[发明专利]一种基于煤矿安全培训游戏的数据挖掘系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于数据挖掘技术领域, 涉及一种基于煤矿安全培训游戏的数据挖掘系统及方法。

背景技术

随着信息化进程的不断推进，各种信息的数据量急剧增长，如何从越来越多的海量数据中提取有用的数据成为当务之急，数据挖掘技术就是为顺应这种需要应运而生并快速发展起来的数据处理技术。

数据挖掘技术是指从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道但又是潜在有用的数据的过程。

煤矿行业的发展也进入了信息化的进程中，其中包括煤矿安全培训在内的各项煤矿工作、管理和培训信息也不断增加，利用数据挖掘技术从中提取有用的知识并为煤矿各项工作、管理和决策提供相应的决策支持，能有效提高煤矿行业的安全生产水平。

现有煤矿安全培训信息化程度较低，仅仅对安全培训的成绩进行统计分析，缺乏对具体受训人员有针对性的信息采集和行为分析，并缺少对受训人员进行总体分析和评估。在数据挖掘技术方面，现有的关联规则分析算法主要有Apriori算法及其改进方法和基于遗传算法的关联规则分析方法两类;但Apriori类方法需要对数据库进行重复扫描，关联分析效率较低；遗传算法类的关联分析方法因受遗传算法自身特点影响，寻优速度慢且易陷入局部最优，从而无法找到最优解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能为煤矿安全培训提供用户详细的行为分析和评估分析，效率高，寻优速度快的基于煤矿安全培训游戏的数据挖掘系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，

本发明之基于煤矿安全培训游戏的数据挖掘系统，包括一个数据库服务器，一个信息处理工作站与至少一个煤矿安全培训游戏终端计算机，所述数据库服务器、信息处理工作站和煤矿安全培训游戏终端计算机，采用C/S架构；所述煤矿安全培训游戏终端计算机内装有煤矿安全培训游戏软件，通过交换机与数据库服务器和信息处理工作站连接，组成以太网；所述信息处理工作站上安装有数据挖掘软件系统，所述数据挖掘软件系统包括煤矿安全培训游戏数据采集器，煤矿安全领域知识库和煤矿安全培训游戏数据挖掘器。

进一步，所述数据库服务器使用ODBC接口。

进一步，所述煤矿安全培训游戏终端计算机使用COM组件技术进行数据采集。

进一步，所述煤矿安全培训游戏数据挖掘器包含数据源提取模块、数据组合模块和数据挖掘模块；

数据源提取模块：用于从数据采集器采集到的各种数据中提取信息，并创建一组概率断言；

数据组合模块：用于从数据提取模块产生的概率断言中组合一个或多个针对不同目标的组合概率断言；

数据挖掘模块：用于从数据组合模块产生的一个或多个组合概率断言中挖掘导出培训用户的培训状态。

进一步，所述数据库服务器内存储有培训用户的基本信息数据、培训信息数据、培训状态数据。

本发明之基于煤矿安全培训游戏的数据挖掘方法，包括以下步骤：

(1)建立数据库：建立用户信息数据库和游戏信息数据库；

用户信息数据库：根据用户在注册煤矿安全培训信息化系统时登记的信息和用户在使用系统进行培训过程中数据库服务器记录的信息建立包含用户的基本信息（用户编号、用户的姓名、身份证号码、年龄、性别、籍贯、学历、专业、工作情况、从事的工种）和培训信息（培训编号、培训起止时间、培训项目、培训成绩）、能反映用户的个人情况和培训状况的数据库；

游戏信息数据库：根据用户使用培训游戏终端计算机培训上的煤矿安全培训游戏软件进行游戏过程中的各种操作（工具选择操作、作业规范选择操作、安全知识问答选择、操作流程信息）和行为信息，以及游戏的状态信息，建立包含作为用户行为信息和游戏状态信息的数据库，用户行为信息作为关联分析的信息源，游戏状态信息作为用户分类和聚类分析的信息源；

（2）采集游戏数据：根据分析条件，通过信息处理工作站上的数据挖掘采集器，按照指定特征（用户编号、年龄段、学历、专业、工种）从步骤(1)建立的用户信息数据库和游戏信息数据库中分别提取出指定用户或指定游戏的相关用户信息及游戏信息，数据挖掘器上的数据提取模块采用关键词搜索的技术进行提取；将提取到的数据经组合模块进行重组，同时根据数据挖掘操作的条件建立煤矿安全培训游戏的数据模型，并生成便于数据挖掘操作处理的数据单元；