人工智能在矿山应急救援中的应用

＊秦 亮

（柳林县应急减灾中心 山西 033300）

矿山应急救援面向的灾害主要指的是瓦斯灾害、火灾、矿井水害，打造一支具有较高专业能力和高精度装备水平的实战队伍，进行矿山应急救援活动势在必行。目前在矿山救护的工作实践中，应急救援的能力缺陷问题始终没有从根源上得到改进。救援过程中，救护队员发生伤亡事件时有发生，引进人工智能技术进行矿山应急救援体系建设，已成为矿山应急救援工作的重要实践课题，旨在提高矿山应急救援的安全水平，引进新设备和新技术，增强矿山救援的专业化能力。

1.人工智能在矿山应急救援中应用的背景

应急管理部在2019年明确地提出了对安全生产应急队伍的要求，我国的矿山应急救援需要向着智能化、规范化、模块化的方向进行转型和创新建设，对于应急救援中使用到的关键装备和设施，展开逐步的更新、完善，借助人工智能技术进行矿山应急救援活动，是矿山应急队伍建设中的重要研究课题。因为互联网时代已经到来，大数据技术、人工智能技术深入地与实体经济建设相互融合，先进科技已经普及到了社会的各层面中。在人工智能技术的快速发展下，国家和各地区的政府对人工智能的发展持鼓励态度，纷纷地出台和实施了有关的政策，助力人工智能的发展。在多个领域内，人工智能技术已取得了显著的成果，例如5G技术的出现，提高了我国在灾情监控和预警方面的水平，在报警系统、智能安全救灾系统中，5G技术均发挥了重要作用。另外，无人驾驶汽车的应用，也是以人工智能技术为依托进行开发和设计的，很多生产企业使用人工智能机器取代人工操作的生产模式，提高了生产效率，在矿山应急救援的系统中，人工智能的应用也成为了一种常见的技术手段。例如建立起智能数据中心，用于对救援数据的分析，可以辅助远程专家制定诊疗方案，做出最佳的预判，把握应急救治黄金30min[1]。

2.人工智能在矿山应急救援中应用的重要性

矿山应急救援指的是由矿山救护队进行煤矿井下的救援作业、抢险作业。作为专业化的队伍，矿山救援队在矿山应急救援活动中可以处理多种不同类型的灾害，例如火灾、瓦斯爆炸事故、井下水灾问题、煤与瓦斯突出和顶板事故。在矿山应急的救援中，借助人工智能技术为矿山应急的救援活动提供技术支持，在开展具体的应急救援活动过程中，救援队伍坚持以人为本的理念，进行安全救援方案的策划和实施，以最快的速度、最高的效率进行抢险救灾，始终在保障自身队伍安全的前提下，进行抢险救灾活动。近些年来在高精尖的装备技术引进和专业型的人才流失等因素的影响下，我国矿山应急救援中的队伍力量资源形成了普遍不足的问题，在处理灾害、实战能力等多个层面，体现出了短板和弱势，在制定决策和实战中，失误风险高，甚至有可能引起自身的伤亡问题，矿山应急救援的力量薄弱。

此背景下引进人工智能技术的应用，可以有效地改进上述问题，通过增加在人工智能技术应用中的投入，将大数据技术、物联网技术、人工智能技术等优势结合起来，驱动矿山救援的技术创新，提高矿山救援的技术水平，增强了矿山应急救援的综合效能。人工智能技术的功能体现在多个层面，例如在制定决策和展开施救、侦查灾区等环节，人工智能技术可以发挥出侦测功能和先进技术优势，智能化程度高。在人才队伍的训练中，人工智能技术的应用可以自主运行和使用救援装备进行训练，发挥有效的功能，提高人才队伍训练的智能化水平，对灾区的智能化侦查和诊断，实现了智能管控。对灾害问题的防范，人工智能具有前置化的应用效果，可以将灾害除息存在的异常问题及时消除，从灾害在萌芽时期就着手防治，利用人工智能技术，提高应急救援抢险的水平，增强整个矿山应急救援队伍的救灾能力，节约抢险救灾的时间，在明确应急救援流程的前提下（见图1），最大程度地保证遇险遇难人员的生命安全、财产安全，降低救援队伍自身的伤亡风险[2]。

图1 应急救援流程

3.矿山应急救援目前的现状

矿山应急救援体系中，矿山救护是关键的构成部分之一，应急救援队伍中人员的战斗力、综合救护能力决定了矿山事故的应急救援水平，事关救援的成败。近些年来，面向现代化建设的挑战，矿山救护工作逐渐展开了综合化的研究和探索，向着新的方向进行应急灾害的防控救援活动，在矿山灾害、抗洪抢险、抗震救灾等多个领域，增强了灾害救援的主要力量。在传统的矿山灾害应急处理的理念和方式下，应急灾害的救援和灾害防控工作的需求已经难以得到全面的保障，因此现阶段矿山应急救援工作需要改进现状，及时地进行技术升级、灾害处理措施创新。目前，矿山应急救援中存在的普遍问题就是作战人员的综合素质不足，这是由于日常的实战训练缺少针对性导致的，矿山应急救援队伍人员对于事故的处理能力、应急能力存在着短板，在制定决策时，准确性不足，指挥决策的能力有限。究其根本，这是由于矿山应急救援队伍的管理体制不完善导致的，在落后的应急队伍管理体制下，矿山应急救援工作面临着重重的困境。

在矿山应急救援活动中，缺少对新设备新技术的引进和应用，先进设备与技术的普及程度不足，现场应急救援指挥能力和临阵决策指挥能力薄弱，在应急救援活动的开展中，人员伤亡问题没有得到有效的防范。由于日常的实战演练不足，投入到应急救援中的资金少，特别是目前人工智能在矿山应急救援建设中存在着成本投入大的普遍困境，前期在人工智能网络的建设中，需要投入大量的技术应用资金，配备完善的设备设施，矿山应急救援中应用人工智能的成本投入高，形成了矿山应急救援中人工智能建设困难的问题，导致了实战演练没有形成规范化、制度化、常态化的局面，降低了矿山应急救援队伍人员的专业水平。应急救援工作缺少跨地区应急救援的能力，在跨专业实战中应急水平不足，从理论、技术、设备等多个方面形成了短板，对于物联网技术、大数据技术、人工智能技术的应用，还需要进行进一步的实践探索，以此改善应急救援队伍，提高应急救援人员的综合作战能力和救援效率。

4.人工智能在矿山应急救援中的具体应用

（1）人工智能在应急救援队伍日常管理中的应用。人工智能在我国社会生产生活的多个领域内，发挥了不可替代的功能，将人工智能技术运用到矿山应急救援中，有利于提高应急救援队伍的日常管理能力，因为以人工智能技术为依托，开发和构建信息化的管理系统，可以大大提升应急救援队伍的日常管理智能化、信息化水平。在应急救援队伍的日常管理中，以人工智能技术和信息系统为依据，可以分析人员队伍的结构情况，判断人员队伍的结构是否合理，对矿山应急救援队伍中的人员结构进行调整、优化，为后续人才队伍的配置、升级提供参考。在人工智能技术的应用中，矿山应急救援队伍中的人员在训练成果、学习进度、学习内容、训练效率等多个层面的内容重点，均可以更立体地体现出来进行优化，借助人工智能技术提供的建议，进行对矿山应急救援队伍人员的日常管理和培训活动，针对性更强[3]。

人工智能技术具有指导功能，可以在信息管理系统下建立起事故预防档案处理档案，针对不同类型的安全生产事故问题进行分析，统计安全生产事故的类型、数量，总结规律，构建起事故的防治预案，完善档案内容，为人员的调动和事故发生时的决策制定，提供参考。在日常的管理中，矿山应急救援活动要将阶段性计划和成果总结起来，为后续的日常管理和专业训练奠定基础。人工智能技术构建起的信息管理系统中，生成了关于应急救援活动的有关日志，其中记录了完善的信息，后续可以用于制定、完善应急救援的工作计划，完善应急救援结构（见图2）。在应急救援的工作日志中，总结某一阶段的工作，提高了应急救援的日常管理水平，值得关注的是，人工智能技术将应急救援的装备性能情况、存储情况、使用情况和保养管理等情况，集中在信息管理系统中，可以更智能的分析装备的维护和保养需求，及时进行装备的更新和升级。

图2 应急救援结构

（2）人工智能在灾害评估指挥中的应用。人工智能技术可以评估灾害的危险等级，判断灾害的危险程度，例如矿山事故灾害中水害瓦斯灾害问题发生后，各类设备设施均有可能遭到破坏，因为在有毒有害气体的环境中，设备必然会发生不同程度的损伤。在传统的模式下，即使灾区的环境条件不理想，应急救援人员也需要前往现场进行侦查，获取资料数据，引进人工智能技术后，可以利用机器人进行现场的监测、分析，在灾区现场进行环境取样作业。使用人工智能机器人，可以智能评估灾害情况，建立应急指挥体系，通过对数据信息的融合处理和分析，持续地进行现场灾害问题的监测，准确的分析现场环境，结合监测结果的动态变化，应急救援人员可以动态地调整救援方案，最大限度地控制人员伤亡财产损失问题的发生。人工智能技术在灾害救援指挥中，可以制定科学的决策，用智能化的方案制定指挥决策和措施，汇总应急救援过程中的数据信息，在大量数据的评估中，对比救援队伍的作战能力，制定智能化的救援决策指挥方案。

（3）人工智能在应急救援队伍能力分析中的应用。人工智能技术可以作为一种智能化分析的工具，运用到应急救援队伍的专业能力、救援能力分析和判断中，利用人工智能技术，综合分析应急救援队伍中的人员数据，综合数据资源，可以发挥评估和分析的功能，对应急救援队伍的整体作战能力和单个救援人员的作战能力进行对比、分析、判断，获取准确、全面的评估结果。用可视化分析的方式和量化分析的方式，对应急救援中应急救援队伍的整体劣势、优势进行判断，充分了解单独的救援人员在应急救援中的具体表现和综合能力，为后续的矿山应急救援队伍培训和建设提供指导。通过对应急救援队伍救援能力的分析，在人工智能技术的指导和判断下，矿山应急救援队伍的作战训练将更加精准，制定有侧重点的作战计划，从队伍到个人均可以借助人工智能实现全面监管，加强对人员作战培训情况的实时掌握和动态更新。

用智能化的手段，挑选应急救援人员，结合现场的救援情况和需求，有针对性地培训救援队伍中人员的特殊能力，改进短板问题。借助人工智能技术的动态评估功能，可以了解应急救援队伍的能力情况，人工智能技术、大数据技术的联合运用，集中了日常培训与考核项目的结果数据，对达标情况进行分析，录入到信息系统中。在信息管理的系统内，人工智能技术可以自动地进行数据分析，完成自动化任务，评估应急救援能力，包括集体的能力、个人的能力，在动态化的评估中，应急救援队伍的应急能力管理更加的精细化、具体化。应急救援队伍可以借助人工智能技术进行培训任务的更新、调整，实时发布信息，在智能终端中，跟踪救援培训的具体情况，查询应急救援的训练效果，系统地分析救援队伍的整体作战水平，实现精细化管理的目标。

（4）人工智能在模拟训练中的运用。矿山应急救援对于队伍中的人员具有较强的专业性要求，因为发生矿山灾害的位置所处的环境较为特殊，湿度高，有害气体的浓度高，有毒有害的物质类型复杂，参与矿山应急救援队伍的人员，必须要具备极强的专业能力。在面对外界环境的变化时，救援队员需要调整自身的心理参数、生理参数，在日常的模拟训练中，增强自身的专业性。借助人工智能技术，可以构建起智能化的模拟培训场景，还原应急救援的环境，通过模拟救援场景，使队员可以结合面对的灾害，对自身的生理状态、心理状态进行调整。例如瓦斯灾害、火灾水害等问题的模拟训练中，救援队员可以结合外界环境因素所带来的影响，锻炼职业判断力，提高专业的应急救援能力，对井下复杂的环境做好心理准备，在面对着恶劣的救援环境时，有效的制定应急预案，在智能化的场景中，提高模拟训练的效果，增强矿山应急救援队伍的综合能力。

5.结论

综上所述，在矿山应急救援工作中，运用人工智能技术，是对应急救援能力进行改善的重要举措。人工智能技术具有智能化、现代化的优势，在应急决策的制定中发挥了显著的功能，对矿山的安全生产形成了保障的作用。引进先进的人工智能技术进行矿山应急救援活动，要求应急救援队伍中的人员，明确人工智能技术的优势，改进弊端，加强专业队伍的建设，突破技术难题，在管理系统、数据传输等各个方面进行技术的深入研究，攻克难题，提高矿山应急队伍的救护水平、救援效率。