CN110619457A - 一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法及系统 - Google Patents

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CN110619457A CN201910806995.3A CN201910806995A CN110619457A CN 110619457 A CN110619457 A CN 110619457A CN 201910806995 A CN201910806995 A CN 201910806995A CN 110619457 A CN110619457 A CN 110619457A
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safety situation
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gas monitoring
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王李管
池秀文
叶海旺
吴亚辉
王其洲
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Abstract

本发明公开了一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法及系统，属于矿井安全技术领域，解决了现有技术中传感器的布设依靠经验、具有盲目性的问题。一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法，包括以下步骤：确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。实现了更为合理、有效的监测传感器的布设。

Description

一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法及系统
技术领域
本发明涉及矿井安全技术领域，尤其是涉及一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法及系统。
背景技术
矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础，据统计，目前社会生产所需的80％左右的原材料、95％左右的能源、70％左右的农业生产资料、30％以上的饮用水来自矿产资源。因此，矿产在很大程度上决定着社会生产力的发展水平和社会变迁。
地下金属矿作业空间受限，作业环境恶劣，生产过程中产生的灾害气体种类繁多，不易扩散，且地下开采过程一般是多个中段或分段同时进行，使得灾害气体监测系统中必须具有数量众多的传感器，才能完成地下金属矿山的实时监测任务。目前，地下金属矿灾害气体监测的众多传感器布设主要依靠经验，灾害气体传感器布设位置的确定具有盲目性，传感器监测结果不能为矿井生产过程提供有效信息，无法反映矿井灾害气体浓度的真实状况，造成传感器资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种矿井灾害气体监测传感器布设方法及系统。
一方面，本发明提供了一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法，包括以下步骤：
确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
进一步地，根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括：以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
进一步地，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的权重向量，具体包括：将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量。
进一步地，所述确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括：
根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值。
另一方面，本发明提供了一种基于安全态势评估的监测传感器布设系统，包括监测区域安全态势评估指标确定模块、安全态势评估指标权重向量获取模块、安全态势模糊综合评估矩阵构建模块和监测传感器分布确定模块；
所述监测区域安全态势评估指标确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
所述安全态势评估指标权重向量获取模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
监测传感器分布确定模块，用于根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
进一步地，所述安全态势评估指标权重向量获取模块包括比较判断矩阵构建模块，所述比较判断矩阵构建模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括，
以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
进一步地，所述安全态势评估指标权重向量获取模块，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量，具体包括，
将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量。
进一步地，所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块包括隶属度确定模块，所述隶属度确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括，根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量；实现了更为合理、有效的监测传感器的布设，从而提高了灾害气体监测与预警的合理性、有效性和可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的基于安全态势评估的监测传感器布设方法的流程示意图；
图2是本发明实施例2所述的矿井灾害气体监测区域安全评估指标体系架构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供了一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法，所述方法的流程示意图，如图1所述，所述方法包括以下步骤：
确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
具体实施时，根据矿井工程布局、通风及作业人员分布情况等确定矿井灾害气体监测区域，分析影响矿井灾害气体监测区域安全态势评估指标(即，各类因素)，根据所述矿井灾害气体监测区域安全态势评估指标可建立矿井灾害气体监测区域安全评估指标体系，该体系中包括目标层、因素层和因子层3个层级，所述目标层就是目标矿井，因素层为矿井的灾害气体监测区域，因子层为监测区域中对应的安全态势评估指标；
优选的，根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括：以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
优选的，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的权重向量，具体包括：将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量
优选的，所述确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括：
根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值；上述三个隶属函数分别适用于偏小型、中间型及偏大型的安全态势评估指标。
具体实施时，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵，
其中，Ri为第i个监测区域的安全态势模糊综合评估矩阵，H(ij)I为该监测区域内第j个安全态势评估指标(因子)的I级威胁(较弱威胁)隶属度，H(ij)II为该监测区域内第j个安全态势评估指标(因子)的II级威胁(一般威胁)隶属度，H(ij)III为该监测区域内第j个安全态势评估指标(因子)的III级威胁(较强威胁)隶属度；
不妨设第i个监测区域的各安全态势评估指标的权重向量为Ai，则该监测区域的安全态势评价向量为Bi＝Ai·Ri，即为矿井灾害气体监测区域安全态势的一级模糊综合评判，该向量为1×3向量，获取该向量中最大值位置对应的威胁级别，即为该第i个监测区域的威胁级别，得到所有监测区域的威胁级别后，在传感器数量一定的条件下，根据各监测区域威胁级别的高低，确定各监测区域布设传感器数量的多少。
一个具体实施例中，可利用公式(1)～(3)获取因素层(各监测区域)的权重向量A，此时uij含义为目标层(目标矿井)内，第i个监测区域与第j个监测区域的相对重要性，通过一级模糊综合评估结果得到模糊综合评估矩阵R；从而得到各监测区域的评价向量B＝A·R，即为矿井灾害气体监测区域安全态势的二级模糊综合评判，该向量为1×3向量，获取该向量中最大值位置对应的威胁级别，即为该目标矿井的威胁级别；
具体实施时，一个矿井所有的传感器数量一定，监控区域的威胁级别越高，布设传感器的数量越多；例如，一个矿井包括五个监控区域，威胁级别分为III级威胁，II级威胁，I级威胁，I级威胁，I级威胁，而矿井内总的传感器数量为100，则五个监控区域布设传感器的数量分别为50、20、10、10、10。
实施例2
本发明实施例提供了一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法，以某一地下铜矿的灾害气体浓度监测为例；某铜矿根据矿井通风条件及现场情况需要，准备对人员出入较多的区域进行一氧化碳气体浓度的监测，主要监测目标区域包括1130m水平中段回风巷、1130m水平中段人员休息硐室、1130m水平中段独头掘进巷道、1200m水平中段1#采场、1200m水平中段回风巷；
即确定的矿井灾害气体监测区域包括1130m水平中段回风巷、1130m水平中段人员休息硐室、1130m水平中段独头掘进巷道、1200m水平中段1#采场、1200m水平中段回风巷；
可建立矿井灾害气体监测区域安全评估指标体系，如图2所示，为矿井灾害气体监测区域安全评估指标体系架构示意图；该体系中包括从左到右依次是目标层、因素层和因子层，因素层为矿井的灾害气体监测区域，如1130m水平中段回风巷、1130m水平中段人员休息硐室等，因子层为监测区域中对应的安全态势评估指标，如风速情况、通风情况等；在该层次结构中右边一层元素直接影响对应的左边一层元素，右边一层元素对其相关的左边一层元素的影响大小就是该右边一层元素对其相关左边一层元素的权重；
在矿井灾害气体监测区域安全态势评估指标体系中，定量化与定性化因素同时存在，并且相互影响，通过层次分析法建立综合评估指标体系后，需对体系中各因素进行量化处理，监测目标的评估结果划分为3个级别：较强威胁、中等威胁和较弱威胁，分别用I、II和III进行表示，根据生产实际情况，可确定图2中，16项因子对监测目标安全态势影响的界限值，由于每种因子所表示的物理意义不尽相同，在进行模糊综合评估之前，需要对安全态势评估指标进行量化，得到安全态势评估指标量化表，如表1所示；
表1
需要说明的是，每个目标矿井的安全态势评估指标量化表不尽相同；利用公式(1)得到每个监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵，例如，1130m中段回风巷的安全态势评估指标有三个，即风速影响、通风状况、有轨设备影响，为得到1130m中段回风巷的安全态势评估指标的比较判断矩阵，需要得到风速影响、通风状况、有轨设备影响的相对重要性，取值一般为整数1～9或其倒数；
通过公式(2)、(3)得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量Ai，可利用公式(1)～(3)获取因素层(各监测区域)的权重向量A，由此得到安全态势评估指标权重值分配表，如表2所示；
表2
需要说明的是，上表2中0.42、0.45、0.13分别为A1向量中的第1～3个值，其他数值依次类推；0.16、0.13、0.23、0.32、0.16是A向量中的第1～5个值；
根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；表3为评估指标分级标准表；
表3
需要说明的是，表1中文字描述的因子均为离散型定性评估指标，利用德菲尔法确定确定的离散型评估指标隶属度取值表，如表4所示；
表4
由表1和表3可以得到因子层各安全态势评估指标的威胁级别，结合表4，可以得到所有安全态势评估指标中的离散型评估指标隶属度。
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值，即表1中的数字；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值；
1130m水平中段回风巷的安全态势模糊综合评估矩阵为：
需要说明是的，该矩阵中第一行是可以通过H1(x)、H2(x)或H3(x)计算得到的，第二行及第三行可由表4得到；
由表2可知，1130m水平中段回风巷的权重向量为：
A1＝(0.42,0.45,0.13)
从而得到对应的安全态势评价向量为：
B1＝A1·R1＝(0.691,0282,0.037)
1130m水平中段独头掘进巷道的安全态势模糊综合评估矩阵为：
由表2可知，其权重向量为：
A2＝(0.450,0.320,0.230)
从而得到对应的安全态势评价向量为：
B2＝A2·R2＝(0.268,0.650,0.082)
1130m水平中段人员休息硐室的安全态势模糊综合评估矩阵为：
由表2可知，其权重向量为：
A3＝(0.22,0.46,0.32)
从而对应的安全态势评价向量为：
B3＝A3·R3＝(0.078,0.372,0.550)
1200m水平中段1#采场的安全态势模糊综合评估矩阵为：
由表2可知，其权重向量为：
A4＝(0.32,0.28,0.18,0.22)
从而对应的安全态势评价向量为：
B4＝A4·R4＝(0.175,0.420,0.405)
1200m水平中段回风巷的安全态势模糊综合评估矩阵为：
由表2可知，其权重向量为：
A5＝(0.42,0.45,0.13)
从而得到对应的安全态势评价向量为：
B5＝A5·R5＝(0.441,0.247,0.312)
由B1～B5分别得到1130m水平中段回风巷、1130m水平中段人员休息硐室、1130m水平中段独头掘进巷道、1200m水平中段1#采场、1200m水平中段回风巷的威胁级别；
根据得到的安全态势评价向量可知，矿井各灾害气体监测区域的优先级从高到低排序为：1130m水平中段人员休息硐室(III级威胁)、1130m水平中段独头掘进巷道(II级威胁)、1200m水平中段1#采场(I级威胁)、1200m水平中段回风巷(I级威胁)、1130m水平中段回风巷(I级威胁)，并据此确定灾害气体监测的重点区域，以及传感器布设的优先级；例如，矿井内总的传感器数量为100，则五个监控区域布设为传感器的数量依次分别为50、20、10、10、10。
通过一级模糊综合评估结果可得到二级模糊综合评估矩阵R，即将为B1～B5组成评估矩阵，
其权重向量为：
A＝(0.16,0.13,0.23,0.32,0.16)
从而得到各监测区域的评价向量(二级综合评价向量)为：
B＝A·R＝(0.2899,0.3891,0.3210)
由二级综合评价向量可知，0.3891为B中的最大值，从而得到有毒有害气体对该矿山的安全威胁较大，该矿井整体安全态势一般，处于中等威胁级别，故需要根据上述对各个监控区域的安全态势评价向量，合理分配传感器资源，确保对矿井有毒有害气体浓度监测的准确性和有效性。
实施例3
本发明实施例提供了一种基于安全态势评估的监测传感器布设系统，包括监测区域安全态势评估指标确定模块、安全态势评估指标权重向量获取模块、安全态势模糊综合评估矩阵构建模块和监测传感器分布确定模块；
所述监测区域安全态势评估指标确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
所述安全态势评估指标权重向量获取模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
监测传感器分布确定模块，用于根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
优选的，所述安全态势评估指标权重向量获取模块包括比较判断矩阵构建模块，所述比较判断矩阵构建模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括，
以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
优选的，所述安全态势评估指标权重向量获取模块，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量，具体包括，
将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量。
优选的，所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块包括隶属度确定模块，所述隶属度确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括，根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值。
本发明公开了一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法及系统，通过确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量；实现了更为合理、有效的监测传感器的布设；通过对矿井多区域的安全态势评估，为矿井多区域灾害气体监测的传感器合理分配提供了依据，提高了灾害气体监测与预警的合理性、有效性和可靠性。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于安全态势评估的监测传感器布设方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
根据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
2.根据权利要求1所述的基于安全态势评估的监测传感器布设方法，其特征在于，根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括：以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
3.根据权利要求2所述的基于安全态势评估的监测传感器布设方法，其特征在于，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的权重向量，具体包括：将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量。
4.根据权利要求1所述的基于安全态势评估的监测传感器布设方法，其特征在于，所述确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括：
根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值。
5.一种基于安全态势评估的监测传感器布设系统，其特征在于，包括监测区域安全态势评估指标确定模块、安全态势评估指标权重向量获取模块、安全态势模糊综合评估矩阵构建模块和监测传感器分布确定模块；
所述监测区域安全态势评估指标确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域以及矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标；
所述安全态势评估指标权重向量获取模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量；
所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，根据各安全态势评估指标的隶属度，构建安全态势模糊综合评估矩阵；
监测传感器分布确定模块，用于据所述安全态势评估指标的权重向量及安全态势模糊综合评估矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量，根据所述矿井灾害气体监测区域的安全态势评价向量中各元素的大小，确定矿井灾害气体监测区域对应的威胁级别，并根据所述威胁级别确定在矿井灾害气体监测区域内监测传感器的布设数量。
6.根据权利要求5所述的基于安全态势评估的监测传感器布设系统，其特征在于，所述安全态势评估指标权重向量获取模块包括比较判断矩阵构建模块，所述比较判断矩阵构建模块，用于根据各安全态势评估指标之间的相对重要性，建立安全态势评估指标的比较判断矩阵，具体包括，
以uij来表示同一监测区域内，第i个安全态势评估指标与第j个安全态势评估指标的相对重要性，则该监测区域内的安全态势评估指标的比较判断矩阵
其中，uii＝1，uij＝1/uji，uij的取值为整数1～9或其倒数，n为该监测区域内的安全态势评估指标的总个数。
7.根据权利要求6所述的基于安全态势评估的监测传感器布设系统，其特征在于，所述安全态势评估指标权重向量获取模块，根据所述比较判断矩阵，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量，具体包括，
将所述比较判断矩阵的列向量进行归一化处理，得到
将按行进行求和，得到
将进行归一化处理，得到矿井灾害气体监测区域的安全态势评估指标的权重向量。
8.根据权利要求7所述的基于安全态势评估的监测传感器布设系统，其特征在于，所述安全态势模糊综合评估矩阵构建模块包括隶属度确定模块，所述隶属度确定模块，用于确定矿井灾害气体监测区域的各安全态势评估指标的隶属度，具体包括，根据德菲尔法确定所有安全态势评估指标中的各离散型定性评估指标的隶属度；
利用隶属函数
或
确定所有安全态势评估指标中的各连续型定量评估指标的隶属度，其中，x为连续型定量评估指标标准化后的值；a1,a2和a3分别为连续型定量评估指标对矿井灾害气体监测区域安全态势评估级别的贡献值。
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