1.剖析了水害智能预警系统建设过程中存在的预警系统建设水平与数据接入标准不统一、水害大数据信息的分类与时空匹配管理复杂、水害大数据信息的智能处理分析不足、预警及智能决策信息发布的时效性差4类技术问题；
2.提出了煤矿水害智能预警系统关键技术架构，提出满足技术需求系统软件服务架构与服务方案；
3.建立了包含感知数据接入、存储、编码、智能预警模型构建测试、预警信息发布的水害智能预警系统建设技术路径。
邱 浩1,2，李宏杰1,2，李 文1,2，李江华1,2，杜明泽1,2，姜 鹏1,2
1. 煤炭科学技术研究院有限公司
2. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
为保障我国受水害威胁矿井的安全生产，加快煤矿水害预测预警技术的智能化进程，提高煤矿水害预测预警效果，基于国内水害机理与预警领域的研究现状，对煤矿水害智能预警系统建设过程中存在的预警系统建设水平与数据接入标准不统一、水害大数据信息的分类与时空匹配管理复杂、水害大数据信息的智能处理分析不足、预警及智能决策信息发布的时效性差4类技术问题进行了详细论述。针对4类技术问题，从预警系统资源整合及数据驱动角度出发，将水害预警资源分为信息采集资源与计算资源，将水害预警大数据信息分为静态本源信息与动态监测信息，将数据处理分为基础地质模型数据处理、数值处理与计算模拟及信息融合数据处理，将煤矿灾害预警分为监测参数预警、指标分级预警、智能模型预警，提出并剖析了煤矿水害智能预警系统关键技术架构。提出满足技术需求系统软件服务架构，给出了基础设施层、数据资源层、应用支撑层、业务应用层、用户展现层的软件服务方案。结合水害预警建设流程提出了针对水害监测数据的门控循环单元算法预警模型，给出了预警模型的网络结构，研究了预警模型的前向计算、反向传播计算、权重梯度计算方法，分析了不同类型感知数据接入、存储、编码、模型的分类、智能深度学习模型的构建测试、预警信息发布的技术路径，为煤矿水害智能预警系统智能化建设提供借鉴。
副研究员
邱浩，1987年5月生，辽宁铁岭人，副研究员。现任煤炭科学技术研究院有限公司安全分院水环所副所长，煤炭科学技术研究院有限公司二级首席专家。
致力于应用地球物理与矿井水害智能预警等领域研究。研究了一种基于场变换确定地质电性界面的瞬变电磁探测方法，形成了矿井瞬变电磁法双场精细数据处理理论体系，主持研发了基于精确定向与背景场反馈技术的矿井瞬变电磁探测系统装备与数据处理软件系统，研究了基于门控循环单元算法的煤矿底板水害智能预警方法，形成了煤矿水害预警多源地质及地球物理数据融合处理技术，在多个矿区开展推广应用。主持国家自然科学基金青年基金项目1项，主持中煤科工集团科技创新基金项目1项，作为项目骨干参与国家科技重大专项项目、国家自然科学基金等项目6项。在国内外重要刊物上发表学术论文20余篇，其中被SCI、EI收录8篇，授权受理发明专利9项，登记软件著作权11项，参编著作1部，参与行业标准制定1项。相关研究成果获中国职业安全健康协会科学技术一等奖1项、二等奖1项、中国煤炭工业协会科学技术三等奖2项、中煤科工集团科技成果三等奖2项。
邱 浩，李宏杰，李 文，等. 煤矿水害智能预警系统关键架构及模型研究[J]. 煤炭科学技术，2023，51（7）：197−206
QIU Hao，LI Hongjie，LI Wen，et al. Research on key architecture and model of coal mine water hazard intelligent early warning system[J]. Coal Science and Technology，2023，51（7）：197−206
END 责任编辑：周子博
整 理：冯春晖
责任编辑：周子博
整 理：冯春晖
