基于空間數(shù)據(jù)挖掘的煤礦安全管理研究

肖志超　魏咸坤　徐偉民

摘 要：我國(guó)是一個(gè)地大物博的國(guó)家，自然資源的數(shù)量非?？捎^，尤其是煤炭的產(chǎn)量也一直穩(wěn)居世界前列。煤礦產(chǎn)業(yè)屬于我國(guó)的傳統(tǒng)資源開(kāi)采企業(yè)，它的開(kāi)采關(guān)系到我國(guó)的出口量總值和人民的生活水平，因此，我們要大力發(fā)展安全采礦的政策。煤礦安全對(duì)于煤炭企業(yè)來(lái)說(shuō)影響巨大，可對(duì)于煤礦安全管理卻有著一定的困難，管理工作存在著許多問(wèn)題。針對(duì)這一現(xiàn)象，文章將利用空間數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)來(lái)深入研究煤礦的安全管理，用科學(xué)技術(shù)給煤礦的管理工作提供一個(gè)必要的保障。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)挖掘；煤礦；安全管理

引言

我國(guó)的煤炭資源產(chǎn)量豐富，它的開(kāi)采為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，但由于煤礦的開(kāi)采工作十分復(fù)雜，導(dǎo)致了煤礦企業(yè)安全管理工作的開(kāi)展遇到了很多困難。對(duì)于煤炭企業(yè)來(lái)說(shuō)，安全管理應(yīng)該是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，它包含了煤礦從建設(shè)，到煤炭開(kāi)采、加工到最后銷售的整個(gè)過(guò)程，管理質(zhì)量也直接影響到煤炭企業(yè)的生存。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也逐漸成熟，這都為煤礦安全管理工作提供了技術(shù)上的支持。

1 我國(guó)煤礦安全管理中存在的問(wèn)題

1.1 安全管理的制度不夠完善

就目前的形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有的煤礦安全管理方面的法律法規(guī)，都是在曾經(jīng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下建立的，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中安全生產(chǎn)和管理方面的需求，國(guó)家大力提倡的安全管理煤礦的號(hào)召也很難普及到一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)上的煤礦企業(yè)[1]。為了改善這個(gè)現(xiàn)狀，國(guó)家應(yīng)該建立起完善的安全管理制度，讓煤礦企業(yè)中的安全生產(chǎn)和管理落實(shí)到每一個(gè)細(xì)節(jié)中。

1.2 勞動(dòng)者的素質(zhì)較低

想要在煤礦企業(yè)中開(kāi)展安全管理工作，就要強(qiáng)調(diào)“人”的意志，管理的核心就是對(duì)勞動(dòng)者的管理?，F(xiàn)如今，科技水平提高涉及到各個(gè)行業(yè)之中，煤礦的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)也大量應(yīng)用到了機(jī)械化，這對(duì)勞動(dòng)者的要求就更加高了。但是根據(jù)煤礦業(yè)的實(shí)際情況來(lái)看，煤炭開(kāi)采從業(yè)人員的素質(zhì)仍然很低，主要表現(xiàn)在了文化水平低，大多數(shù)員工都是初中或小學(xué)文憑，這就導(dǎo)致了勞動(dòng)者的理解能力跟不上去，對(duì)機(jī)械化的操作技能不熟練。二是身體素質(zhì)差，煤礦開(kāi)采需要經(jīng)常井下作業(yè)，并且工作時(shí)間長(zhǎng)，在高強(qiáng)度的工作壓力下，讓勞動(dòng)者的健康受到了很大的損害。

2 空間數(shù)據(jù)挖掘建設(shè)概述

空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，又叫做地理知識(shí)發(fā)現(xiàn)，它是數(shù)據(jù)挖掘中的一個(gè)分支，研究的主要方向是從空間的數(shù)據(jù)中提取到非顯式存在的知識(shí)、空間關(guān)系以及其他有意義的模式。在我國(guó)現(xiàn)有的地理數(shù)據(jù)庫(kù)中，還潛藏著許多可供分析和利用的知識(shí)，在這些知識(shí)中，有一部分屬于表面知識(shí)，比如在什么地方是否有河流、道路的寬度等等[2]。這些功能通過(guò)地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的查詢功能就能查出來(lái)，但是還有很多深層知識(shí)就不是那么好發(fā)現(xiàn)的，它們并不是直接儲(chǔ)存在空間的數(shù)據(jù)庫(kù)中，例如空間位置的分布規(guī)律、空間的關(guān)聯(lián)性規(guī)則等，這些知識(shí)要想被全面掌握就必須要通過(guò)運(yùn)算等方法將其挖掘出來(lái)。

空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的產(chǎn)生源于數(shù)據(jù)挖掘研究領(lǐng)域的不斷深化以及在地理學(xué)的領(lǐng)域中，憑借著衛(wèi)星和遙感技術(shù)的廣泛運(yùn)用，海量的數(shù)據(jù)被收集和儲(chǔ)存在大空間的數(shù)據(jù)中。在現(xiàn)代這個(gè)環(huán)境，我們已經(jīng)被各種各樣的信息所淹沒(méi)，但實(shí)際知識(shí)的掌握能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

3 基于空間數(shù)據(jù)挖掘的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)

3.1 系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)包含了三種結(jié)構(gòu)體系，第一種是數(shù)據(jù)源，是指利用大空間數(shù)據(jù)庫(kù)中所提供給我們的索引來(lái)查詢出具體的功能，在具體的操作中可以直接使用到數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。第二種是數(shù)據(jù)的挖掘，首要前提是要把原始的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)挖掘算法的專用格式，并刪除其他不相干的數(shù)據(jù)，然后利用這種算法來(lái)具體分析提取出來(lái)的空間數(shù)據(jù)，最后在挖掘中不斷調(diào)整數(shù)據(jù)的參數(shù)值。最后一種是用戶界面，在這個(gè)技術(shù)層面中，用戶可以根據(jù)可視化的工具來(lái)獲取知識(shí)。

3.2 空間挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的分析

空間挖掘技術(shù)有一項(xiàng)十分重要的元素，就是空間對(duì)象的結(jié)構(gòu)以及空間之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，想要深入地分析出這些規(guī)則，空間挖掘模型還要設(shè)計(jì)出一組空間關(guān)系。通過(guò)設(shè)計(jì)的空間關(guān)系而研究出的空間關(guān)聯(lián)規(guī)則是空間挖掘技術(shù)中的重要內(nèi)容。

空間的關(guān)聯(lián)規(guī)則包含了不同的空間屬性，如相鄰、共生、包含、覆蓋等關(guān)系，同時(shí)還表現(xiàn)出了距離上的信息，比如交叉、遠(yuǎn)離等。在眾多的應(yīng)用程序中，我們很難在原始的數(shù)據(jù)中找到一些關(guān)聯(lián)規(guī)則，但卻可以在高層次的概念上找到，這也可以提供一些十分重要的知識(shí)[3]。因此，在實(shí)際的空間數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的建立中，應(yīng)該時(shí)刻注意到要在不同的概念層次中挖掘出空間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，以及在不同概念的空間里互相轉(zhuǎn)換的功能。

3.3 空間數(shù)據(jù)挖掘算法的選擇

就目前的實(shí)際情況來(lái)看，空間數(shù)據(jù)的挖掘算法主要有三種形式，第一種是分類和預(yù)測(cè)模型，第二種是集群和單點(diǎn)檢測(cè)模型，最后一種是空間關(guān)聯(lián)規(guī)則。這三種算法都和煤礦的安全管理中所需要的空間模式息息相關(guān)。

在這三種算法中，空間關(guān)聯(lián)規(guī)則是最為重要的內(nèi)容，它主要是指空間數(shù)據(jù)的價(jià)值和每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目之間關(guān)系的準(zhǔn)確描述。這些知識(shí)的描述可以顯示特定的參數(shù)和空間位置之間的關(guān)系，顯而易見(jiàn)的是，空間關(guān)聯(lián)規(guī)則所體現(xiàn)出的空間定位的特性，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)和管理來(lái)說(shuō)，有著多么深遠(yuǎn)的意義。

在實(shí)際情況中，煤礦安全的空間關(guān)聯(lián)規(guī)則算法需要用到雙向挖掘，雙向挖掘具體分為了兩個(gè)步驟，第一點(diǎn)是根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)得出非空間項(xiàng)目，第二點(diǎn)就是利用空間關(guān)聯(lián)的算法來(lái)生成規(guī)則[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦的安全管理工作進(jìn)展難度一直很大，其安全信息是一種很活躍的、動(dòng)態(tài)變化的、和空間上的位置有著密切關(guān)系的信息。近年來(lái)，礦井中多次發(fā)生自然災(zāi)害，給采礦人員的生命安全帶來(lái)了威脅，如果不立刻解決這些威脅，就會(huì)讓勞動(dòng)者的工作積極性大大降低?？臻g數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的引入，為煤礦的安全開(kāi)采和管理工作提供了物質(zhì)上的保障，在具體的實(shí)踐中，我們要結(jié)合煤礦的安全知識(shí)建立起空間技術(shù)挖掘體系，從根本上減少礦井中災(zāi)害的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]馮弟飛，胡圣武.基于空間數(shù)據(jù)挖掘的煤礦安全管理的研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2008（1）：163-165.

[2]廖美紅.基于空間數(shù)據(jù)挖掘的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012（4）：63-66.

[3]馮弟飛，胡圣武.基于空間數(shù)據(jù)挖掘的煤礦安全管理的研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2008（3）：163-165.

[4]張光建，王立杰，汪文生.用空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提升煤礦安全管理水平[J].煤礦安全，2005（7）：51-54.