井下火災(zāi)多救護(hù)隊(duì)救援路徑優(yōu)化的群智能算法研究.pdf

1、確定最優(yōu)應(yīng)急救援路徑是應(yīng)對(duì)礦井火災(zāi)的重要工作之一。井下火災(zāi)多救護(hù)隊(duì)救援路徑優(yōu)化不僅可為礦井事故預(yù)案救援和井下人員應(yīng)急逃生提供決策依據(jù),而且能便于救援人員及時(shí)抵達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng),快速實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)急救,組織受困人員安全撤離,挽救受困人員的寶貴生命等都具有很好的理論意義和應(yīng)用前景。
　　論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　首先,構(gòu)建了基于多影響因素的井下火災(zāi)救援路徑優(yōu)化模型。針對(duì)井下火災(zāi)災(zāi)害和井下救援系統(tǒng)特點(diǎn),理清了最優(yōu)救援路徑與最優(yōu)避險(xiǎn)

2、路徑的內(nèi)涵,救援路徑是指地面救援人員以主井或風(fēng)井為起點(diǎn),所有危險(xiǎn)巷道為中點(diǎn),救出所有井下被困人員回到主井或風(fēng)井為終點(diǎn)的救援路徑。通過(guò)對(duì)井下巷道進(jìn)行分類以及災(zāi)變巷道各影響因素的分析,可計(jì)算出巷道通行難易度系數(shù)和救援路徑當(dāng)量長(zhǎng)度,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建救援路徑網(wǎng)絡(luò)模型和多救護(hù)隊(duì)井下火災(zāi)最優(yōu)救援路徑優(yōu)化模型。
　　其次,最優(yōu)救援路徑優(yōu)化模型求解的群智能算法研究。通過(guò)分析、對(duì)比粒子群算法、蟻群算法和傳統(tǒng)路徑算法(Dijkstra算法、A*算法、F

3、loyd算法等),探討不同算法的優(yōu)缺點(diǎn),提出應(yīng)用粒子群算法和蟻群算法的混合算法來(lái)求解多救護(hù)隊(duì)井下火災(zāi)救援優(yōu)化路徑的數(shù)學(xué)模型的基本理論、數(shù)學(xué)描述、參數(shù)分析以及算法流程。
　　第三,基于粒子群算法和蟻群算法的群智能混合算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。依據(jù)粒子群算法和蟻群算法的優(yōu)點(diǎn),提出和設(shè)計(jì)了基于粒子群算法與蟻群算法的群智能混合算法,即利用粒子群算法搜索蟻群算法參數(shù)α、β、ρ,再反饋到蟻群算法中,對(duì)多救護(hù)隊(duì)最優(yōu)救援路徑進(jìn)行搜索尋優(yōu)。提出了粒子群算法搜

4、索α、β、ρ、蟻群算法搜索救援路徑的MATLAB實(shí)現(xiàn)步驟,以及群智能混合算法的具體流程和程序設(shè)計(jì)。
　　最后,以龍頭溝金礦井下火災(zāi)多救護(hù)隊(duì)救援路徑為例,進(jìn)行模擬仿真分析。探討井下火災(zāi)多救護(hù)隊(duì)救援路徑,為井下應(yīng)急救援決策提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文提出的粒子群和蟻群混合算法能夠快速、有效地搜索出井下火災(zāi)最優(yōu)應(yīng)急救援路徑,從而可供救援人員安全、快速到達(dá)井下受困人員所處的地下巷道位置,保證在有效的時(shí)間內(nèi)組織受困人員安全撤離,研究結(jié)果具