【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井火灾风险预警，具体涉及一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法。
技术介绍
1、矿井火灾是煤矿发生伤亡事故的主要原因之一，所带来的危害十分严重，可能对人员、设备、环境和经济造成巨大损失。而瓦斯爆炸、煤尘爆炸、电气故障、通风系统故障、人为因素等都容易引起煤矿的火灾事故，为降低矿井火灾的风险，煤矿生产企业通常采取一系列的预防措施，包括定期检查设备、提高通风效果、加强安全培训等。然而，因为地下环境复杂、工况点时空变化、矿井内部空间限制、矿井内气体种类繁多等因素，矿井火灾常常难以被及时预警。
2、为了解决这个问题，现代矿井火灾预警系统通常采用多传感器、实时数据分析和远程监控等技术手段，但监控数据之间缺少关联性，难以提高检测的准确性和及时性，但由于不同矿井的实际地质情况不尽相同，人员管理和设备使用上也存在较大差距，利用特定矿井所得来的研究成果在其他矿井中的适用性有待进一步研究，因此，目前亟需一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，已解决上述提出的问题。
3、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，将反映煤矿火灾风险大小的参数作为评价指标，更加全面系统的考虑了矿井火灾的发生原因，采用数值计算的方法，分析各评价指标对矿井火灾风险的影响，采用动态规划组合赋权方法根据矿井
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：获取多源异构数据作为矿井火灾分级的评价指标；
4、步骤s2：对评价风险进行分级，并对评价指标进行无量纲处理；
5、步骤s3：通过分析矿井火灾影响因素，根据科学性、客观性、可操作性，按照人机环管的安全标准，将矿井火灾影响因素将分为4个一级指标以及20个二级指标；
6、步骤s4：分别利用层次分析法及熵权法计算各指标的主客观权重；
7、步骤s5：利用动态组合赋权的方法将主客观权重进行融合，形成动态的单一权重；
8、步骤s6：计算评价指标的单指标及综合指标的风险隶属度，进行风险识别。
9、优选的，获取多源异构数据作为矿井火灾风险分级的评价指标，并对评价指标进行分层，所述多源异构数据包括矿井作业人员安全素质、内因火灾风险等级、外因火灾风险等级、矿井火灾安全管理，其中：矿井作业人员安全素质包括煤矿火灾事故安全意识、火灾救援与自救、上岗作业资格与能力、管理人员对火灾事故应对能力，内因火灾风险等级包括煤层厚度与煤层倾角、煤层含水量、煤矿通风率、煤的变质程度、环境供氧量、蓄热条件、自然发火期，外因火灾风险等级包括存在明火、电气设备故障、存在易燃物、摩擦起火、瓦斯粉尘煤尘爆炸，矿井火灾安全管理包括矿井火灾安全教育培训、专职定期安全检查、安全管理易制度完善程度、应急管理措施完善程度。
10、优选的，对评价风险进行分级，并对评价指标进行无量纲处理的步骤如下：
11、步骤s2.1：将矿井综合火灾危险性进行等级划分：i、ii、iii、iv级，分别代表安全、相对安全、相对较危险和危险，通过得到危险等级，进而采取相对应的预防措施；
12、步骤s2.2：对评价指标进行无量纲处理既归一化，采用最小-最大归一化，具体公式为：，其中，是原始数据，是归一化后的数据，与分别是原始数据的最小值和最大值。
13、优选的，分别计算各指标的主客观权重的步骤如下：
14、步骤s4.1：使用ahp层次分析法，对层次结果处理过程中的相对标度做出明确定义，具体步骤如下：
15、step1、构建判断矩阵；
16、以某一确定层次中的某一元素为标准，对其下层的各元素的重要性进行逐个两两比较，采用1-9标度法进行定量描述，完成判断矩阵的建立，并根据一致性检验公式检验矩阵的有效性，实现逻辑如下：
17、a101、计算一致性指标ci，计算公式为：，其中，代表矩阵的最大特征值，表示判断矩阵维度；
18、a102、计算一致性比率cr，计算公式为：，其中，ri为平均随机一致性指标，与判断矩阵维度的关系对应；
19、若cr大于或等于0.1，则说明判断矩阵不满足一致性要求，需要更改部分比较值进行重新检验；若cr小于0.1，则说明判断矩阵满足一致性要求；
20、step2、计算相对权重；
21、相对权重即被比较元素对上一层关联准则的重要程度，基于第一步建立符合一致性检验的判断矩阵，利用方根法得到各元素的权重，并进行归一化处理；
22、步骤s4.2：熵权法确定指标体系的权重，对于某项指标用其熵值来计算其离散程度，熵值小则其离散程度越大，对应到其权重也越大，设有m个一级指标和 n个二级指标，则煤矿火灾风险评价指标赋权的具体步骤如下：
23、b101、将归一化结果进行如下操作，第个企业的第个指标的比重，计算公式为：；
24、b102、依次计算每一个指标的信息熵，计算公式为：；
25、b103、最后利用各指标的信息熵大小得出其对应权重值ω大小，计算公式为：。
26、优选的，构建预评价得分，定义如公式所示，当得分得最小时，风险最低，由此来确定权重，步骤如下：
27、步骤s5.1：构造新的组合权重
28、构建线性向量组合，设第类第个影响因子的综合权重为，则，其中，分别为主客观权重的系数，且满足约束条件：；
29、使评分最小，依据的公式为：，其中，代表类第个影响因子归一化后的数据；
30、步骤s5.2：建立拉格朗日函数模型
31、设满足，对于评价矩阵的评价得分为，构建拉格朗日函数如下：，其中，为拉格朗日常数，利用拉格朗日极值法对其进行求解，得到与的表达式：。
32、优选的，模糊综合评价模型计算隶属度，根据已有数据对层次结构中最底层的各个指标带入隶属度函数，计算出各个指标的隶属度，而后将矿井火灾风险等级分为4级，分别为ⅰ级安全，ⅱ级相对安全，ⅲ级相对危险，ⅳ级危险，i级安全隶属函数，，ii级比较安全隶属函数，，iii级比较危险隶属函数，，iv级危险隶属函数，；
33、给出待识别的代入各个隶属函数算出结果，根据最大隶属度原则判断属于的风险等级类型，给定参数取。
34、优选的，将ⅰ级安全数量、ⅱ级相对安全数量、ⅲ级相对危险数量、ⅳ级危险数量进行综合分析，生成综合风险指标，依据的公式为：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，获取多源异构数据作为矿井火灾风险分级的评价指标，并对评价指标进行分层，所述多源异构数据包括矿井作业人员安全素质、内因火灾风险等级、外因火灾风险等级、矿井火灾安全管理，其中：矿井作业人员安全素质包括煤矿火灾事故安全意识、火灾救援与自救、上岗作业资格与能力、管理人员对火灾事故应对能力，内因火灾风险等级包括煤层厚度与煤层倾角、煤层含水量、煤矿通风率、煤的变质程度、环境供氧量、蓄热条件、自然发火期，外因火灾风险等级包括存在明火、电气设备故障、存在易燃物、摩擦起火、瓦斯粉尘煤尘爆炸，矿井火灾安全管理包括矿井火灾安全教育培训、专职定期安全检查、安全管理易制度完善程度、应急管理措施完善程度。
3.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，对评价风险进行分级，并对评价指标进行无量纲处理的步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预
5.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，构建预评价得分，定义如公式所示，当得分得最小时，风险最低，由此来确定权重，步骤如下：
6.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，模糊综合评价模型计算隶属度，根据已有数据对层次结构中最底层的各个指标带入隶属度函数，计算出各个指标的隶属度，而后将矿井火灾风险等级分为4级，分别为Ⅰ级安全，Ⅱ级相对安全，Ⅲ级相对危险，Ⅳ级危险，I级安全隶属函数，，II级比较安全隶属函数，，III级比较危险隶属函数，，IV级危险隶属函数，；
7.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，将Ⅰ级安全数量、Ⅱ级相对安全数量、Ⅲ级相对危险数量、Ⅳ级危险数量进行综合分析，生成综合风险指标，依据的公式为：，式中，、、、分别为Ⅰ级安全数量、Ⅱ级相对安全数量、Ⅲ级相对危险数量、Ⅳ级危险数量的预设比例系数，且、、、均大于0，为综合风险指标，、、、分别为Ⅰ级安全数量、Ⅱ级相对安全数量、Ⅲ级相对危险数量、Ⅳ级危险数量，。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，获取多源异构数据作为矿井火灾风险分级的评价指标，并对评价指标进行分层，所述多源异构数据包括矿井作业人员安全素质、内因火灾风险等级、外因火灾风险等级、矿井火灾安全管理，其中：矿井作业人员安全素质包括煤矿火灾事故安全意识、火灾救援与自救、上岗作业资格与能力、管理人员对火灾事故应对能力，内因火灾风险等级包括煤层厚度与煤层倾角、煤层含水量、煤矿通风率、煤的变质程度、环境供氧量、蓄热条件、自然发火期，外因火灾风险等级包括存在明火、电气设备故障、存在易燃物、摩擦起火、瓦斯粉尘煤尘爆炸，矿井火灾安全管理包括矿井火灾安全教育培训、专职定期安全检查、安全管理易制度完善程度、应急管理措施完善程度。
3.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，对评价风险进行分级，并对评价指标进行无量纲处理的步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于多源异构数据处理的矿井火灾风险预警方法，其特征在于，分别计...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨征，王小军，张兆，曹楠楠，王江龙，程超峰，司建锋，白平，贺亚飞，
申请(专利权)人：陕西小保当矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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