矿井水害已是与瓦斯突出、煤尘爆炸共同列为矿井生产建设过程三大主要灾害,一旦发生可能造成巨大的人员伤亡。虽然国内外提出了一些有效的矿井水害防治理论,但随着地下开采强度和深度的不断增加,岩溶水压力、地应力的逐渐增高、开采扰动逐渐强烈等因素会持续增加矿井水害发生的可能性。在矿井水害事故发生后,快速有效的应急疏散会在较大程度上减少水害事故造成的损失,为井下人员的生命安全提供有力保障。已有矿井水害应急疏散方法考虑了水流对人员逃生的影响,可基于巷道突水蔓延模型计算结果规划避水灾路径。经过进一步研究发现,巷道突水蔓延模型的时空数据结果将引起巷道网络的权值随时间改变,矿井水害应急疏散的基础理论模型将从静态网络最短路径问题转换成时变网络最短路径问题,而使用传统的最短路径算法无法保证在时变网络最短路径问题中求得最优解。另一方面,目前以人员定位系统为代表的矿井安全避险系统的监测感知能力越来越强,可提供大量的井下监测数据给应急指挥部作为参考,但目前缺少一个信息化、智能化、一体化的矿井水害应急疏散系统来进行数据集成、理论分析,为应急指挥部提供辅助决策关键信息。因此进一步研究矿井水害应急疏散优化方法与系统具有重要的意义。本文从矿井水害应急疏散的角度出发,首先优化矿井水害应急疏散问题的基础模型,将巷道网络、巷道突水蔓延模型、安全监控系统和井下人员定位系统的数据进行了耦合;其次优化应急疏散路径规划问题的路径规划理论,提出了基于时变网络的应急疏散路径规划理论及其并行策略。最后,基于上述研究成果,设计和实现了基于云平台矿井水害应急疏散系统。主要的研究内容如下:（1）多源数据耦合技术研究从巷道网络建模出发,基于导线点构建基础的三维巷道模型。研究融入巷道坡度、巷道类型、巷道标高等不同因素作为边的权值反映应急疏散范畴下的巷道距离当量。研究巷道突水蔓延过程中水流对人员逃生速度影响,考虑通行时间作为边的权值反映巷道通行时间当量。分析安全监控系统数据库通用设计,研究安全监控系统的数据集成方案,以有害气体超限为条件判断巷道网络顶点间的可通行性。分析井下人员定位系统数据库通用设计,研究井下人员定位系统的数据集成方案,研究获得当前人员位置数据方法。（2）应急疏散时变网络路径规划研究分析矿井水害应急疏散相关决策中涉及到路径规划的问题,具体研究以下三个时变网络路径规划算法:（1）针对搜索以通行时间最短为目标的逃生路径问题,研究在时变网络中,给定起点及出发时间搜索最早到达路径及沿途的各顶点到达时间和等待时间,提出了时变网络最早到达路径算法;（2）针对快速分析受水害影响人员问题,研究在时变网络中,给定终点的截止时间,计算其它顶点的可在截止时间前到达终点的最晚出发路径与最晚出发时间,提出了时变网络最晚出发路径算法;（3）针对搜索可安全到达人员被困位置的救援路径问题,研究在时变网络中,给定起点、出发时间和相关属性约束,快速搜索一条多约束条件下的可行路径,提出了时变网络启发式搜索路径算法。（3）时变网络路径规划并行优化研究为了提高时变网络路径规划相关理论的计算效率,满足实际应用的实时性需求,研究时变网络路径规划并行优化策略。分析时间离散区间、巷道网络的平均度在时变网络路径规划算法中的并行性质。研究使用顶点-超边网络增加巷道网络的平均度。提出了基于时间分割、基于相邻顶点分割、基于顶点-超边网络相邻顶点分割的三种并行优化策略。研究并行算法运行在不同并行线程数上的最优方案。实验结果表明,使用基于顶点-超边网络相邻顶点分割的并行优化策略,并发线程数与巷道网络的平均度相一致的情况下,时变网络路径规划算法加速效率最好。（4）基于云平台的系统设计与应用目前矿井突水应急疏散系统仍未到达信息化、智能化、一体化的发展,缺少快速有效集成井下各安全监控数据、可进行矿井水害应急疏散相关辅助决策的系统平台。基于云计算技术的特点,设计和开发了矿井水害应急疏散系统-Cloud EE-MWI,分为信息层、计算层和可视化层。在信息层,基于多源数据耦合技术,实现了巷道网络、突水蔓延模型、井下人员定位系统和安全监控系统的数据集成;在计算层,基于时变网络的应急疏散路径规划理论及其并行策略进行建议撤离人员分析、避水灾路径分析、被困地点分析和生存条件分析;在可视化层,将监测数据与分析结果在Web端可视化,为应急指挥部提供直观的应急疏散辅助决策。系统在山西大同一个煤矿开展了应用,提高了企业的矿井水害应急疏散响应能力。