[发明专利]一种尾矿库安全风险分级预警方法

说明书

本发明公开了一种尾矿库安全风险分级预警方法，涉及尾矿库运行状态评估技术领域。本发明包括以下步骤：S1：构建尾矿库评价指标体系；根据尾矿库现状，确定影响尾矿库安全和环境的指标因素；S2：进行数据预处理；S3：基于熵权法确定各指标因素的权重；S4：计算各数据点的风险综合评分；S5：采用Kmeans++算法对各样本综合得分进行分级。本发明操作简便，采用熵权法确定各指标因素的权重，然后确定各数据点的综合评分，基于Kmeans++算法对各数据点的综合评分进行评价，确定各数据点的安全风险等级，能够有效地对尾矿库的安全风险进行预警。

技术领域

本发明涉及尾矿库运行状态评估技术领域，特别涉及一种尾矿库安全风险分级预警方法。

背景技术

尾矿库是矿山选矿厂生产中必不可少的组成部分，同时也是重大的危险源，其尾矿通常含有重金属、化学物质等有害物质，一旦发生溃坝将造成重大损失，严重影响当地的环境及人的生命和财产安全。近年来，因尾矿库事故引起的环境污染、人员伤亡、财产损失事件时有发生，尤其是2008年9月8日发生的襄汾尾矿库溃坝事故，造成277人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失达9619万元。我国尾矿库总体上呈现基数大、安全监管难度高的特点，尾矿库安全风险评估的重要性日益凸显。因此，对尾矿库各个时刻记录样本进行实时风险分级，对于尾矿库事故预防及控制具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尾矿库安全风险分级预警方法，采用熵权法确定各指标因素的权重，然后确定各数据点的综合评分，基于Kmeans++算法对各数据点的综合评分进行评价，确定各数据点的安全风险等级，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种尾矿库安全风险分级预警方法，以实时采集的化学需氧量COD、氢离子浓度指数PH、环境空气中空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物PM10、环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物PM2.5，环境空气中空气动力学当量直径小于等于100微米的颗粒物TSP，库水位相对值、断面浸润线、电导率、表面位移、雨量为样本数据，包括以下步骤：

S1：构建尾矿库评价指标体系；根据尾矿库现状，确定影响尾矿库安全和环境的指标因素；

S2：进行数据预处理；

S3：基于熵权法确定各指标因素的权重；

S4：计算各数据点的风险综合评分；

S5：采用Kmeans++算法对各样本综合得分进行分级。

进一步地，所述步骤S2中，进行数据预处理的具体步骤如下：

首先，将缺失率高于80％的数据特征删除，对其余缺失的数据以本指标中位数进行填充；其次，对数据进行相关性分析，采用皮尔逊相关系数来反映指标之间的相关程度，其公式如下：

其中，cov(X,Y)表示指标X和指标Y的协方差，σ_X，σ_Y分别表示指标X和指标Y的标准差，相关系数r_X,Y取值区间在-1到1之间，r_X,Y＝1表示指标X和指标Y完全线性相关，r_X,Y＝-1表示指标X和指标Y完全负相关，r＝0则表示指标X和指标Y之间不存在相关性。

进一步地，所述步骤S3中，确定各指标权重的具体步骤如下：

(a)对m个评价对象，n个评价指标，令x_ij为第i个评价对象的第j个评价指标的评价得分(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)，

(b)异质指标归一化处理：对极大型指标、中间性指标和极小型指标分别进行归一化处理，获取对应评价指标的评价得分，如公式(2)、公式(3)和公式(4)所示；