基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统的制作方法

技术特征：
1.一种基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，包括：大数据采集模块，用于采集不同来源、不同格式的安全隐患数据；大数据标准化预处理模块，用于对采集的安全隐患数据进行提取、清洗、标准化预处理；大数据分析模块，用于以数据挖掘模型库为基础，对预处理后的数据进行分析，并对分析结果进行结构化存储；大数据可视化模块，用于对大数据分析结果进行可视化呈现，便于安全管理者进行风险预警与科学决策。2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述大数据标准化预处理模块具体用于：整合行业语义词库：整合包括采矿工程、矿井通风、矿山地质勘探、矿山应急救援、矿业词汇术语在内的矿山生产专业词库以及安全管理相关词库；构建自定义词库：在整合行业语义词库的基础上，通过对矿山安全主题数据进行词义分解和关键语义提取，分析矿山安全管理中关注的要素，同时结合矿山安全管理特点构建专门用于矿山安全主题大数据分析的语义词库；动态更新停用词词库：去掉安全主题数据中的包括虚词、副词、序号在内的无意义内容，保留与安全主题相关的特征词。3.根据权利要求1所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述大数据分析模块包括：数据维度划分单元，以5w1h分析方法为指导，通过安全风险的成因要素聚类分析，结合矿山安全主题数据的特点及构成，抽象并归集安全主题数据的描述维度，并对各维度进行概念分层和属性划分；数据挖掘模型库，包括多种数据挖掘模型，所述数据挖掘模型实例化后嵌入所述数据挖掘模型库，便于大数据分析时进行调用；使用时，针对不同的安全主题数据，选择适合的数据挖掘模型进行大数据分析。4.根据权利要求3所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述数据挖掘模型库包括：主题挖掘模型，用于揭示矿山频发、高危、高风险的安全管理主题，实现安全管理主题域的挖掘与归集；语义网络分析模型，用于以网络格式表达知识构造的模型，通过计算语义距离及安全隐患要素词性，构建安全隐患要素及其共现关系的集合，深层次地表示安全隐患结构、层次及安全隐患间的因果关系，从而直接表达出安全隐患的语义关系；关联规则挖掘模型，用于挖掘矿山各类危险源之间潜在的、隐含的关联；隐患分类模型，用于根据矿山安全隐患数据中蕴含的安全隐患的规律、规则和知识，进行安全隐患的自动分类，以实现非结构化矿山隐患文本资源的有序整合；事故预测模型，用于揭示安全隐患可能的发展走向，并对由安全隐患积累导致的安全生产事故进行预测。5.根据权利要求4所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述主题挖掘模型采用的算法包括hdp算法、lda算法、dtm算法、lsa算法和tf
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idf算法；
所述语义网络分析模型采用的算法包括lsa算法和bm25算法；所述关联规则挖掘模型采用的算法包括apriori算法；所述隐患分类模型采用的算法包括支持向量机算法、k最近邻算法、人工神经网络算法和朴素贝叶斯算法；所述事故预测模型采用的算法包括统计回归算法、时间序列算法、马尔科夫链算法、灰色预测算法、神经网络算法和链路预测算法。6.根据权利要求1所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述大数据可视化模块包括：图形可视化单元，用于按照人的行为、物的因素、环境影响、管理问题、地点位置五个因素对安全隐患数据中提取的高频词汇进行分类，并通过图形进行可视化展示，以便于后续通过大数据分析方法智能辨识矿山生产过程中的主要危险源；时序特征可视化单元，用于利用时间线工具对安全隐患频次进行统计并以柱状图的形式进行可视化展示，对安全隐患在时间维度呈现出的变化趋势进行拟合和预测，通过设置预警值的方式，实现基于频次特征的矿山安全隐患预警；多维特征可视化单元，用于采用桑基图对安全隐患在时间、空间、责任主体和隐患类型呈现出的多维特征进行可视化展示；层次特征可视化单元，用于利用层次边缘捆绑技术对矿山安全隐患的层次结构特征进行可视化展示。7.根据权利要求6所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述图形可视化单元通过以下图形中的一种或多种进行可视化展示：词云图、瀑布图、桑基图、层次边缘捆绑图以及forceatlas图形。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，其特征在于，所述矿山安全隐患辨识与预警系统还包括系统管理模块，所述系统管理模块用于进行数据接口管理、知识库管理、数据挖掘模型库管理和可视化组件管理。

技术总结
本发明公开了一种基于大数据分析的矿山安全隐患辨识与预警系统，包括：大数据采集模块，用于采集不同来源、不同格式的安全隐患数据；大数据标准化预处理模块，用于对采集的安全隐患数据进行提取、清洗、标准化预处理；大数据分析模块，用于以数据挖掘模型库为基础，对预处理后的数据进行分析，并对分析结果进行结构化存储；大数据可视化模块，用于对大数据分析结果进行可视化呈现，便于安全管理者进行风险预警与科学决策。本发明构建了以智能分析、辨识、挖掘以及知识发现为核心内容的智慧安全分析与预警体系，能够为矿山安全风险识别、危险源分级、安全防控策略以及安全应急处置提供支持。支持。支持。


技术研发人员：侯杰 李国清 赵威 王浩 强兴邦
受保护的技术使用者：山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2021/11/24