人工智能在礦山水文地質中的應用分析

楊 超

（云南黃金礦業集團股份有限公司勘查分公司，云南 昆明 650200）

隨著計算機信息技術的普及，人工智能技術取得了進一步的發展，已經開始別應用在很多的領域中，尤其是一些具有高度復雜性和危險性的工作中。以礦山水文地質勘測為例，使用人工智能技術，不僅可以提高降低工作的復雜性和難度，提高工作的精度，而且還可以避免事故對人的影響，保證了工作安全性。

1 人工智能概述

人工智能，指的是通過使用機器模擬人類的行為和思維意識等，以此來獲得的人工智能功能。將人工智能應用在日常工作和生活中，可以有效的完成一些具有危險性和復雜性的工作，這種人工智能化的機械勞作方式，減輕了工作的負擔，提高了工作的效率和精度。而將人工智能技術使用在礦山水文地質中，借助其技術優勢，機械化的處理每一項工作任務，既可以同時進行多項工作任務，又可以更加高效的完成信息收集、整理等工作，為人們提供更加精準的數據信息。

2 專家系統

專家系統，指的是一種計算機智能程序系統，這一系統是人工智能中最活躍和最為關鍵的領域，系統內部涉及到多個不同領域中大量的專業知識和專家經驗。使用專家系統時，可以有效借用人類專家的經驗、知識和能力解決各類相應的問題。簡單來說，專家系統是一個包含大量專家知識、經驗的系統，在使用中通過模仿人類專家的方式來解決相對復雜的問題。這種系統實現了理論研究型人工智能向實際應用型人工智能的轉變，并且使用范圍和應用功能也有了極大的改進[1]。

3 礦山水文地質應用人工智能專家系統的可行性

3.1 關聯性

礦山涌水地質環境形成的因素有很多，主要是受礦山地區復雜地質和水文結構的影響，比如說，礦體內上下巖板層具有含水性，巖組具有含水性，地表水體與礦坑水間在一定的聯系。也就是說，若果礦體內部具有良好的含水性，并且與礦體上表層的水體存聯系，就會導致礦坑內存在嚴重的涌水問題，同時復雜程度也會增加。人們在對這一類的問題進行分析時，經常會考慮其因果關系，也就是借助假言推理的方式解答問題，即“如果……成立，就會……產生結果”。因此，在礦山水文地質研究中進行抽象處理時，就容易產生“如果……，就會……”的推理模式，這種因果關系的推理方式與專家系統的“認識→分析→解答問題→得出結論”的推測過程具有一致性，區別在于人類將這種模式視為一種假言推理方式，而專家系統則將其視為一種運行“規則”，借助這一“規則”，專家系統可以根據具體的數據信息，按照一定的規則對實際問題進行判斷、分析和總結。

3.2 方法論

在對礦山水文地質進行分析時，一般應用最直接和最有效的方式，是建立一個“右上至下”的分層分析結構，也就是說，先對礦坑用水現象進行思考，將其作為問題分析的起點，并分為水源與水道兩部分。然后再進行細分為地下水、地表水、認為作用等，同時對其中的部分問題還可以進一步細說，以此來建立礦山水文地質環境預測模型，對進行礦山作業有著良好的指導作用。這種分析方式在工程學中被稱為是階層機構分析法，可以將問題分解為不同的層次，并且可以進行更加詳細的劃分。可見，這種自上而下的分析思路與專家系統的分析方式一致，也就是說將人工智能應用在礦山水文地質作業中可以發揮良好的效果。

4 人工智能專家系統在礦山水文地質中的應用

4.1 遵循系統的基本使用原則

首先，在應用系統時應注意系統知識的來源。專家系統的知識主要來源于專家經驗知識、工程實際和理論分析三部分，這三個方面既可以應用在獨立解決問題中，又可以綜合使用，而相比與獨立使用，綜合使用擁有的知識和問題解決方式更多，得出的結論也更加具備權威性。因此，在使用專家系統進行礦山水文地質分析時，應關注系統知識的來源，盡可能實現綜合性分析，以此來提高結論的權威可信性。

其次，引入相關學說觀點。從系統知識的來源可以知道，要想保證礦山水文地質方面問題分析的合理性，就應重視對問題的綜合性分析，這樣才能提高分析的可信度。因此，在實際工作中，還應加強對與礦山水文地質有關學說觀點的研究，如工程地質力學和系統工程學等。然后構建問題分析模型，加強對礦山涌水問題形成、發展和演變的思考，了解礦山地區水流和水道的分布形態，以及造成這種水文地質現象的綜合因素，與不同因素間的相互作用。

最后，專家系統應用中應具備良好的“人機對話”能力。通過對話的形式，既可以快速解決相關人員提出的問題，又可以及時獲得有用信息。

4.2 建立系統結構框圖

在研究礦山水文地質問題時，可以使用鏈式結構圖，將不同的問題前后連接成一個整體，在此過程中，要求上一個問題可以為下一個問題提供依據，而下一個問題又可以在上一個問題分析得出的結論基礎上，進行適當的補充。

在建立的過程中，為保證圖形的合理性，還需要做好相應的輔助工作，具體來說，有以下幾方面：第一，建立信息庫，用來存儲相關的數據信息，但為了不影響系統的正常運行，應考慮系統咨詢時可能涉及到的問題，如氣象、地層、水文和巖性等，確保錄入的信息以實用為主。第二，對礦山涌水的條件進行判定。對此，結構系統可以從礦坑水源、涌水流道、充水類型和邊界條件四方面進行思考。第三，礦坑涌水測量。對礦坑內的涌水進行測量時，可使用的方式較多，不同的方式適用于不同的條件，如涌水量曲線方程法、礦山實例比擬法等，測量過程中可以綜合使用多種方式，提高相應數據的測量準確性。第四，判斷礦山地區水文地質條件的復雜性，這對開展礦山工作可以起到指示的作用[2]。

5 結論

綜上所述，將人工智能技術應用中礦山水文地質研究這類具有一定復雜性和危險性的工作中，不僅可以降低工作的難度和危險性，而且還有助于提高工作的效果。因此，在進行礦山水文地質研究這一類的工作時，要重視對人工智能使用，加強對這一技術的研究，掌握應用的方法，從而提高工作的效率。