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★王興庭山西天地煤機(jī)裝備有限公司

1　背景

為推進(jìn)我國(guó)安全管理體系及能力現(xiàn)代化，習(xí)近平總書(shū)記提出“要適應(yīng)科技信息化發(fā)展大勢(shì)，以信息化推進(jìn)應(yīng)急管理現(xiàn)代化，提高監(jiān)測(cè)預(yù)警能力、監(jiān)管執(zhí)法能力”。

山西是能源大省，歷來(lái)重視安全監(jiān)管信息化建設(shè)工作，2020年山西省人民政府辦公廳就下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)管能力建設(shè)的意見(jiàn)》（晉政辦發(fā)〔2020〕107號(hào)），提出了“積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展成果，建立覆蓋全省各級(jí)、各部門(mén)、各類(lèi)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的安全生產(chǎn)管理、部門(mén)監(jiān)管執(zhí)法和綜合監(jiān)管信息平臺(tái)，提高安全監(jiān)管信息化科學(xué)化水平，實(shí)現(xiàn)‘智慧’監(jiān)管”。我國(guó)《安全生產(chǎn)法》也對(duì)安全監(jiān)管部門(mén)提出了信息化監(jiān)管的要求，“通過(guò)推行網(wǎng)上安全信息采集、安全監(jiān)管和監(jiān)測(cè)預(yù)警，提升監(jiān)管的精準(zhǔn)化、智能化水平”。煤礦是我省工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，構(gòu)建集理論、方法、技術(shù)和裝備于一體的煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)是企業(yè)主要負(fù)責(zé)人的法律職責(zé)和任務(wù)，是保障安全生產(chǎn)的重要手段，也是遏制事故發(fā)生的重要舉措。當(dāng)前山西省安全生產(chǎn)形勢(shì)不容樂(lè)觀，涉危企業(yè)多，重大危險(xiǎn)源分布廣，企業(yè)安全管理水平相對(duì)落后，安全監(jiān)管力量明顯不足。因此，構(gòu)建煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)，是在貫徹國(guó)家政策的要求，也是在極大地滿(mǎn)足煤礦安全生產(chǎn)的要求。

2　煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)建設(shè)

2.1　系統(tǒng)目標(biāo)

煤礦是山西省工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，占全國(guó)產(chǎn)量的1/4，因其生產(chǎn)過(guò)程的高危險(xiǎn)性和復(fù)雜性引起了社會(huì)廣泛關(guān)注。在這種情況下，為滿(mǎn)足政府單位及各大煤企公司安全部門(mén)的監(jiān)管需求，同時(shí)為保障煤礦生產(chǎn)安全穩(wěn)定進(jìn)行，構(gòu)建煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)勢(shì)在必行。

煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)針對(duì)當(dāng)前安全生產(chǎn)事故突出的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)的關(guān)口前移，從傳統(tǒng)的隱患排查環(huán)節(jié)提前至先將安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，制定管控。安全生產(chǎn)要強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，需對(duì)生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，防范安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患未及時(shí)管控和未被發(fā)現(xiàn)演變成事故。其目的就是要斬?cái)嗌a(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)源到事故發(fā)生的傳遞途徑，形成安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及隱患排查治理相結(jié)合的安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管及預(yù)防體系。

2.2　系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用服務(wù)層、系統(tǒng)展示層，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)架構(gòu)圖

基礎(chǔ)設(shè)施層：搭建系統(tǒng)必要的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)平臺(tái)、可視化組件、終端設(shè)備等。

數(shù)據(jù)管理層：是煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)架構(gòu)中的基礎(chǔ)，包含數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理、傳輸、管理等，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)，為系統(tǒng)功能模塊提供數(shù)據(jù)來(lái)源。數(shù)據(jù)采集主要采集煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的安全類(lèi)信息數(shù)據(jù)，主要可分為安全檢查數(shù)據(jù)和資料數(shù)據(jù)。安全檢查數(shù)據(jù)主要包括煤礦企業(yè)安全專(zhuān)項(xiàng)檢查、常規(guī)檢查中辨識(shí)出的風(fēng)險(xiǎn)，資料數(shù)據(jù)是通過(guò)查閱煤礦安全法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、作業(yè)和操作規(guī)程等各種資料得到的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)系統(tǒng)I/O端將采集到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)終端設(shè)備，或通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接不同煤礦生產(chǎn)區(qū)的物理設(shè)備。采集到的各類(lèi)數(shù)據(jù)存在非結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、缺失等問(wèn)題影響了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，通過(guò)對(duì)安全數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，抽取有效性數(shù)據(jù)，最終構(gòu)建系統(tǒng)可用的數(shù)據(jù)集，形成安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任清單與風(fēng)險(xiǎn)措施清單。

應(yīng)用服務(wù)層：主要是面向服務(wù)，是煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)為工作人員提供風(fēng)險(xiǎn)管控與隱患排查相應(yīng)的操作功能，以及系統(tǒng)的常規(guī)管理功能。依托基礎(chǔ)設(shè)施層，基于高內(nèi)聚低耦合原則，將安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理、不安全行為管理等應(yīng)用集于一體的煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)層為系統(tǒng)展示層提供各類(lèi)接口，依據(jù)工作人員前端的不同請(qǐng)求，通過(guò)各類(lèi)組件訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取及加工處理。

系統(tǒng)展示層：根據(jù)接口不同分為瀏覽器、移動(dòng)端APP、可視化大屏展示。服務(wù)端通過(guò)監(jiān)測(cè)不同的端口給瀏覽器、移動(dòng)端App、可視化大屏提供無(wú)差別數(shù)據(jù)展示及業(yè)務(wù)功能，工作人員可以隨時(shí)辦公，且可視化大屏可為領(lǐng)導(dǎo)層提供友好直觀的界面服務(wù)，方便領(lǐng)導(dǎo)宏觀掌握和辨識(shí)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3　系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能模塊主要針對(duì)煤礦企業(yè)的需求分析和雙重預(yù)防體系的業(yè)務(wù)流程分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，涵蓋了煤礦安全雙重預(yù)防的各項(xiàng)具體工作，包括風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控子系統(tǒng)、隱患排查治理子系統(tǒng)、安全風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)分析和隱患統(tǒng)計(jì)分析模塊和系統(tǒng)管理模塊，各功能模塊下設(shè)置多個(gè)子功能模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)功能模塊圖

（1）風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控子系統(tǒng)。業(yè)務(wù)流程是風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)-風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理-動(dòng)態(tài)管控風(fēng)險(xiǎn)。該子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)與評(píng)估，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行入庫(kù)管理，完善安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任清單與風(fēng)險(xiǎn)措施清單，為隱患排查提供標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能包括風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)管控清單管理、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)管理、檢查項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)管理，同時(shí)支持將失控風(fēng)險(xiǎn)、管控不合格風(fēng)險(xiǎn)上報(bào)高層并轉(zhuǎn)入隱患處置功能。

（2）隱患排查治理子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隱患輸入、整改督辦、復(fù)查、上報(bào)、驗(yàn)收歸檔、隱患數(shù)據(jù)庫(kù)更新的全業(yè)務(wù)流程閉環(huán)管理。其主要功能有隱患錄入分派、隱患整改督辦、排查結(jié)果上報(bào)、隱患審核、整改通知單下達(dá)、隱患延期、整改反饋、復(fù)查驗(yàn)收、隱患排查清單管理。

（3）安全風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)分析和隱患統(tǒng)計(jì)分析功能。該模塊用于風(fēng)險(xiǎn)和隱患信息的統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行可視化展示。將雙重預(yù)防系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)：風(fēng)險(xiǎn)隱患地點(diǎn)、類(lèi)型、整改方式、排查時(shí)間、責(zé)任部門(mén)、隱患致因等類(lèi)型下進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)按一定的時(shí)間周期劃分，通過(guò)折線圖、餅圖、柱狀圖、折線圖等可視化分布圖，展現(xiàn)多類(lèi)型、多條件下的數(shù)據(jù)分析，并引入數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析算法，對(duì)已出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)隱患的預(yù)測(cè)預(yù)警。

（4）系統(tǒng)管理模塊。該模塊用于保證系統(tǒng)友好性、可使用性等的輔助功能，主要包含用戶(hù)角色管理、用戶(hù)授權(quán)管理、部門(mén)及人員管理、通知公告管理等。

3　系統(tǒng)優(yōu)化方向

雙重預(yù)防是一個(gè)不斷完善、提升的過(guò)程。煤礦中與安全相關(guān)的系統(tǒng)、數(shù)據(jù)眾多，企業(yè)能夠收集、管理、分析的數(shù)據(jù)越多，當(dāng)前煤礦的安全透明度就越高，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確度也越高。隨著智能化建設(shè)的推進(jìn)，煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)也將持續(xù)優(yōu)化，要不斷提升系統(tǒng)安全分級(jí)、隱患排查、預(yù)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性，保障系統(tǒng)在智慧礦山行業(yè)內(nèi)的可推廣性。系統(tǒng)可通過(guò)以下技術(shù)持續(xù)優(yōu)化：

（1）采用云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)提供的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，為用戶(hù)提供訪問(wèn)接口，減少設(shè)備購(gòu)置費(fèi)。通過(guò)云計(jì)算擴(kuò)容性及其運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)煤礦安全信息實(shí)時(shí)上傳和存儲(chǔ)，為后續(xù)數(shù)據(jù)計(jì)算提供支撐。隨著煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)的普及，數(shù)據(jù)量將持續(xù)增大，云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)將更加凸顯。

（2）在不同煤礦生產(chǎn)廠區(qū)的物理設(shè)備運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)互通，通過(guò)5G技術(shù)搭建廠區(qū)之間的安全互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全及時(shí)預(yù)警以及監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)安全信息實(shí)時(shí)傳輸，節(jié)約了礦井下布線成本。

（3）在數(shù)據(jù)管理層搭建安全數(shù)據(jù)中臺(tái)，采集煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、危險(xiǎn)因素、危險(xiǎn)因素等級(jí)及其管控措施、各個(gè)部門(mén)和崗位的安全風(fēng)險(xiǎn)管控清單等雙防安全數(shù)據(jù)，建立安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型；通過(guò)建立算法模型進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)管控預(yù)警，如生產(chǎn)設(shè)備故障、瓦斯?jié)舛壬摺⒐ぷ魅藛T操作不當(dāng)?shù)鹊娘L(fēng)險(xiǎn)管控預(yù)警；通過(guò)AI識(shí)別技術(shù)將安全生產(chǎn)中的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和人員行為風(fēng)險(xiǎn)納入雙重預(yù)防體系，如對(duì)生產(chǎn)設(shè)備故障、生產(chǎn)環(huán)境突變、工作人員行為異常（未執(zhí)行工作規(guī)章）等進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別，進(jìn)一步提升煤礦安全監(jiān)管能力。

4　結(jié)論

在國(guó)家相關(guān)文件的指導(dǎo)下，煤礦企業(yè)分別從風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理兩個(gè)方面構(gòu)建安全監(jiān)管體系。本文首先闡述了構(gòu)建煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)的必要性，其目的就是要識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)源并根據(jù)危險(xiǎn)源等級(jí)進(jìn)行隱患的排查處理，形成安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理閉環(huán)管理的預(yù)防體系。在全面梳理需求后，本文進(jìn)行了煤礦安全雙重預(yù)防系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能。本系統(tǒng)可應(yīng)用于省內(nèi)各煤礦企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理的自動(dòng)化，以及風(fēng)險(xiǎn)和隱患數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的可視化，有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)人員管控風(fēng)險(xiǎn)及處理隱患，大幅度提升了煤礦安全治理能力。

作者簡(jiǎn)介

王興庭（1992-），男，山西太原人，助理工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于山西天地煤機(jī)裝備有限公司，主要從事煤礦智能化方面的研究。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2025年1月刊