s e da st h e s t r u c t u r e dd a t ar e q u i r e df o rc a s e b a s e dr e a s o n i n ga c c o r d i n gt ot h ea c c i d e n t c a t e g o r y ，a n do nt h i sb a s i s ，ad a t a b a s eo fc o a lm i n ed i s a s t e rc a s e ss h a l lb e e s t a b l i s h e d ；t h ea t t r i b u t er e p r e s e n t e db yt h ef r a m e w o r ka r ed i v i d e di n t of o u r c a t e g o r i e s ，a n dc o r r e s p o n d i n ga t t r i b u t es i m i l a r i t y c a l c u l a t i o nm e t h o d sa r e g i v e n ，d u et ot h ed i f f e r e n ti m p a c to f e a c ha t t r i b u t eo nt h ea c c i d e n t ，t h eg e n e t i c I I I 万方数据 北京化工大学硕士学位论文 a l g o r i t h mi su s e dt oa d j u s ta n do p t i m i z et h ea t t r i b u t ew e i g h tv a l u e ，c o m b i n e d w i t ht h ec u r r e n ta c c i d e n tc a s ec a t e g o r y ，a n dw e i g h tt h es i m i l a r i t yo fe a c h a t t r i b u t ea c c o r d i n gt ot h ea d ju s t e dw e i g h tv a l u e ，a n du s et h en e a r e s tn e i g h b o r a l g o r i t h mt oc a l c u l a t et h eg l o b a ls i m i l a r i t yb e t w e e nt h ec u r r e n tc a s ea n dt h e h i s t o r i c a lc a s ei nt h ec a s ed a t a b a s e ；s e l e c tt h ec a s ew i t hh i g hg l o b a ls i m i l a r i t y a st h em a t c h i n gc a s eo ft h ec u r r e n tc a s ea n dt h ee a r l yw a r n i n gp r o g r a mo ft h e m a t c h i n gc a s ei se x t r a c t e df r o mt h ec a s ed a t a b a s ea st h er e f e r e n c ee a r l y w a r n i n gp r o g r a mo ft h ec u r r e n tc a s e ．I ft h e r ei sn oh i s t o r i c a lc a s ew i t hh i g h g l o b a ls i m i l 2 u r i 吼t h ec a s en e e d st ob em o d i f i e db yt h ee x p e r t so fc o a lm i n e d i s a s t e r so ro nr u l e d b a s e dr e a s o n i n ga n ds a v e d ． B a s e do nt h ea b o v et h e o r e t i c a lm e t h o d s ，t h i st h e s i sd e v e l o p sac o a lm i n e d i s a s t e re a r l yw a r n i n gs y s t e mt h a tc a ne a r l yw a mc o a lm i n ed i s a s t e r , d e s i g n s t h eo v e r a l lf r a m e w o r ks t r u c t u r eo ft h es y s t e m ，a n dr e a l i z e st h ef u n c t i o n so f c a s er e p r e s e n t a t i o n ，c a t e g o r yr e t r i e v ea n dc a s el e a r n i n g ．A c c o r d i n gt ot h e c l a s s i f i c a t i o no fc o a lm i n ed i s a s t e r , e x a m p l e so fa p p l i c a t i o na n da n a l y s i so f f l o o da n dg a sw e r ei m p l e m e n t e dt or e a l i z et h e 仔a m e w o r kr e p r e s e n t a t i o n ， a t t r i b u t e s i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ，a t t r i b u t ew e i g h ta d j u s t m e n t a n d g l o b a l s i m i l a r i t yc a l c u l a t i o no ff l o o da n dg a s ．I tc a nv e r i f yt h ee f f e c t i v e n e s so ft h i s m e t h o d ．E x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h ee a r l yw a r n i n gm e t h o di nt h i s t h e s i sh a sg o o dp r a c t i c a b i l i t y ． K E YW O R D S c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，c o a lm i n ed i s a s t e r , e a r l yw a r n i n g I V 万方数据 A B S T R A C T m e t h o d s ，c a t e g o r yr e t r i e v e ，w e i g h ta d j u s t m e n t V 万方数据 北京化工大学硕士学位论文 V I 万方数据 目录 目录 第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．3 主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 第二章煤矿灾害事故预警方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 预警方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 2 ．1 ．1 基于规则推理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 ．2 基于案例推理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 ．3 基于模型推理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 2 ．2 方法分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 第三章基于案例推理的预警设计⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 3 ．1 煤矿灾害事故预警流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 3 ．2 基于框架的煤矿灾害事故案例表示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．2 ．1 煤矿灾害事故数据收集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 3 ．2 ．2 煤矿灾害事故框架表示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 6 3 ．2 ．3 煤矿灾害事故案例库构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 3 ．3 基于最近邻算法的相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 3 ．3 ．1 文本类型属性相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 3 ．3 ．2 枚举类型属性相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 3 ．3 ．3 数值类型属性相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．3 ．4 模糊数类型属性相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 4 3 ．3 ．5 全局属性相似度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 3 ．4 基于遗传算法的属性权重调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．4 ．1 遗传算法基本概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 3 ．4 ．2 遗传算法原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 3 ．4 ．3 属性权重调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 V I I 万方数据 北京化工大学硕士学位论文 3 ．5 煤矿灾害事故案例学习⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 3 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 第四章系统研发与应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 4 ．1 系统结构框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 4 ．2 系统主要功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 1 3 实例应用与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 ．3 ．1 水害事故预警⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 ．3 ．2 瓦斯事故预警⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 5 ．1 总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 5 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 7 研究成果及发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 9 作者及导师简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯』⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 V I I I 万方数据 C o n t e n t s C h a p t e r lI n t r o d u c t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1R e s e a r c hb a c k g r o u n da n d s i g n i f i c a n c e ．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ． O v e r s e a sa n dd o m e s t i cr e s e a r c hs t a t u s ．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 ．3M a i nr e s e a r c hc o n t e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．4 C h a p t e r 2E a r l yW a m i n g M e t h o do f C o a lM i n eD i s a s t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2 ．1E a r l yw a r n i n gm e t h o d s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2 ．1 ．1R u l e ．．b a s e dR e a s o n i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2 ．1 ．2C a s e - - b a s e dR e a s o n i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2 ．1 ．3M o d e l - b a s e dR e a s o n i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 0 2 ．2M e t h o da n a l y s i s ．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2 ．3C h a p t e rs u m m a r y ．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 C h a p t e r 3E a r l yW a r n i n gD e s i g no nC a s e b a s e dR e a s o n i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 ；．1E a r l yw a r n i n gp r o c e s so f c o a lm i n ed i s a s t e r ．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 3 3 ．2F r a m e w o r k b a s e dc a s ep r e s e n t a t i o no f c o a lm i n ed i s a s t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．2 ．1D a t ac o l l e c t i o no f c o a lm i n ed i s a s t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．2 ．2M i n ed i s a s t e rf r a m e w o r kr e p r e s e n t a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 6 3 ．2 ．3C o n s t r u c t i o no f c o a lm i n ed i s a s t e rc a s ed a t a b a s e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 ；．3S i m i l a r i t yc a l c u l a t i o nb a s e do nn e a r e s tn e i g h b o ra l g o r i t h m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 0 3 ．3 ．1T e x tt y p ea t t r i b u t es i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 3 ．3 ．2E n u m e r a t i o nt y p ea t t r i b u t es i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 3 ．3 ．3N u m e r i c a lt y p ea t t r i b u t es i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．3 ．4F u z z yn u m b e rt y p ea t t r i b u t es i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 ；．；．5G l o b a ls i m i l a r i t yc a l c u l a t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 5 3 ．4A t t r i b u t ew e i g h ta d j u s t m e n tb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 6 ；．4 ．1B a s i cc o n c e p t so f g e n e t i ca l g o r i t h m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 7 3 ．4 ．2P r i n c i p l eo f g e n e t i ca l g o r i t h m ．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 7 ；．4 ．3A t t r i b u t ew e i g h ta d j u s t m e n 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．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．3 8 4 ．3 ．2 E a r l yw a r n i n go f g a s ⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．4C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 C h a p t e r 5S u m m a r y a n dP r o s p e c t ．．．．．．．．．．．i ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 5 ．1S u m m a r y ．⋯．⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯． i 1 5 ．2P r o s p e c t ⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．51 R e f e r e n c e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3 A c k n o w l e d g e m e n t ．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯．．．．．．．⋯．．．．．．5 7 R e s e a r c hP r o d u c t i o na n d P a p e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 9 A u t h o ra n dT e a c h e rI n 仃o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 X 万方数据 第一章绪论 1 ．1 研究背景及意义 第一章绪论弗一早珀比 近年来，虽然经济增长速度开始逐渐减慢，各种新能源使用率大幅增高，煤炭资 源在我国能源使用结构中占比下降，但就总体工业化、城镇化发展而言，煤炭资源的 总需求量并未大幅下降，在未来很长的一段时间内，煤炭资源仍然在我国能源使用结 构中占据主导地位【1 】。目前，中国是世界上最大的煤炭生产国，2 0 1 8 年全国煤炭产量 约为3 5 ．5 亿吨，占全球原煤产量的4 6 ．6 ％，产量位居世界第一，煤矿数量也位居世界 第一【2 】。 伴随煤炭挖掘量的累积，经济快速发展的背后是众多灾害事故带来的人力和财力 的巨大损失[ 3 】。中国的煤炭事业在不断地发展，在世界中居于前列，为国内的生产业 和经济增长做出了巨大贡献，但是煤炭事业带来的不仅仅是好处，同时还有各种各样 的安全问题，在随时影响着个人安危和国家的利益，中国的煤矿产量占世界首尾，因 煤矿灾害事故死亡的人数也是居于高位【4 l 。随着人们在不断地提高意识以及相关技术 的不断更新，尽管我国煤矿安全形式得到了很大的改善，但事故整体的发生频率依旧 很高，煤矿灾害事故死亡人数和经济损失依旧居高不下，我国在煤矿灾害事故中的损 失也远远超过其他国家【5 】。据不完全统统计，2 0 1 3 到2 0 1 7 这五年间我国煤矿灾害事 故总数超1 9 0 0 起，死亡人数超3 7 0 0 人，数量呈下降状态，但依旧数额巨大 图1 1 [ 5 1 。事故起数和死亡人数在逐年减少，煤矿安全形势明显改善，但是事故依然频频发 生，煤矿安全任务依然艰巨。 1 6 0 0 1 3 5 6 ’J [ 敞筵鼗 矩I ‘人数 图l 一12 0 1 3 2 0 1 7 年全国煤矿死亡事故 F i g ．1 - 12 0 13 - 2 017n a t i o n a lc o a lm i n ed e a t h s O O 0 0 O 0 0 0 蝴 鹚 嘲 啪 湖 锄 瑚 。 万方数据 北京化_ l 大学硕士学位论文 随着人们对煤矿灾害事故引发问题的逐渐重视，大量的煤矿灾害事故原因分析、 应急预案和防范措施应运而生，如煤矿井下运输事故多发的原因分析及防范1 6 】、煤矿 事故统计分析及其预防对策研究【，】等。如何对煤矿灾害事故进行预警则成为下一步研 究的热点。 2 0 0 2 年，李兴东【8 1 构建了较为完整的煤矿火灾事故案例库系统，该系统针对国 外的火灾事故案例，进行了大量的数据收集和整理，并分析了国外火灾事故的发生原 因、火灾性质等有益信息，通过对这些信息的总结