專利名稱：煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井災(zāi)變應(yīng)急救援方面的指揮信息管理方面能力，尤其涉及針對(duì)煤礦的井下危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)、災(zāi)變分級(jí)模擬和最佳動(dòng)態(tài)避災(zāi)路線的選擇的應(yīng)急救援信息系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦安全是我國(guó)安全生產(chǎn)的重中之重，近年來(lái)在黨中央、國(guó)務(wù)院的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下各級(jí)地方黨委、政府認(rèn)真貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于煤礦安全生產(chǎn)工作的一系列重要部署，使煤礦事故總量連續(xù)三年呈下降趨勢(shì)。但社會(huì)影響惡劣的重特大事故仍時(shí)有發(fā)生。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)外采礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，將應(yīng)急避難硐室和救生艙作為地下礦井應(yīng)急救援工作的重要組成部分，并累積了成功營(yíng)救的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)南非等發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步提高我國(guó)應(yīng)急救援水平，以減少因礦難事故造成的損失。所以，為改善常村煤礦安全防護(hù)水平，提高礦井抗災(zāi)變能力，北京科技大學(xué)與潞安礦業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)展“常村煤礦新型安全防護(hù)體系研 究”項(xiàng)目，逐漸在常村煤礦構(gòu)建了具有礦用自救器、礦用可移動(dòng)式救生艙、礦用固定式避難硐室的三級(jí)防護(hù)體系，以及配套開(kāi)發(fā)了煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)。礦山井下一旦發(fā)生事故，如瓦斯突出、煤塵與瓦斯爆炸、火災(zāi)、水災(zāi)以及頂板事故，往往礦井災(zāi)害救災(zāi)制約因素多、情況復(fù)雜多變，與其它行業(yè)的搶險(xiǎn)救災(zāi)工作相比，具有更強(qiáng)的技術(shù)性、時(shí)效性和更大的危險(xiǎn)性。由于井下空間相對(duì)封閉，避災(zāi)救災(zāi)空間有限，特別是當(dāng)遇災(zāi)人員對(duì)災(zāi)害情況不明時(shí)，往往會(huì)盲目慌亂地進(jìn)行避災(zāi)，出現(xiàn)擁擠，甚至穿越火區(qū)、水區(qū)避災(zāi)，從而出現(xiàn)更大的危險(xiǎn)。所以如不及時(shí)采取有效地救災(zāi)方法和避災(zāi)方法和路徑，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)重大財(cái)產(chǎn)損失，甚至危害到工人的生命安全。但如果發(fā)生礦井災(zāi)害后能采取正確的避災(zāi)救災(zāi)路線，可將傷亡事故損失大大降低。通過(guò)文獻(xiàn)理論分析，現(xiàn)開(kāi)發(fā)的應(yīng)急救援指揮信息系統(tǒng)很大程度上是理論開(kāi)發(fā)階段，尚沒(méi)有在實(shí)際煤礦礦井得到有效地應(yīng)用；開(kāi)發(fā)的救援系統(tǒng)很大程度上側(cè)重于應(yīng)急救援信息管理方面，針對(duì)礦井災(zāi)變的模擬和最佳動(dòng)態(tài)路線的選擇研究可發(fā)較少；根據(jù)現(xiàn)階段緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，沒(méi)有查到基于緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的應(yīng)急救援指揮信息系統(tǒng)；注重單一災(zāi)變理論研究，缺乏應(yīng)急響應(yīng)和救援力量輔助系統(tǒng)支持；軟件系統(tǒng)后期維護(hù)復(fù)雜，地圖更新繁瑣。根據(jù)現(xiàn)階段煤礦科技發(fā)展需求，結(jié)合煤礦“六大系統(tǒng)”應(yīng)用，亟需開(kāi)發(fā)具有多功能、易維護(hù)、實(shí)用性、可視化等特點(diǎn)的應(yīng)急救援指揮信息系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是，改變以前應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)靜態(tài)信息管理，本系統(tǒng)利用地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地圖和數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)管理，以及實(shí)現(xiàn)煤礦礦井外因火災(zāi)、煤與瓦斯突出、煤塵、瓦斯爆炸和頂板事故等災(zāi)變影響范圍的動(dòng)態(tài)模擬和基于緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的最佳避災(zāi)路線的動(dòng)態(tài)選擇和救援資源的最佳調(diào)度。本發(fā)明的技術(shù)方案煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括該系統(tǒng)包括礦井基礎(chǔ)信息模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、地圖顯示與管理模塊、礦井災(zāi)變分析模塊、應(yīng)急救援力量模塊和災(zāi)變決策信息模塊；
所述礦井基礎(chǔ)信息模塊，用于煤礦井下基本情況信息的實(shí)際監(jiān)測(cè)，采集井下危險(xiǎn)源信息的數(shù)據(jù)信息和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，并實(shí)時(shí)更新井下危險(xiǎn)源信息的運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息；
所述礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊，用于將井下監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)環(huán)境條件和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)生存環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)每區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)生成響應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；所述礦井災(zāi)變分析模塊，用于將礦井井下實(shí)際井巷信息構(gòu)建的地理位置信息地圖，并可實(shí)現(xiàn)井下外因火災(zāi)、煤與瓦斯突出、煤塵、瓦斯爆炸、井下突水和頂板事故等主要事故的影響程度和范圍的模擬和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，分析井下災(zāi)變級(jí)別和影響范圍，并根據(jù)井下人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線；
所述災(zāi)變決策信息模塊，用于在災(zāi)變應(yīng)急響應(yīng)時(shí)，根據(jù)井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的對(duì)接，分析 井下災(zāi)變級(jí)別和影響范圍，并根據(jù)井下人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線；煤礦調(diào)度中心能根據(jù)應(yīng)響應(yīng)程序與職責(zé)信息庫(kù)判斷應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)，調(diào)度指揮應(yīng)急救援工作進(jìn)展，并根據(jù)救援力量信息調(diào)度功能，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)災(zāi)變相關(guān)的內(nèi)部救援力量信息的調(diào)度；在需外部救援力量時(shí)，實(shí)現(xiàn)外部資源最佳調(diào)度方案選擇，以及在電子地圖上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案調(diào)度路線的顯示；
所述應(yīng)急救援力量模塊，用于煤礦突發(fā)事件響應(yīng)時(shí)煤礦救援力量、周邊救援力量和信息以及國(guó)家煤礦救援基地信息的采集和存儲(chǔ)，當(dāng)?shù)V井事故發(fā)生時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)事故的模擬和判定，可提供其相關(guān)救援力量信息，應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)等，并進(jìn)行應(yīng)急救援；
所述地圖顯示與管理模塊，按照井下巷道數(shù)據(jù)庫(kù)中所有為巷道、危險(xiǎn)源及避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際地理位置信息構(gòu)建井下電子地圖；并在地面地圖中標(biāo)識(shí)礦區(qū)及其周圍附近的應(yīng)急資源管理中心的地理位置信息，通過(guò)地圖顯示與管理顯示并瀏覽所有礦井地圖和地面地圖的平面圖，通過(guò)礦井安全監(jiān)測(cè)模塊中的監(jiān)測(cè)信息通過(guò)判斷可現(xiàn)實(shí)其監(jiān)測(cè)數(shù)值的顯示和報(bào)警，另外通過(guò)礦井災(zāi)變分析模塊，可在地圖上顯示井下火災(zāi)、突水、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)結(jié)果的顯示和避災(zāi)路線的動(dòng)態(tài)顯示；
所述的礦井基礎(chǔ)信息模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、礦井災(zāi)變分析模塊、地圖顯示與管理模塊、應(yīng)急救援力量模塊和災(zāi)變決策信息模塊通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明的另一目的是提供給一種煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理方法，具體包括以下步驟
安全監(jiān)測(cè)步驟，對(duì)井下危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；
危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)處理步驟，將井下各區(qū)的危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，并實(shí)時(shí)更新上述井下的險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息；
地圖顯示與管理步驟，按照井下巷道數(shù)據(jù)庫(kù)中所有為巷道、危險(xiǎn)源及避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際地理位置信息構(gòu)建井下電子地圖；并在地面地圖中標(biāo)識(shí)礦區(qū)及其周圍附近的應(yīng)急資源管理中心的地理位置信息，通過(guò)地圖顯示與管理顯示并瀏覽所有礦井地圖和地面地圖的平面圖；所述地地圖具有放大、縮小、漫游和鷹眼功能；
應(yīng)急救援判斷步驟，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案判斷其存儲(chǔ)的各類應(yīng)急預(yù)案的觸發(fā)條件判斷數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的數(shù)據(jù)信息是否出現(xiàn)了異常，從而判斷數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的井下是否發(fā)生了災(zāi)變，若出現(xiàn)異常，則將出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給井下災(zāi)變分析及最佳避災(zāi)路線模塊顯示; 礦井災(zāi)變分析步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊發(fā)送的災(zāi)變異常信息，判斷該異常信息所對(duì)應(yīng)的災(zāi)變類型，根據(jù)異常數(shù)據(jù)，根據(jù)災(zāi)變模擬分析方法，判斷災(zāi)變影響程度和等級(jí)，基于災(zāi)變影響范圍和傷亡等級(jí)，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)級(jí)別判斷條件，啟動(dòng)應(yīng)急相應(yīng)等級(jí)；
顯示報(bào)警步驟，所述災(zāi)變模擬及避災(zāi)路線模塊所收到所述的安全監(jiān)控送來(lái)的異常數(shù)據(jù)信息后，在所述地圖中顯示異常數(shù)據(jù)信息所對(duì)應(yīng)危險(xiǎn)源的相關(guān) 信息和狀態(tài)，并根據(jù)所述的應(yīng)急預(yù)案判斷的危險(xiǎn)級(jí)別向地面和井下發(fā)布不同的報(bào)警提醒。本發(fā)明與礦井現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和新功能在于
(I)本發(fā)明采用統(tǒng)一信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息和資源共享；自動(dòng)監(jiān)測(cè)各個(gè)地面企業(yè)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；一旦發(fā)生事故，系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定應(yīng)急預(yù)警方案，提出應(yīng)急救援資源的優(yōu)化配置及調(diào)度方案，能夠及時(shí)有效地控制突發(fā)事件，最大程度的減少事故損失。(2)該系統(tǒng)集成了礦井基礎(chǔ)信息、安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)變分析、地圖顯示和管理、應(yīng)急救援力量和應(yīng)急決策信息為一體化的可視化應(yīng)急指揮系統(tǒng)，提供了在線更新功能，實(shí)現(xiàn)了煤礦災(zāi)害信息的網(wǎng)絡(luò)化管理。(3)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)害后果的模擬和最佳避災(zāi)路線的動(dòng)態(tài)選擇，通過(guò)平時(shí)對(duì)該系統(tǒng)的研究，輸入相應(yīng)的危險(xiǎn)因素參數(shù)，能大概了解相應(yīng)的災(zāi)害影響范圍，根據(jù)井下工作人員位置和緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的布置，可實(shí)現(xiàn)井下最佳避災(zāi)路線的動(dòng)態(tài)選擇，最大程度上提高人員避險(xiǎn)效率。(4)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煤礦緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)三級(jí)培訓(xùn)平臺(tái)，針對(duì)不同培訓(xùn)人員，可實(shí)現(xiàn)在線選擇培訓(xùn)課程，查詢其相關(guān)培訓(xùn)結(jié)果。(5)該系統(tǒng)利用后臺(tái)地理信息系統(tǒng)(GIS)實(shí)現(xiàn)地圖的更新發(fā)布，不依賴與系統(tǒng)在線更新，不僅易于地圖更新和穩(wěn)定，更提高系統(tǒng)運(yùn)行性能。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)的邏輯框圖。圖2為本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的礦井應(yīng)急救援指揮信息系統(tǒng)及其方法結(jié)合附圖及實(shí)施例子詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Visual C#. net2010(VC.NET 2010)，軟件架構(gòu)為瀏覽器B/S (Browser)、服務(wù)器(Server)架構(gòu)(即B/S架構(gòu))。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行礦井應(yīng)急救援指揮信息系統(tǒng)的包括
礦井基礎(chǔ)信息模塊，用于煤礦井下基本情況信息的實(shí)際監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)分析，存儲(chǔ)井下重大危險(xiǎn)源信息的數(shù)據(jù)信息和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，并實(shí)時(shí)更新井下危險(xiǎn)源信息的運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；
礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊，其用于將井下監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)環(huán)境條件和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)生存環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)每區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)生成響應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，并實(shí)時(shí)更新其運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息；
礦井災(zāi)變分析模塊其用于將礦井井下實(shí)際井巷信息構(gòu)建的地理位置信息地圖，該地圖中標(biāo)示了礦井井巷屬性信息，能夠顯示并瀏覽井下采掘的所有井巷平
面圖，利用該地圖能夠?qū)崿F(xiàn)放大、縮小、移動(dòng)等功能。此模塊功能可實(shí)現(xiàn)井下外因火災(zāi)、煤與瓦斯突出、煤塵、瓦斯爆炸、井下突水和頂板事故等主要事故的影響程度和范圍的模擬，系統(tǒng)根據(jù)人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線。應(yīng)急救援力量模塊，其用于煤礦突發(fā)事件響應(yīng)時(shí)煤礦救援力量、周邊救援力量和信息以及國(guó)家煤礦救援基地信息的采集和存儲(chǔ)，當(dāng)煤礦事故發(fā)生時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)事故的模擬和判定，可提供其相關(guān)救援力量信息，應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)等，并對(duì)應(yīng)急救援。應(yīng)急決策信息模塊，其用于在災(zāi)變應(yīng)急響應(yīng)時(shí)，根據(jù)井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的對(duì)接，分析井下災(zāi)變級(jí)別和影響范圍，并根據(jù)井下人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線；根據(jù)應(yīng)急預(yù)案判斷應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)，調(diào)度指揮應(yīng)急救援工作進(jìn)展，并根據(jù)救援力量信息調(diào)度功能，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)災(zāi)變相關(guān)的內(nèi)部救援力量信息和外部救援資源調(diào)度方案選擇和最優(yōu)方案調(diào)度路線的顯示。所述的監(jiān)測(cè)信息模塊根據(jù)所述的應(yīng)急救援力量模塊中應(yīng)急預(yù)案判斷模塊送來(lái)的異常數(shù)據(jù)信息，判斷該異常數(shù)據(jù)信息對(duì)礦井危害的程度，并將該危險(xiǎn)級(jí)別發(fā)給所述的礦井災(zāi)變分析模塊，分析最佳避災(zāi)路線。所述的礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊中主要用于井下環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的采集和傳輸，包括永久避難硐室和臨時(shí)避難硐室內(nèi)的7合I傳感器用于監(jiān)測(cè)02、C0、C02、CH4、H2S、T、Q (濕度)的變化，在避難硐室和救生艙內(nèi)實(shí)現(xiàn)了人體生存環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息傳輸，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)環(huán)境內(nèi)02、CO、CO2, CH4, T、Q (濕度)的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，并設(shè)定了報(bào)警閾值范圍，并用氣體濃度R作為預(yù)警依據(jù)，當(dāng)Cq2 ( 18. 5或者Cq2彡23%, Cc02彡I. 0%,Cco彡24 ppm, Cch4彡I. 0%, T彡35°C，濕度彡85%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行判斷并在地圖上顯示報(bào)警。在生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中，對(duì)井下安全環(huán)境指標(biāo)C0、CH4、T進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，系統(tǒng)報(bào)警判斷條件依據(jù)是Ccq彡24 ppm, T彡300C，Cch4彡0. 8%,其中建議值Ctl=O. 8%，在采區(qū)工作面回風(fēng)巷內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)！Cci=O. 5%，在進(jìn)風(fēng)巷的監(jiān)控點(diǎn)。災(zāi)變分析模塊是在礦井工程圖以及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖解計(jì)算的基礎(chǔ)上，考慮災(zāi)變發(fā)生條件和影響因素，模擬在某一巷道或某一點(diǎn)發(fā)生災(zāi)變的情況下，瓦斯突出和爆炸沖擊波超壓的傷害程度和火焰溫度的傷害程度、火災(zāi)的溫度分布、有害氣體的彌散范圍和礦井涌水淹沒(méi)巷道的情況，在GIS地圖上動(dòng)態(tài)顯示其影響范圍；該模塊還能將動(dòng)態(tài)的計(jì)算的最佳避災(zāi)路線顯示在GIS電子地圖上。礦井災(zāi)變分析模塊收到所述的應(yīng)急決策信息模塊送來(lái)的異常信息后，在其地圖上顯示出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)信息所對(duì)應(yīng)的礦井巷道的相關(guān)信息(該相關(guān)信息含有巷道位置和采區(qū)現(xiàn)狀，還可以還有巷道通風(fēng)情況等)，并根據(jù)所述危險(xiǎn)程度來(lái)向地面和井下發(fā)出警報(bào)提醒，災(zāi)變預(yù)警信號(hào)以聲、光的形式傳遞，礦工可根據(jù)災(zāi)害信息及時(shí)避難。所述的礦井基礎(chǔ)信息模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)模塊、礦井災(zāi)變分析模塊、應(yīng)急救援力量模塊和應(yīng)急決策信息模塊通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。、
所述的安全監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)有線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定時(shí)向礦井災(zāi)變分析模塊發(fā)送井下巷道內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。所述的應(yīng)急決策信息模塊具有維護(hù)和管理整個(gè)礦井災(zāi)變應(yīng)急救援的基本功能，主要包括應(yīng)急響應(yīng)基本程序和職責(zé)、礦井應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急救援隊(duì)伍、救災(zāi)設(shè)
備數(shù)據(jù)庫(kù)、救災(zāi)專家數(shù)據(jù)庫(kù)以及國(guó)家級(jí)礦山救援基地分布等內(nèi)容。所述的應(yīng)急響應(yīng)基本程序和職責(zé)，顯示事故處理流程、應(yīng)急救援系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)圖、應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)指揮機(jī)構(gòu)圖、接警和通知程序圖、信息發(fā)布工作流程圖及相應(yīng)職責(zé)等，配合顯示領(lǐng)導(dǎo)指揮部聯(lián)系方式和人員職責(zé)，通過(guò)井下無(wú)線后臺(tái)有線通信，以及避難硐室和救生艙的通訊系統(tǒng)(包括有線電話和無(wú)線小靈通)，可以保證避險(xiǎn)人員與地面指揮中心保持聯(lián)系。該系統(tǒng)井下災(zāi)變?cè)诳紤]災(zāi)變對(duì)人員和設(shè)備設(shè)施破壞程度，可能發(fā)生的最嚴(yán)重事故后果及危害程度，用災(zāi)變時(shí)超壓_ 和高溫輻射劑量Q傷害的綜合作用作為分級(jí)依據(jù)，則對(duì)災(zāi)變傷亡程度和破壞進(jìn)行了分級(jí)如下
1)死亡區(qū)IiSplp1, Q >qx ；
2)重傷區(qū)P2<Pi 斗a < i ;
3)輕傷區(qū)-.Ih<P2 , <^2 ;
其中，A、P2、巧的取值建議為300KPa、100 KPa, 20 KPa; %、化、ft的取值建議為592 kj/m2, 392 kj/m2, kj/m2。該系統(tǒng)按照基于最佳避災(zāi)路線時(shí)間最短、環(huán)境最為安全的方式對(duì)災(zāi)變時(shí)井下避險(xiǎn)路線進(jìn)行優(yōu)化，具體為
設(shè)定某應(yīng)急點(diǎn)A與人員危險(xiǎn)位置B之間m個(gè)頂點(diǎn)，有n條路徑，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)圖G= (V，EMg
定(U，V)是E中的邊，cUjV是邊的長(zhǎng)度。要得出A與B的最小距離= _(!> I J <4。根據(jù)以上模型，采用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，把頂點(diǎn)集合V劃分為兩個(gè)集合S和T;S中所包含的頂點(diǎn)A到u的距離已經(jīng)確定；T中所包含的頂點(diǎn)A到u的距離尚未確定。同時(shí)，給出以下定義，把源頂點(diǎn)u到T中頂點(diǎn)X的距離du，X定義為從u出發(fā)，經(jīng)過(guò)S中的頂點(diǎn)，但不經(jīng)過(guò)T中其他頂點(diǎn)，而直接到達(dá)T中的頂點(diǎn)X的最短路徑的長(zhǎng)度。則計(jì)算最小路徑的思想方法如下開(kāi)始時(shí)，S= {u}, T=V-{u}。對(duì)T中的所有頂點(diǎn)X,如果u到X存在邊,置du, x=du, X ;否則置du,x=°°。然后,對(duì)T中的所有頂點(diǎn)X,尋找du, x最小的頂點(diǎn)t,即
= mm I X e T)，則du,t就是頂點(diǎn)t到頂點(diǎn)u的最短距離。同時(shí)，頂點(diǎn)t也是集
合T中的所有頂點(diǎn)中距離u最近的頂點(diǎn)。把頂點(diǎn)t從T中刪去，把它并入S。然后，對(duì)
T中與t相鄰接的所有頂點(diǎn)X，用下面的公式更新du,x的值=11皿{^ ,￡；^+豐」，
繼續(xù)上面的步驟，一直到T為空。
如圖2所示，本發(fā)明進(jìn)行礦井井下災(zāi)變事故應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)方法包括 安全監(jiān)測(cè)步驟，對(duì)井下危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)危險(xiǎn)源和避
險(xiǎn)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)給危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)；危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)處理步驟，將井下各區(qū)的危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)信 息存儲(chǔ)在危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)時(shí)更新上述井下的險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信
息；
地圖顯示與管理步驟，按照井下巷道數(shù)據(jù)庫(kù)中所有為巷道、危險(xiǎn)源及避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際地理位置信息構(gòu)建井下電子地圖；并在地面地圖中標(biāo)識(shí)礦區(qū)及其周圍附近的應(yīng)急資源管理中心的地理位置信息，通過(guò)地圖顯示與管理顯示并瀏覽所有礦井地圖和地面地圖的平面圖；所述地地圖具有放大、縮小、漫游和鷹眼功能；
應(yīng)急救援判斷步驟，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案判斷其存儲(chǔ)的各類應(yīng)急預(yù)案的觸發(fā)條件判斷危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息是否出現(xiàn)了異常，從而判斷危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)中的井下是否發(fā)生了災(zāi)變，若出現(xiàn)異常，則將出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給井下災(zāi)變分析及最佳避災(zāi)路線模塊顯示。礦井災(zāi)變分析模塊步驟，根據(jù)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送的災(zāi)變異常信息，判斷該異常信 息所對(duì)應(yīng)的災(zāi)變類型，根據(jù)異常數(shù)據(jù)，根據(jù)災(zāi)變模擬分析方法，判斷災(zāi)變影響程度和等級(jí)，如人員傷亡半徑或巷道煙流污染范圍或水流流動(dòng)淹沒(méi)范圍的等。基于災(zāi)變影響范圍和傷亡等級(jí)，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)級(jí)別判斷條件，啟動(dòng)應(yīng)急相應(yīng)等級(jí)。顯示報(bào)警步驟，所述災(zāi)變模擬及避災(zāi)路線模塊所收到所述的安全監(jiān)控送來(lái)的異常數(shù)據(jù)信息后，在所述地圖中顯示異常數(shù)據(jù)信息所對(duì)應(yīng)危險(xiǎn)源的相關(guān)信息和狀態(tài)，并根據(jù)所述的應(yīng)急預(yù)案判斷的危險(xiǎn)級(jí)別向地面和井下發(fā)布不同的報(bào)警提醒。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括該系統(tǒng)包括礦井基礎(chǔ)信息模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、地圖顯示與管理模塊、礦井災(zāi)變分析模塊、應(yīng)急救援力量模塊和災(zāi)變決策信息模塊； 所述礦井基礎(chǔ)信息模塊，用于煤礦井下基本情況信息的實(shí)際監(jiān)測(cè)，采集井下危險(xiǎn)源信息的數(shù)據(jù)信息和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，并實(shí)時(shí)更新井下危險(xiǎn)源信息的運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息； 所述礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊，用于將井下監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)環(huán)境條件和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)生存環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)每區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)生成響應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；所述礦井災(zāi)變分析模塊，用于將礦井井下實(shí)際井巷信息構(gòu)建的地理位置信息地圖，并可實(shí)現(xiàn)井下外因火災(zāi)、煤與瓦斯突出、煤塵、瓦斯爆炸、井下突水和頂板事故等主要事故的影響程度和范圍的模擬和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，分析井下災(zāi)變級(jí)別和影響范圍，并根據(jù)井下人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線； 所述災(zāi)變決策信息模塊，用于在災(zāi)變應(yīng)急響應(yīng)時(shí)，根據(jù)井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的對(duì)接，分析井下災(zāi)變級(jí)別和影響范圍，并根據(jù)井下人員分布和井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施布置情況能自動(dòng)顯示最佳避災(zāi)路線；煤礦調(diào)度中心能根據(jù)應(yīng)響應(yīng)程序與職責(zé)信息庫(kù)判斷應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)，調(diào)度指揮應(yīng)急救援工作進(jìn)展，并根據(jù)救援力量信息調(diào)度功能，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)災(zāi)變相關(guān)的內(nèi)部救援力量信息的調(diào)度；在需外部救援力量時(shí)，實(shí)現(xiàn)外部資源最佳調(diào)度方案選擇，以及在電子地圖上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案調(diào)度路線的顯示； 所述應(yīng)急救援力量模塊，用于煤礦突發(fā)事件響應(yīng)時(shí)煤礦救援力量、周邊救援力量和信息以及國(guó)家煤礦救援基地信息的采集和存儲(chǔ)，當(dāng)?shù)V井事故發(fā)生時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)事故的模擬和判定，可提供其相關(guān)救援力量信息，應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別和等級(jí)等，并進(jìn)行應(yīng)急救援； 所述地圖顯示與管理模塊，用于按照井下巷道數(shù)據(jù)庫(kù)中所有為巷道、危險(xiǎn)源及避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際地理位置信息構(gòu)建井下電子地圖；并在地面地圖中標(biāo)識(shí)礦區(qū)及其周圍附近的應(yīng)急資源管理中心的地理位置信息，通過(guò)地圖顯示與管理顯示并瀏覽所有礦井地圖和地面地圖的平面圖，通過(guò)所述礦井安全監(jiān)測(cè)模塊中的監(jiān)測(cè)信息通過(guò)判斷可現(xiàn)實(shí)其監(jiān)測(cè)數(shù)值的顯示和報(bào)警，另外通過(guò)所述礦井災(zāi)變分析模塊，可在地圖上顯示井下火災(zāi)、突水、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)結(jié)果的顯示和避災(zāi)路線的動(dòng)態(tài)顯示； 所述的礦井基礎(chǔ)信息模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、井礦井災(zāi)變分析模塊、地圖顯示與管理模塊、應(yīng)急救援力量模塊和所述災(zāi)變決策信息模塊通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。
2.煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟 安全監(jiān)測(cè)步驟，對(duì)井下危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)給數(shù)據(jù)庫(kù)模塊； 危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)處理步驟，將井下各區(qū)的危險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，并實(shí)時(shí)更新上述井下的險(xiǎn)源和避險(xiǎn)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息； 地圖顯示與管理步驟，按照井下巷道數(shù)據(jù)庫(kù)中所有為巷道、危險(xiǎn)源及避險(xiǎn)設(shè)施的實(shí)際地理位置信息構(gòu)建井下電子地圖；并在地面地圖中標(biāo)識(shí)礦區(qū)及其周圍附近的應(yīng)急資源管理中心的地理位置信息，通過(guò)地圖顯示與管理顯示并瀏覽所有礦井地圖和地面地圖的平面圖；應(yīng)急救援判斷步驟，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案判斷其存儲(chǔ)的各類應(yīng)急預(yù)案的觸發(fā)條件判斷數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的數(shù)據(jù)信息是否出現(xiàn)了異常，從而判斷數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的井下是否發(fā)生了災(zāi)變，若出現(xiàn)異常，則將出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給井下災(zāi)變分析及最佳避災(zāi)路線模塊顯示； 礦井災(zāi)變分析模塊步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊發(fā)送的災(zāi)變異常信息，判斷該異常信息所對(duì)應(yīng)的災(zāi)變類型，根據(jù)異常數(shù)據(jù)，根據(jù)災(zāi)變模擬分析方法，判斷災(zāi)變影響程度和等級(jí)，基于災(zāi)變影響范圍和傷亡等級(jí)，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)級(jí)別判斷條件，啟動(dòng)應(yīng)急相應(yīng)等級(jí)； 顯示報(bào)警步驟，所述災(zāi)變模擬及避災(zāi)路線模塊所收到所述的安全監(jiān)控送來(lái)的異常數(shù)據(jù)信息后，在所述地圖中顯示異常數(shù)據(jù)信息所對(duì)應(yīng)危險(xiǎn)源的相關(guān)信息和狀態(tài)，并 根據(jù)所述的應(yīng)急預(yù)案判斷的危險(xiǎn)級(jí)別向地面和井下發(fā)布不同的報(bào)警提醒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦應(yīng)急救援指揮信息管理系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括礦井基礎(chǔ)信息模塊、礦井安全監(jiān)測(cè)信息模塊、地圖顯示與管理模塊、礦井災(zāi)變分析模塊、應(yīng)急救援力量模塊、災(zāi)變決策信息模塊。利用礦井基礎(chǔ)信息和監(jiān)測(cè)信息對(duì)礦井井下主要危險(xiǎn)源、隱患信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信息數(shù)據(jù)更新，建立有效遏制井下突發(fā)事故的損失程度的信息平臺(tái)，利用其事故前的信息為井下災(zāi)變分析和模擬提供有效可靠地信息資源和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)為井下人員顯示最佳的避災(zāi)路線，系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定應(yīng)急響應(yīng)方案，不僅及時(shí)有效地控制事故的影響程度，更能有效地為井下工作人員避難和救援提供響應(yīng)時(shí)間，最大程度的減少事故損失和人員傷亡。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK102682341SQ20121013094
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月30日
發(fā)明者唐軍華, 崔旭芳, 李鑫, 王艷軍, 董飛, 詹子娜, 賈艷陽(yáng), 鄭祥舉, 金龍哲, 韓強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué), 山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司常村煤礦