煤矿生产物流系统安全资源配置的逆优化方法研究

It is a problem to be solved urgently in the coal industry as to, under the preconditions of ensuring safety, how to optimize the resource allocation of the logistics system of coal mine production and enhance the continual stability of safe production of coal mines so that the profits of coal mines can be increased. This research, in the interests of the logistics system of coal mine production, proposes a reverse optimization theory and method of safety resource allocation. It adopts SVM and computer intelligence methods to build and solve reverse optimization model with the dynamic time-varying and nonlinear process. Then under the condition of meeting safety targets, resource allocation is adjusted so that the current safety status may be changed into the best status. The contents of the research are as follows:.(1)Indentification of safety status and safety function of production logistics system in coal mines;.(2)Mechanism analysis of resource and safety status of production logistics system in coal mines;.(3)Reverse optimization of safety resource allocation of production logistics system in coal mines;.(4)Simulation analysis and empirical research. .Compared with traditional optimization approaches that focus on the safety status of sub-systems, this research, from the angle of reverse optimization, adjusts the resource allocation so that the current safety status becomes best, which is closer to the actual situation of coal mine production. This research not only expands theories regarding the optimization of resource allocation of coal mines, but also improves the safety situation of coal mines in China and provides a decision-making and implementation approach to exploiting coal mine resources safely, efficiently and sustainably.

如何在确保安全前提下优化煤矿生产物流系统资源配置，提升煤矿安全生产的持续稳定性进而提高煤矿经济效益，是煤炭行业亟待解决的现实问题。本项目面向煤矿生产物流系统提出一种安全资源配置逆优化的理论及实现方法，采用支持向量回归机和计算智能构建并求解动态时变、强非线性过程的逆优化模型，在满足安全目标条件下调整资源配置使当前安全状态由可行解变为最优解。项目内容包括：.（1）煤矿生产物流系统总体安全状态及安全目标函数确定；.（2）煤矿生产物流系统资源与安全状态作用机理分析；.（3）煤矿生产物流系统安全资源配置逆优化实现；.（4）仿真分析与实证研究。.与侧重改变子系统安全状态的一般优化问题相比，本项目从逆优化角度调整资源配置使当前安全状态成为最优，对煤炭行业而言更具现实意义。项目成果不仅可拓展资源优化的理论研究范畴，而且为改善我国日趋严峻的煤矿安全形势，安全高效、可持续地开发煤炭资源提供决策和实现方法支持。

优化煤矿生产物流系统安全资源配置是提高其资源利用效率、降低我国煤炭开采成本的关键。本项目从资源逆优化配置角度开展了煤矿生产物流系统安全状态与安全目标函数确定、资源与安全状态作用机理分析、安全资源逆优化配置实现、逆优化仿真分析及对策等研究。主要成果包括：. （1）剖析了影响煤矿生产物流系统安全状态的指标及其重要度，提出了系统总体安全状态目标确定理论，从相似性与差异性角度揭示了各指标对系统安全状态的不同重要度，研究表明不同安全状态下各指标的影响作用有较显著差异；. （2）拓展了安全资源筛选理论，探究了安全资源间的竞争关系及其与安全状态的作用机理，研究表明安全资源对安全状态的作用程度不一致且呈非线性相关。同时，针对安全与效率这一矛盾，本项目还研究了资源与安全的协同优化、资源冗余与安全状态的影响关系等问题；. （3）揭示了逆优化配置安全资源的原理，指出安全资源逆优化配置实质是对煤矿生产物流系统二次优化，研究表明调整煤矿生产物流系统安全资源的价值系数及技术矩阵可以有效提升系统的安全水平。同时，本项目还综合考虑安全资源冗余及节能减排状况，完善了安全资源逆优化配置的方法及实现路径；. （4）构建了煤矿生产物流系统安全资源逆优化配置实现体系，设计了实现逆优化目标的程序及界面。.本研究不需要增加安全资源投入即可实现煤矿安全水平的提升，达到既满足安全目标又实现煤矿持续稳定生产之目的，不仅拓宽了逆优化理论的研究及应用领域，还为安全高效开发我国煤炭资源、解决长期困扰我国煤矿安全资源的配置失衡问题提供了新的理论依据及应用支持。.项目组共发表相关学术论文31篇（其中，国家自然科学基金委员会管理科学部认定重要期刊4篇，EI期刊论文3篇，中文核心期刊21篇，国际会议论文3篇）、专著1部，获河南省教育厅科技成果一等奖同时获省科技进步三等奖1项，培养博士研究生2名、硕士研究生16名（其中4篇获河南省优秀硕士论文）。