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摘要：近几年来，人工智能技术的发展速度逐渐加快，并已经逐渐渗透到各个领域当中。将人工智能应用到矿山应急救援工作当中，提高应急救援装备的智能化和轻型化水平，可以明显增强应急救援队伍的战斗力，提高矿山应急救援工作质量。基于此，本文重点针对矿山应急救援工作中人工智能的作用及应用进行了详细的分析，以供参考。
关键词：矿山；应急救援；人工智能
矿山应急救援工作的开展，主要包括对矿山灾害、矿井水害以及火灾等事故的抢险救援。由于矿山作业环境日益复杂，想提高矿山应急救援工作质量，必须要组建一支高素质、高水准的矿山应急救援实战队伍，并为其配备高精度的应急救援装备。人工智能是当今时代最具发展潜力的科学技术，将其应用到矿山应急救援工作当中，在提高矿山应急救援实战能力方面，发挥着十分重要的作用。但是，如何将人工智能应用到矿山应急救援工作当中，是一个值得思考的问题。
1矿山应急救援工作中人工智能的应用背景
2019年，我国应急救援部对安全生产应急工作的开展提出了更高的要求，即“加强安全生产应急救援队伍和基地建设，推进法规标准体系建设，强化应急准备，提升应急救援能力，着眼应对重特大、复杂生产安全事故需要，加快推进应急救援关键装备轻型化、智能化、模块化建设”。根据这一要求，矿山应急救援工作的开展应当朝着轻型化、智能化、模块化的方向转型。
人工智能是一门综合性科学，融合了计算机科学、数学、控制论以及信息论等多个专业领域的知识内容。人工智能技术是以计算机技术为基础，对人类的思维过程和智能行为进行模拟和拓展的先进技术，其原理是在对机器学习、模式识别、大数据技术、云计算技术以及传感器技术等先进技术进行充分整合的情况下，对机器进行学习训练，使其能够有效模拟人脑神经系统和心智模式，完成识别、计算、认知、推理、决策以及学习等活动。站在技术角度分析，人工智能主要包含三类：第一搜索求解、第二知识推理、第三机器学习。站在发展角度分析，人工智能主要包含三类：第一计算智能、第二感知智能、第三认知智能。经过60余年的发展，人工智能已经成功渗透到人们日常生活的多个领域当中，并成为不可替代的存在。例如，5G技术已经广泛应用于报警系统、智能安全救灾系统中，提高了我国的灾情监控与预警水平。医疗领域中智能数据中心的创建以及远程专家诊疗的应用，也明显提高了医护人员对救援数据的分析能力，加强了对应急救援黄金30min的把握。所以，将人工智能应用到矿山应急救援工作当中，是新时代下矿山应急救援队伍建设中最迫切的需求。
2矿山应急救援工作中人工智能的应用意义
矿山应急救援，其实就是由专业的矿山应急救援队伍，在矿井下实施各种救援作业和抢险作业。在实际的矿山应急救援工作中，应急救援队伍的主要工作内容，就是利用其过硬的专业理论知识和应急救援技能，妥善处理各种不同类型的灾害事故，例如爆炸事故、井下水灾事故、火灾事故等。将人工智能应用到矿山应急救援工作中，可以从技术层面为矿山应急救援工作的开展提供支持。需要注意的是，即便是有人工智能的技术支持，应急救援队伍在实际工作中也要始终坚持“以人为本”的工作理念，在到达灾害事故现场的第一时间了解现场实际情况，并在最短时间内制定好科学合理的应急救援方案，以最快的速度做好人力和物力的准备，在保障自身安全的前提下，将应急救援方案落到实处。
近几年来，在我国矿山生产设备性能不断优化、矿山生产技术不断改进的背景下，矿山生产过程中安全事故的发生几率越来越低，需要矿山应急救援队伍的频率也逐渐降低。而这在一定程度上，降低了矿山应急救援队伍的战斗力，加剧了矿山应急救援队伍中专业人才的流失，使我国矿山应急救援队伍力量越来越薄弱。如果在应急救援工作方案的制定与执行方面出现失误，不仅无法完成矿山应急救援任务，还有可能造成自身队伍成员的伤亡。
而引进人工智能技术，则可以改善这一现状。因为在人工智能的应用下，可以对大数据技术、物联网技术等多种先进科学技术的应用优势进行充分的整合，通过对矿山应急救援技术的创新与优化，为整个矿山应急救援工作质量与工作效率的提高提供保证。另外，人工智能技术的应用优势还体现在矿山应急救援决策的制定、矿山应急救援工作的开展以及灾区侦查等环节当中。在矿山灾害问题的防范方面，人工智能技术也可以通过先进的监测手段，提前发现灾害前期的异常问题，并予以针对性的消除，将灾害消灭在萌芽初期。从这一方面分析，人工智能技术的应用，可以有效提高矿山应急救援工作水平，加快矿山应急救援工作效率，在最短的时间内完成救援抢险工作，为矿山中受灾人员的生命安全、财产安全提供保障。另外，在矿山应急救援队伍的训练方面，人工智能技术的应用，还可以凭借其自主运行和使用救援装备的功能，来实施相应的训练计划，提高矿山应急救援队伍的智能化水平。
3人工智能应用到矿山应急救援工作时常见的问题及原因
3.1日常管理水平偏低
在矿山应急救援工作的开展过程中，应急救援队伍的实际战斗力直接关系着各类矿山灾害事故应急救援行动的成功与否。但是，传统的矿山灾害事故处理措施已经表现出了明显的滞后性。只有在日常管理工作中加强人工智能、大数据以及互联网技术的应用，提高应急救援工作的智能化水平，才能够实现应急救援工作的全面覆盖，提高各类灾害事故处置的精准性与有效性。但是，现有的应急演练评估机制还不够完善，无法实现应急救援实战训练的常态化、制度化以及规范化发展，日常管理的智能化水平偏低。
3.2应急救援实战经验不足
矿山应急救援队伍不仅负责各种矿山灾害事故的救援工作，还需要参与到抗震救灾或者抗洪抢险等自然灾害的救援抢险中。灾害事故类型的复杂性与多样性，使得众多应急救援人员在实际工作中也面临着全新的挑战与压力。应急救援人员迫切地需要通过与真实情况无限接近的训练环境，来提高自身的实战能力。但是，由于可投入资金有限，难以借助智能化技术为其模拟一个相对逼真的训练环境，并对其进行实战训练，以此提高其灾害事故处理能力。而且，针对应急救援人员的军事化管理水平偏低，且没有形成应急救援智能化工作机制，难以做到积极主动地利用互联网技术、大数据技术和人工智能技术，来实现自身应急救援战斗力的提高。
3.3应急救援队伍的战斗力评估效力不足
只有提高矿山应急救援队伍的综合素质，才能满足新时代下对于灾害防控和应急救援工作的需求。但是，由于没有对应急救援队伍的战斗力进行精准的评估，所以制定出来的实战训练方案针对性也偏低，导致实战演练的作用没有发挥出来，应急救援人员的实战能力和跨区域、跨专业救援水平难以得到有效的提高。另外，在对应急救援队伍进行实战训练的时候，也没有围绕“应急救援”组织开展各种形式的交流活动，例如应急救援专业理论交流活动、应急救援法律法规知识交流活动以及应急救援技战术交流活动等。这样一来，应急救援人员难以及时有效地学习到应急救援新理念、新技能，其战斗力的提升也就会越来越困难。
3.4灾区环境侦查不到位
由于投入资金不足，难以为应急救援人员及时更新应急救援装备和技术。在实际的应急救援工作当中，就无法应用智能化的技术设备进行灾区环境的侦查，无法掌握灾区的实际情况，在具体的应急救援行动中，就可能出现应急救援人员受伤或死亡的问题。例如，在矿山灾害事故救援过程中，灾区环境中可能存在着大量的有毒气体，且能见度偏低。传统的灾区侦查方法是，让应急救援人员佩戴呼吸器，然后深入到灾区进行侦查，在获取第一手资料之后，将其交给矿井指挥部。矿井指挥部对这些资料进行分析，并制定出相应的救援抢险方案。在这样传统的灾区侦查模式下，进入灾区侦查的应急救援人员时刻面临着爆炸的威胁。
3.5灾害指挥决策的制定智能化水平低
在实际的应急救援工作当中，相关人员无法使用智能化技术进行救灾指挥决策的制定。在以往，针对重大灾害事故的救援抢险方案的制定，依赖的是指挥部人员的专业水平、灾情处理经验以及对矿井下环境的熟悉程度。在矿山灾害事故发生之后，指挥部会按照当年编制的《矿井灾害预防与处理计划》中的相关内容、矿井工程图纸以及灾区现场侦查的数据等信息来针对性地制定救援抢险方案。如果矿井事故发生之后，指挥部想要在短时间内救出受困人员，可能会由于忽略了某些客观条件，而做出不符合实际情况的救援方案，不仅不能快速救出受困人员，还有可能增加人员伤亡。
4矿山应急救援工作中的常见问题的解决方法
4.1利用人工智能加强矿山应急救援队伍的日常管理
利用人工智能技术，可以创建专门的应急救援管理信息系统，进而对矿山应急救援队伍进行日常管理。首先，应急救援管理信息系统可以对应急救援队伍结构进行分析，然后采取相应的优化和调整措施，提升应急救援队伍结构的科学合理性。其次，应急救援管理信息系统可以对应急救援人员的日常训练计划进行分析，评估应急救援人员的日常训练情况，并以此为基础优化和改进应急救援人员的训练计划。再次，应急救援管理信息系统可以对以往真实发生的矿山灾害事故进行统计分析，并将其整理成应急救援档案，为应急救援人员开展相关应急救援工作提供参考。最后，应急救援管理信息系统还可以进行应急救援工作日志的自动化生成，为接下来应急救援工作计划的制定打好基础。同时，还对应急救援人员的现有技术装备进行分析，并给出具体的装备升级计划以及维护保养计划。
4.2利用人工智能进行智能化模拟训练
矿山应急救援工作的开展具有一定的专业性与特殊性。一旦发生矿山灾害事故，灾区的环境将表现出能见度低、温度高、湿度高以及有毒气体浓度高等特点。为了保证矿山应急救援工作的高效开展，在对应急救援队伍进行训练的时候，就必须要对这样的环境进行模拟，提高应急救援人员对这种环境的适应能力。只有这样，应急救援人员才能够在真实的灾区环境中，做好生理方面和心理方面的准备，快速投入到救援抢险活动当中。而人工智能技术的应用，就可以通过智能化模拟训练，进行逼真灾区环境的模拟，让应急救援人员在模拟的火灾现场、爆炸现场以及矿井下突水、冒顶事故威胁的环境中展开训练。同时，人工智能技术还可以对受训人员的生理状态和心理状态进行动态、连续的监控，预测复杂环境对受训人员救援抢险工作的影响程度，并给出针对性的训练方案。
4.3利用人工智能对应急救援队伍的战斗力进行智能化分析
利用人工智能技术和大数据技术，可以对矿山应急救援队伍的实际作战能力进行准确的评估，并给出量化的评估结果，了解整个应急救援队伍以及队伍中每一位成员在应急救援工作中的优势与劣势。以此为基础开展以下工作，可以获得事半功倍的效果。首先，可以制定针对性的应急救援工作计划，并明确每一位参与人员的工作任务与工作职责。其次，可以根据矿山灾害对于应急救援工作的实际需求，智能化地挑选参与应急救援工作的人员。再次，针对应急救援能力的评估，可以在信息系统中录入应急救援人员的日常考核数据，然后利用系统的大数据对比功能，准确评估应急救援人员参与救援抢险活动的能力。最后，可以对应急救援队伍开展精细化管理。即救援大队可以利用互联网平台或者智能手机终端发布训练任务，然后救援中队和救援小队根据实际情况实施训练计划，并做好训练结果的及时反馈。救援大队实时跟进训练任务的完成情况，就可以有效了解应急救援队伍的实际应急救援水平，进而对其进行精细化管理。
4.4利用人工智能对灾区环境进行侦查
在矿井下火灾事故或者爆炸事故发生之后，不仅整个矿井下的设施和巷道会遭到严重的破坏，就连整个灾区环境，也会产生大量的有毒有害气体。使用人工智能机器人，就可以直接由机器人携带各种传感器和救援设备，快速进入灾区环境中，开展灾区环境气体的采样、检测与分析工作，不仅可以保障应急救援人员的生命安全，还可以提高灾区侦查工作效率。尤其是在高温环境、浓烟环境、黑暗环境、有毒有害气体浓度过高环境、冒顶环境中，人工智能机器人可以直接携带各种传感设备、探测设备以及人力所不能携带的救援设备，深入到灾区环境中进行侦查、分析和判断，从而在减少人员伤亡和财产损失的情况下，为矿井指挥部制定科学合理的救援抢险方案提供支持。而且，在矿山灾害发生后，人工智能技术还可以对灾害现场进行连续、动态的监测与监视，并对灾区的危险性进行评估判断。
4.5利用人工智能辅助救灾指挥决策的制定
在矿山应急救援工作中，人工智能技术的应用，还可以直接利用大数据技术对灾区环境的各类数据进行分析，对应急救援人员的实战能力进行评估，进而为指挥部制定出科学合理的救援抢险方案提供支持。应用人工智能技术，对灾区环境进行客观、全面、快速的侦查，将侦查数据实时传输到指挥部，并客观评估应急救援人员的战斗力，如此，指挥部就可以在第一时间安排最合适的应急救援人员开展救援抢险工作。与此同时，人工智能技术还可以对应急救援人员在灾区的行动路线进行实时监控，并给出及时、科学、有针对性的救援抢险决策。
例如，当矿井下发生矿难事故之后，矿山应急救援队伍的主要工作就是对井下受困人员进行抢救。如果出现矿井冒顶坍塌、水淹等问题，应急救援人员将很难利用常规手段找到受困人员的具体位置。此时，就可以利用人工方法来对受困人员进行精准定位。即利用无人机或者人工智能机器人搭载导航系统，寻找受困人员，并进行定位。当确定了受困人员的具体位置之后，就可以高质量的开展救援抢险工作。首先，人工智能机器人的应用，可以在搜索受困人员的同时，将搜寻过程中的灾区环境以视频的方式呈现在指挥部面前，让指挥部直观地了解灾区环境内的道路拥堵情况和受困人员的实际情况，并快速制定出科学合理的救援抢险决策。其次，人工智能机器人搭载的光学、声音以及气体等应用载荷，还可以在灾区环境中对灾区环境的温度、湿度、有毒有害气体浓度等指标进行检测，评估灾区环境的危险度。与此同时，还可以直接将防毒面具、氧气、水、食物以及救生设备等，先应急救援人员一步运送至受困人员面前，为应急救援人员到达现场，将受困人员带到安全区域争取更多的时间。最后，人工智能机器人还可以代替人力，对长期停用的封闭式巷道进行定期观察，排除其发生事故的可能。
5结语
综上所述，人工智能的应用，在加强矿山应急救援队伍的日常管理、智能化模拟训练、智能化分析应急救援队伍的战斗力、灾区环境侦查、辅助救灾指挥决策的制定等方面表现出了非常突出的优势。在矿山应急救援工作中，人工智能的应用是必然趋势。在矿山生产环境日益复杂的形势下，矿山灾害事故对于应急救援工作的需求也越来越多样化。要想将人工智能的应用优势充分发挥出来，还需要相关人士继续深入探索人工智能的应用潜力，创新人工智能的应用形式。
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