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中国矿业大学李爽教授等撰写的Research on AI-driven complex network and management system of coal and gas outburst accident（AI驱动的煤与瓦斯突出事故复杂网络与管理系统研究）已经在Journal of Safety and Sustainability正式上线，欢迎下载、阅读和评论。
全文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jsasus.2025.02.002
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论文导读
煤与瓦斯突出事故是煤矿中最危险、最复杂的事故类型。亟需一个系统化、客观化、智能化、全流程的煤与瓦斯突出事故防控系统。本研究构建了人工智能驱动的煤与瓦斯突出事故复杂网络与控制系统：提出了一种基于文本挖掘、复杂网络和知识图谱的煤与瓦斯突出事故防控方法，以实现事故致因因素的系统提取、防控策略的精准识别和防控措施的智能制定。研究结果表明：(1) 从72份煤与瓦斯突出事故调查报告中提取出70个致因因素，包括21个人为因素、16个机械设备因素、14个环境因素和19个管理因素。（2）煤与瓦斯突出事故复杂网络具有结构更复杂、鲁棒性更强、多因素耦合效应更显著的特点，需要采用更加智能化的防控方法。（3）创新提出的综合价值（CV）拓扑指标生成的攻击策略是煤与瓦斯突出事故的最优防控策略，能在多阶段保持更高攻击效率并更好地控制事故复杂网络，在单一事故控制中也表现优异。（4）基于知识图谱的煤与瓦斯突出事故防控技术能够快速匹配防控措施及关联关系，实现实体智能检索，降低管理人员知识分析的时间与精力消耗，并为管理者提供智能决策支持。本研究验证了人工智能技术在煤与瓦斯突出事故防控中应用的科学性与实践可行性。未来研究将重点拓展数据来源、阐明煤与瓦斯突出事故机理并加强专家系统应用，以更全面提升煤矿事故防控能力。
论文部分配图
Figure 1Technical road map.
Figure 3Degree of nodes in the CGOACN(coal and gas outburst accidents complex network).
Figure 6BC(Betweenness centrality), CC(Closing centrality), EC(Eigenvector centrality) of nodes in the CGOACN.
Figure 7CV(comprehensive value) of the CGOACN.
Figure 8Robustness analysis of the CGOACN.
Figure 10The knowledge graph for controlling coal and gas outburst accident.
结论
本研究通过人工智能技术深入探究煤与瓦斯突出事故复杂系统，获取事故关键致因要素，制定最优防控策略，构建事故防控知识图谱，最终实现煤与瓦斯突出事故的智能化防控。具体结论如下：
（1）基于72份煤与瓦斯突出事故调查报告，本研究运用文本挖掘技术提取出70个事故致因因素及其共现关系，并按照"人-机-环-管"分类体系对70个致因因素进行了系统归类。煤与瓦斯突出事故的"人-机-环-管"系统分类法能够清晰界定事故成因、减少主观偏差，并有助于防控措施的制定。
（2）构建的煤与瓦斯突出事故复杂网络包含70个节点和2666条连接边。该煤与瓦斯突出事故复杂网络具有结构更复杂、鲁棒性更强的特性。本研究创新构建的综合价值（CV）拓扑指标通过多维度考量网络拓扑特征的重要性，经鲁棒性分析验证，该指标是识别复杂网络关键节点的有效方法。
（3）通过对单起事故及事故复杂网络的防控效果分析，确定了实施20% CV攻击策略是煤与瓦斯突出事故的最优防控策略。根据防控策略分析结果，管理因素是煤与瓦斯突出事故最关键的致因要素。
（4）为实施煤与瓦斯突出事故最优防控策略，本研究构建了包含70个实体与69种关系的煤与瓦斯突出防控知识图谱。基于知识图谱的煤与瓦斯突出事故防控技术能够快速匹配防控措施与防控主体间的关联关系，实现事故相关实体的智能检索，显著降低管理人员知识分析的时间与精力消耗，并为其提供智能决策支持。
作者简介
李爽，二级教授，中国矿业大学安全科学与应急管理研究院院长。先后荣获江苏省“333高层次人才”中青年科学技术带头人，江苏社科英才，全国煤炭青年科技奖获得者，最美煤炭科技工作者，全国煤矿智能化卓越女性，全国煤矿智能化卓越团队带头人等多项称号。长期从事煤炭开发利用安全风险智能防控、智能矿山、智慧能源、安全监管、应急管理等方面的研究。深耕学术前沿，以第一/通讯作者发表高水平论文70余篇，论文成果获同行高频引用，入选“2024中国知网高被引学者TOP1%”。以第一作者出版著作10余部，授权国家发明专利20余项、软件著作权6项。先后主持国家自然科学基金联合基金重点项目1项、面上项目2项、国家重点研发计划子课题1项等，促进了科研成果从理论到实际应用的高效转化。
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