一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法技术

本发明专利技术公开了一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，包括如下步骤：建立煤矿结构的数学模型，获得硬点文件；形成一个可修改的硬点表；建立一硬点煤矿结构构造模型；对硬点煤矿结构构造模型进行参数化处理；建立煤矿结构各部件的煤矿结构构造点线模型；在所得的煤矿结构构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟参数作动模块，并将不安全矿工行为与虚拟作动模块建立关联关系；通过虚拟作动器驱动数学模型变化，从而实现不安全行为的仿真分析。本发明专利技术基于Flac3D数学模型，以及自定义的虚拟传感器、虚拟作动器、仿真分析模块，实现了矿工不安全行为的仿真分析，从而减少了企业的损失，也进一步保证了工作人员的安全。

A method of simulation and analysis of the evolutionary mechanism of unsafe behavior of miners

Method of simulation analysis of evolution mechanism of the invention discloses a miners' unsafe behavior, which comprises the following steps: establishing the mathematical model of coal mine structure, obtain the hard point file; forming a hard point can modify the table; a hard point structure model of coal mine; coal mine structure model of hard point parametric processing coal mine; structure of point and line model establishment of the components of mine structure; the insertion of virtual sensor and virtual structure parameters in coal mine the line model of the actuator module, and unsafe behavior and virtual miners actuation module relationship established; actuator mathematical model changes through virtual simulation analysis, thus realizing safety behavior. Based on Flac3D mathematical model and custom virtual sensors, virtual actuators and simulation analysis modules, the invention realizes the simulation analysis of miners' unsafe behaviors, thereby reducing the losses of enterprises, and further ensuring the safety of workers.

【技术实现步骤摘要】
一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法
本专利技术涉及煤矿施工安全分析领域，具体涉及一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法。
技术介绍
随着国家对煤矿生产安全投入力度的加大，安全法规和制度逐渐得以完善，安全形势日趋好转，百万吨死亡率从2005年的5.8下降到2014年的0.25，但事故人因比率仍处于较高水平。其中，矿工反生产行为(counterproductiveworkbehaviors，CWB)作为引发事故的潜在诱因，不容小视，这对煤炭企业安全生产造成的损害后果严重，因此，有必要对矿工反生产行为进行研究。目前，针对反生产行为的研究相对较多，但国内仅对通信等普通行业员工的反生产行为进行研究，而较少研究高危行业的矿工。例如，Stewart等深入分析了反生产行为的结构维度；Cole等探讨了反生产行为的潜在影响；彭正龙等以国内企业研发团队中主管及其下属为研究对象，认为在中国情景下，上下级交换关系与知识员工反生产行为负相关；赵旭等以通信设备制造企业流水线操作人员为研究对象，认为完善的组织制度和员工关怀可以有效避免反生产行为的发生；李芳薇等以煤矿工人为研究对象，探讨了工作环境压力源对其反生产行为和安全的影响。此外，反生产行为是由多种因素相互作用形成的，但是现有的研究主要是探讨单一影响因素或者是某个变量的中介作用，缺少系统性的分析。反生产行为是指违反组织合法规定，对组织和/或组织成员利益构成威胁的员工有意的自发行为。根据定义，可以将反生产行为特征概括为3点：①组织成员有意采取的行为；②行为违反了组织规定；③行为对组织和/或组织成员是有害的。对于煤炭企业来说，矿工表现出来的任何对煤炭企业或是企业工作人员具有危害的行为均称为矿工反生产行为。矿工反生产行为会导致不安全行为的发生，进而给企业或工作人员造成一定程度的损失。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，基于Flac3D数学模型，以及自定义的虚拟传感器、虚拟作动器、仿真分析模块，实现了矿工不安全行为的仿真分析，为合理的开采方法的制定提供了参考性的意见，从而减少了企业的损失，也进一步保证了工作人员的安全。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，包括如下步骤：S1、通过Flac3D根据煤矿结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立煤矿的数学模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述煤矿结构的各硬点的位置信息；S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；S3、根据硬点表，建立一硬点煤矿结构构造模型，煤矿结构构造模型中包括煤矿结构的所有硬点坐标；S4、对所述硬点煤矿结构构造模型进行参数化处理，使所述硬点煤矿结构构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点煤矿结构构造模型中已关联的各硬点；S5、根据硬点煤矿结构构造模型，建立煤矿结构各部分的煤矿结构构造点线模型，每个部件的煤矿结构构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；S6、在所得的煤矿结构构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟作动模块；S7、将不安全矿工行为与虚拟作动模块建立关联关系；S8、根据所采取的不安全矿工行为，虚拟作动模块驱动参数变化，与煤矿结构构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果。其中，所述虚拟传感器为在煤矿结构构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。其中，所述虚拟作动模块用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系。其中，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值。其中，所述硬点表通过以下步骤建立：使用Matlab读取所述硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值以及相邻两个坐标之间的距离；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，第三列连接到第一表单中的相应的两个坐标之间的距离，所述EXCEL文件即为所述可修改的硬点表。其中，所述步骤S4的具体步骤为：使用CATIA软件的参数输入功能将所述硬点表中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入所述硬点煤矿结构构造模型中；使用CATIA软件的设计表工具把所述硬点表以设计表的形式导入到所述硬点煤矿结构构造模型，导入时指明导入硬点表EXCEL文件第二表单；使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点煤矿结构构造模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；使用CATIA软件的发布工具发布所述硬点煤矿结构构造模型中的各硬点。本专利技术具有以下有益效果：基于Flac3D数学模型，以及自定义的虚拟传感器、虚拟作动器、仿真分析模块，实现了矿工不安全行为的仿真分析，为合理的开采方法的制定提供了参考性的意见，从而减少了企业的损失，也进一步保证了工作人员的安全；还可以根据需要将所拟定的施工计划作用于虚拟作动器，从而驱动Flac3D数学模型进行仿真模拟，实现了施工计划的优化，尽可能的减少了施工计划中的不安全行为，大大提高了施工的安全性。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，包括如下步骤：S1、通过Flac3D根据煤矿结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立煤矿的数学模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述煤矿结构的各硬点的位置信息；S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；S3、根据硬点表，建立一硬点煤矿结构构造模型，煤矿结构构造模型中包括煤矿结构的所有硬点坐标；S4、对所述硬点煤矿结构构造模型进行参数化处理，使所述硬点煤矿结构构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点煤矿结构构造模型中已关联的各硬点；S5、根据硬点煤矿结构构造模型，建立煤矿结构各部分的煤矿结构构造点线模型，每个部件的煤矿结构构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；S6、在所得的煤矿结构构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟作动模块；S7、将不安全矿工行为与虚拟作动模块建立关联关系；S8、根据所采取的不安全矿工行为，虚拟作动模块驱动参数变化，与煤矿结构构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果。所述虚拟传感器为在煤矿结构构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。所述虚拟作动模块用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系。所述硬点表中包括各硬点坐标名本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过Flac3D根据煤矿结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立煤矿的数学模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述煤矿结构的各硬点的位置信息；S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；S3、根据硬点表，建立一硬点煤矿结构构造模型，煤矿结构构造模型中包括煤矿结构的所有硬点坐标；S4、对所述硬点煤矿结构构造模型进行参数化处理，使所述硬点煤矿结构构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点煤矿结构构造模型中已关联的各硬点；S5、根据硬点煤矿结构构造模型，建立煤矿结构各部分的煤矿结构构造点线模型，每个部件的煤矿结构构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；S6、在所得的煤矿结构构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟作动模块；S7、将不安全矿工行为与虚拟作动模块建立关联关系；S8、根据所采取的不安全矿工行为，虚拟作动模块驱动参数变化，与煤矿结构构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果。...

【技术特征摘要】
1.一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过Flac3D根据煤矿结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立煤矿的数学模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述煤矿结构的各硬点的位置信息；S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；S3、根据硬点表，建立一硬点煤矿结构构造模型，煤矿结构构造模型中包括煤矿结构的所有硬点坐标；S4、对所述硬点煤矿结构构造模型进行参数化处理，使所述硬点煤矿结构构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点煤矿结构构造模型中已关联的各硬点；S5、根据硬点煤矿结构构造模型，建立煤矿结构各部分的煤矿结构构造点线模型，每个部件的煤矿结构构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；S6、在所得的煤矿结构构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟作动模块；S7、将不安全矿工行为与虚拟作动模块建立关联关系；S8、根据所采取的不安全矿工行为，虚拟作动模块驱动参数变化，与煤矿结构构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果。2.根据权利要求1所述的一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，其特征在于，所述虚拟传感器为在煤矿结构构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。3.根据权利要求1所述的一种矿工不安全行为的演化机理仿真分析的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琰，冉小佳，马可，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61