基于貝葉斯網絡模型的非煤礦山安全研究

　　摘要：貝葉斯模型作為概率系統分析的經典模型，將貝葉斯網絡模型運用于非煤礦山安全因素分析有很大的優勢。本文提出了十個影響非煤礦山安全的因素指標，并對這十個指標進行了貝葉斯網絡模型構建，此模型便對非煤礦山安全研究分析具有一定的借鑒意義。
　　關鍵詞：非煤礦山安全；貝葉斯網絡模型；Netica軟件
　　一、緒論
　　目前我國非煤礦山安全生產整體水平較以前有了很大的提高，不論是從安全生產標準還是采礦作業設施方面等都有不同程度的發展，但是全國非煤礦山事故總量仍然過大，較大事故多發，安全生產形勢依然嚴峻。尤其是2008年連續發生了山西“8.1”尖山鐵礦排土場垮塌和“9.8”新塔公司尾礦庫潰壩兩起特別重大事故，給國家和人民造成了巨大的經濟損失。非煤礦山安全事故的發生有多方面的原因，比如非煤礦山領域的“亂、散、小、差”的作業環境，安全保障能力低，企業及監管機構執法不嚴。正是在此背景下，根據非煤礦事故表現形式多樣，安全評價中有許多未確知的因素，文章采用貝葉斯網絡模型對影響非煤礦安全的因素進行分析，根據模型分析結果找出影響非煤礦安全的關鍵指標，提前做好安全保障措施。
　　二、貝葉斯網絡模型
　　貝葉斯網絡模型是利用收集的樣本數據或者是根據專家系統的經驗打分評估來獲得先驗信息，對數據樣本進行預處理后，便可以進行定量與定性分析，如此便減少了多度擬合數據的情況，而且也避免了一些因主觀臆斷而盲目采取對應措施帶來的非科學性。
　　使用貝葉斯網絡算法對變量進行分析時，大致的過程如圖2-1所示。
　　文章的主要是完成非煤礦山安全的貝葉斯模型構建，主要工作在需求分析、確定方案及用軟件建立可視化模型三部分。確定方案需要完成指標質量元的選取，從而才能確定貝葉斯網絡模型架構。
　　三、非煤礦山安全的貝葉斯網絡模型構建
　　（一）非煤礦山安全指標及質量元的選取
　　影響非煤礦安全的因素比較多，比如非煤礦領域的自然條件，是否通風，防水防火防爆設施是否完備等，通過查閱相關資料綜合分析，本文對非煤礦山安全指標因素選擇了10個評估指標，分別是自然條件、通風水平、防水設施、防火設施、強電安全、采掘設施、運輸安全、爆破安全、作業人員水平、非煤礦山安全等級等，具體見表3-1所示。
　　比如自然條件主要是指礦山周圍的地勢情況，充分考慮巖層的影響，礦山周圍是否有可能發生泥石流，礦山周圍是否建有水庫、大壩等建筑。在一般的研究中，通風水平、防水設施、防火設施、強電安全都做了詳細分析，這幾項是影響非煤礦山安全的基本因素，但采掘設施常常被忽略，因為大部分研究只關心礦山內的設施水平是否達到標準，而對采掘設施的質量及老化程度的關注度不夠，采掘設施的不達標同樣會造成安全事故，運輸安全與爆破安全也是影響非煤礦山安全的重要因素，此外作業人員培訓因素也逐漸被納入影響非煤礦山安全系統中來，其實作業人員的安全培訓對礦山安全的維護及事故發生后經濟損失的減少都有重要意義。為了方便貝葉斯網絡模型構建，上面的表格中，提出了非煤礦山安全等級的指標，作為衡量非煤礦山安全的總體指標。
　　為了保證非煤礦山安全影響因素模型較為實用，需利用合理的因素作為模型的度量元，同時也要選取周到，不能漏掉安全影響因素。既要去除冗余也要保留必需因素，在此，本文將自然條件、通風水平、防水設施、防火設施、強電安全、采掘設施、運輸安全、爆破安全、作業人員培訓、非煤礦山安全等級等10個因素作為質量元，即貝葉斯網絡模型的節點。
　　（二）網絡拓撲的確定
　　在非煤礦山安全影響因素分析模型中，其中將非煤礦山安全等級作為衡量非煤礦山安全的總體指標，其中非煤礦山安全等級用優、良、中、差四個等級來界定。根據因果關系判斷方式，非煤礦山的自然條件、防火及防水設施水平、通風水平的高低等直接影響非煤礦山的安全，同時自然條件也會影響通風水平、防水設施與采掘設施的建設水平、運輸安全及爆破安全，而作業人員的水平又會對強電安全、運輸安全及爆破安全有直接的影響，而強電設施又會對防火設施的建設提出更進一步的要求，根據這一系列的因果影響，可以采用BNPC軟件或者Netica軟件來進行非煤礦山的安全因素建立貝葉斯網絡拓撲圖的建立，文章采用Netica軟件來建立拓撲圖，如圖3-2所示，其中箭頭來表示因果聯系。
　　四、結語
　　文章對非煤礦山安全影響因素建立貝葉斯網絡模型，它能將眾多因素之間的關聯分析處理起來變得簡單清晰，只要有了樣本模型，便可以根據模型，利用貝葉斯網絡算法得到各因素之間的影響概率程度，利用網絡模型推理便可知各項指標對非煤礦山安全的影響，從而根據影響權重而采取相應措施來保障非煤礦山開采的安全性。
　　參考文獻：
　　[1]尹君.基于GIS的非煤礦山安全評價、預測及應急決策系統[D].武漢理