安全MBE—地下空间安全生产风险监测预警

地下空间安全生产风险综合预警平台

　　基于大数据、云计算、人工智能等技术，通过对多种监测系统接入、数据汇聚治理、多元挖掘分析，可实现实时监测数据集成感知呈现、灾害前兆特征智能判识、并基于模型算法，实现多元前兆特征融合预警和分级管理，及时发布预警信息，辅助领导决策和科学防治。

综合预警指标体系

综合风险预警模型

　　基于监测数据，获取灾害前兆特征参数，通过遗传算法进行数据学习，获得各特征参量的预警临界值，确定预警程度Wi，并进行多参量综合集成预警。

综合预警实时监测

多参量集成综合预警

　　多系统多参量集成预警集成了各系统监测尺度、监测范围、监测功能优势，避免了单系统预警独立，预警结果不统一的缺点，使得预警效能大大提高。

应用领域1：矿山动力灾害多参量集成监测预警

1、建设背景

　　2019年3月，关于加强煤矿冲击地压源头治理的通知

　　指出“有效防治冲击地压灾害，既是煤矿安全生产领域亟待解决的当务之急，也是保障能源和原料供应必须解决的现实问题”。冲击地压灾害已经对我国煤炭产量造成重大影响，甚至威胁到我国能源安全;冲击地压灾害防治成为现阶段矿山安全工作的重中之重。

　　2020年2月，关于加快煤矿智能化发展的指导意见

　　提出“到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系”。深入推进新一代人工智能与能源发展深度融合成为我国矿产资源开发的重大需求和前进方向。

煤岩动力灾害监测预警需求

　　煤岩动力灾害发生机理复杂。震动或应力演化都可能诱发冲击地压;突出机理认为灾害是由地应力、瓦斯(含量、压力)及煤的物理力学性质这三种主要因素综合作用的结果。因此需多种参量结合以更好的做到全面监测，但存在以下问题亟需解决：

　　现场监测设备类型多，监测数据庞杂，数据分析量大，矿井现有技术手段无法及时处理，冲击和突出发生前兆信息无法智能判识。

　　已有的多种监测预警装备在监测原理、监测方式与监测侧重点等方面存在差异，多种监测装备各自独立，经常出现多源数据预警结果不一致的现象，导致仪器装备使用效率不高。

　　监测系统多部署在采区，集团及远程技术团队无法及时获取风险情况，无法及时科学的提出防治意见。

2、主要内容

　　态势一张图

　　实现安全态势总览、分区综合预警、各监测系统实时关键数据查询、数据上图，工作面位置实时更新、模块化配置等一张图展示和分析追溯。

　　实时监测及综合预警

　　实现微震、液压支架、地音等实时参数的接入和监测。

　　l 可查询用于有效预警冲击地压危险的特征参量和集成预警结果。

　　l 集成了其系统监测数据所挖掘的多个特征参量的优势，提高了预警准确性。

应用领域2：隧道安全风险判识及智能预警

　　面对隧道施工的不确定性和高风险性，通过系统设计，打破多方信息孤岛，实现多方监测数据汇聚和统一管理，提供共建共享的数据分析及趋势预测工具，并通过数据的多元融合分析，构建的坍塌变形、突水涌水、瓦斯突出、岩爆等重大灾害多参量集成综合监测预警模型，可视化呈现作业区段动态安全风险、隐患及防治措施，确保隧道施工的安全高效。

1、平台特点

　　项目全过程管理：项目设计、建设、施工、监管全方位、全生命周期管理及可视化;

　　数据统一与共享：采用工业互联网标识解析技术，实现施工、第三方监测、监理单位等多方数据共建共享;

　　数据分析引擎：提供数据可视化分析工具，宏观到微观，点、线、面实现点位、监测、量测、步距、工作面、项目的安全指标和趋势分析。

　　风险动态预警：基于实时监测监控，实现工作面地表沉降、超前预报及安全步距预警，采用回归分析模型实现监控量测的预测预报预警。

2、主要内容