D0I:10.13374/i.issnl001t03.2008.07.027 第30卷第7期 北京科技大学学报 Vol.30 No.7 2008年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ju.2008 基于MapObject的矿井火灾动态最佳救灾路线数学 模型和算法 高 蕊)蒋仲安)董枫)杜丙申)巩文保)王德胜)陈永现) 1)北京科技大学土木与环境工程学院教有部金属矿山高效开采与安全重点实验室，北京100083 2)河北金牛能源股份有限公司东庞矿，邢台054201 摘要运用运筹学中图论的理论和方法建立了井下火灾动态救灾路线数学模型，用改进的Dijkstra算法求解该模型并用 MapObjee©t控件实现.结合井下火灾时期救灾路线动态选择过程详细介绍了改进的D时ksra算法运算的各个步骤，拟合出矿 井火灾时期人员停留和行走时间与温度的关系函数·以东庞矿矿井灾害应急救援项目为例，通过程序运算，在东庞矿井下巷 道分布示意图上动态搜索救灾人员营救受灾人员的最佳救灾路线，不但实现了可视化要求而且效率高，为矿井火灾救灾提供 了有力的技术支持. 关键词矿井火灾；改进Dijkstra算法：救灾路线：数学模型；MapObject;应急救援 分类号TD75+2:TD77+3:P208 Mathematical model and algorithm of a dynamic optimum rescue route during mine fire time based on MapObject GAO Rui,JIA NG Zhong'an),DONG Feng,DU Bingshen2),GONG Wenbao2).WANG Desheng2),CHEN Yongxian?) 1)Key Laboratory of the Ministry of Education of China for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines.Civil and Environmental Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Dongpang Coal Mine.Hebei Jinniu Energy Resources Co..Ltd.,Xingtai 054201.China ABSTRACT The graph-theory method was used to build a mathematical model of the optimum rescue route during mine fire time and an improved Dijkstra algorithm was brought forward to calculate it.Then each step of the Dijkstra algorithm was discussed.and the residence and moving time-temperature function was fitted.Finally,taking the mine hazard emergency rescue system of Dong- pang mine as an example,through operation the decision maker can get the optimum rescue route on the Dongpang mine tunnel distri- bution sketch map.The software realizes the requirement of visualization with high efficiency and provides powerful technical support for mine fire rescue. KEY WORDS mine fire:improved Dijkstra algorithm:rescue route:mathematical model:MapObject:emergency rescue 矿井火灾是威胁煤矿安全生产的重大灾害之 烟气的流动失去控制，进一步扩大灾区范围，煤矿 一，煤矿井下一旦发生火灾，会给井下工作人员的生 井下到处都存在大量的易燃物，火灾极易发展蔓延， 命带来极大的威胁.井下空间狭小，矿井通风及巷 高温烟气在巷道中蔓延遇到新鲜风流时，可能在渗 道联通关系复杂，供风量有限，矿井火灾产生的大量 风地点形成新的火源.此外，矿井火灾还可能引起 高温、有毒有害烟气在井下不易散失，在巷道通风的 瓦斯、煤尘的爆炸山， 情况下高温、有毒有害烟流能随风迅速传播到很远 矿井火灾救灾过程中一个重要的环节就是制定 的范围，矿井火灾发展到一定程度时会出现火风 出最佳的救灾路线，随着计算机技术的发展，用于 压，可能造成矿井通风网路风流方向的变化，从而使 求解城市道路两点之间最短路径算法的研究已有所 收稿日期：2007-06-16修回日期：2007-08-18 基金项目：北京市教育委员会共建项目(N。,XK100080432) 作者简介：高蕊(1980-)，女，博士研究生：蒋仲安(1963一)，男，教授，博士生导师，E-mail:za1963@263.net基于 MapObject 的矿井火灾动态最佳救灾路线数学 模型和算法 高 蕊1） 蒋仲安1） 董 枫1） 杜丙申2） 巩文保2） 王德胜2） 陈永现2） 1） 北京科技大学土木与环境工程学院教育部金属矿山高效开采与安全重点实验室‚北京100083 2） 河北金牛能源股份有限公司东庞矿‚邢台054201 摘 要 运用运筹学中图论的理论和方法建立了井下火灾动态救灾路线数学模型‚用改进的 Dijkstra 算法求解该模型并用 MapObject 控件实现．结合井下火灾时期救灾路线动态选择过程详细介绍了改进的 Dijkstra 算法运算的各个步骤‚拟合出矿 井火灾时期人员停留和行走时间与温度的关系函数．以东庞矿矿井灾害应急救援项目为例‚通过程序运算‚在东庞矿井下巷 道分布示意图上动态搜索救灾人员营救受灾人员的最佳救灾路线‚不但实现了可视化要求而且效率高‚为矿井火灾救灾提供 了有力的技术支持． 关键词 矿井火灾；改进 Dijkstra 算法；救灾路线；数学模型；MapObject；应急救援 分类号 TD75＋2；TD77＋3；P208 Mathematical model and algorithm of a dynamic optimum rescue route during mine fire time based on MapObject GA O Rui 1）‚JIA NG Zhong’an 1）‚DONG Feng 1）‚DU Bingshen 2）‚GONG Wenbao 2）‚W A NG Desheng 2）‚CHEN Yongxian 2） 1） Key Laboratory of the Ministry of Education of China for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines‚Civil and Environmental Engineering School‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Dongpang Coal Mine‚Hebei Jinniu Energy Resources Co．‚Ltd．‚Xingtai054201‚China ABSTRACT T he graph-theory method was used to build a mathematical model of the optimum rescue route during mine fire time and an improved Dijkstra algorithm was brought forward to calculate it．T hen each step of the Dijkstra algorithm was discussed‚and the residence and moving time-temperature function was fitted．Finally‚taking the mine hazard emergency rescue system of Dong￾pang mine as an example‚through operation the decision maker can get the optimum rescue route on the Dongpang mine tunnel distri￾bution sketch map．T he software realizes the requirement of visualization with high efficiency and provides powerful technical support for mine fire rescue． KEY WORDS mine fire；improved Dijkstra algorithm；rescue route；mathematical model；MapObject；emergency rescue 收稿日期：2007-06-16 修回日期：2007-08-18 基金项目：北京市教育委员会共建项目（No．XK100080432） 作者简介：高 蕊（1980—）‚女‚博士研究生；蒋仲安（1963—）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：jza1963＠263．net 矿井火灾是威胁煤矿安全生产的重大灾害之 一‚煤矿井下一旦发生火灾‚会给井下工作人员的生 命带来极大的威胁．井下空间狭小‚矿井通风及巷 道联通关系复杂‚供风量有限‚矿井火灾产生的大量 高温、有毒有害烟气在井下不易散失‚在巷道通风的 情况下高温、有毒有害烟流能随风迅速传播到很远 的范围．矿井火灾发展到一定程度时会出现火风 压‚可能造成矿井通风网路风流方向的变化‚从而使 烟气的流动失去控制‚进一步扩大灾区范围．煤矿 井下到处都存在大量的易燃物‚火灾极易发展蔓延‚ 高温烟气在巷道中蔓延遇到新鲜风流时‚可能在渗 风地点形成新的火源．此外‚矿井火灾还可能引起 瓦斯、煤尘的爆炸［1］． 矿井火灾救灾过程中一个重要的环节就是制定 出最佳的救灾路线．随着计算机技术的发展‚用于 求解城市道路两点之间最短路径算法的研究已有所 第30卷 第7期 2008年 7月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．7 Jul．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．07．027