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★王興庭山西天地煤機裝備有限公司

1　背景

為推進我國安全管理體系及能力現(xiàn)代化，習近平總書記提出“要適應科技信息化發(fā)展大勢，以信息化推進應急管理現(xiàn)代化，提高監(jiān)測預警能力、監(jiān)管執(zhí)法能力”。

山西是能源大省，歷來重視安全監(jiān)管信息化建設工作，2020年山西省人民政府辦公廳就下發(fā)了《關于進一步加強安全生產(chǎn)監(jiān)管能力建設的意見》（晉政辦發(fā)〔2020〕107號），提出了“積極利用現(xiàn)代信息技術發(fā)展成果，建立覆蓋全省各級、各部門、各類生產(chǎn)經(jīng)營單位的安全生產(chǎn)管理、部門監(jiān)管執(zhí)法和綜合監(jiān)管信息平臺，提高安全監(jiān)管信息化科學化水平，實現(xiàn)‘智慧’監(jiān)管”。我國《安全生產(chǎn)法》也對安全監(jiān)管部門提出了信息化監(jiān)管的要求，“通過推行網(wǎng)上安全信息采集、安全監(jiān)管和監(jiān)測預警，提升監(jiān)管的精準化、智能化水平”。煤礦是我省工業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分，構建集理論、方法、技術和裝備于一體的煤礦安全雙重預防系統(tǒng)是企業(yè)主要負責人的法律職責和任務，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。當前山西省安全生產(chǎn)形勢不容樂觀，涉危企業(yè)多，重大危險源分布廣，企業(yè)安全管理水平相對落后，安全監(jiān)管力量明顯不足。因此，構建煤礦安全雙重預防系統(tǒng)，是在貫徹國家政策的要求，也是在極大地滿足煤礦安全生產(chǎn)的要求。

2　煤礦安全雙重預防系統(tǒng)建設

2.1　系統(tǒng)目標

煤礦是山西省工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，占全國產(chǎn)量的1/4，因其生產(chǎn)過程的高危險性和復雜性引起了社會廣泛關注。在這種情況下，為滿足政府單位及各大煤企公司安全部門的監(jiān)管需求，同時為保障煤礦生產(chǎn)安全穩(wěn)定進行，構建煤礦安全雙重預防系統(tǒng)勢在必行。

煤礦安全雙重預防系統(tǒng)針對當前安全生產(chǎn)事故突出的問題，強調安全生產(chǎn)的關口前移，從傳統(tǒng)的隱患排查環(huán)節(jié)提前至先將安全風險分級，制定管控。安全生產(chǎn)要強化風險意識，需對生產(chǎn)的全過程進行風險管控，防范安全風險及隱患未及時管控和未被發(fā)現(xiàn)演變成事故。其目的就是要斬斷生產(chǎn)過程的危險源到事故發(fā)生的傳遞途徑，形成安全風險分級管控及隱患排查治理相結合的安全風險監(jiān)管及預防體系。

2.2　系統(tǒng)架構設計

煤礦安全雙重預防系統(tǒng)的總體架構分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)管理層、應用服務層、系統(tǒng)展示層，其系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 煤礦安全雙重預防系統(tǒng)架構圖

基礎設施層：搭建系統(tǒng)必要的網(wǎng)絡環(huán)境、數(shù)據(jù)平臺、可視化組件、終端設備等。

數(shù)據(jù)管理層：是煤礦安全雙重預防系統(tǒng)架構中的基礎，包含數(shù)據(jù)采集和預處理、傳輸、管理等，通過現(xiàn)代信息技術，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、數(shù)據(jù)中臺技術，為系統(tǒng)功能模塊提供數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)采集主要采集煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中的安全類信息數(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)安全專項檢查、常規(guī)檢查中辨識出的風險，資料數(shù)據(jù)是通過查閱煤礦安全法律法規(guī)、標準規(guī)范、作業(yè)和操作規(guī)程等各種資料得到的數(shù)據(jù)，然后通過系統(tǒng)I/O端將采集到的數(shù)據(jù)輸入進終端設備，或通過物聯(lián)網(wǎng)技術連接不同煤礦生產(chǎn)區(qū)的物理設備。采集到的各類數(shù)據(jù)存在非結構化、數(shù)據(jù)錯誤、缺失等問題影響了數(shù)據(jù)分析結果，通過對安全數(shù)據(jù)清洗和預處理，抽取有效性數(shù)據(jù)，最終構建系統(tǒng)可用的數(shù)據(jù)集，形成安全生產(chǎn)風險數(shù)據(jù)庫、風險責任清單與風險措施清單。

應用服務層：主要是面向服務，是煤礦安全雙重預防系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)為工作人員提供風險管控與隱患排查相應的操作功能，以及系統(tǒng)的常規(guī)管理功能。依托基礎設施層，基于高內聚低耦合原則，將安全風險分級管控、隱患排查治理、不安全行為管理等應用集于一體的煤礦安全雙重預防系統(tǒng)。應用服務層為系統(tǒng)展示層提供各類接口，依據(jù)工作人員前端的不同請求，通過各類組件訪問數(shù)據(jù)庫，實現(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、移動端APP、可視化大屏展示。服務端通過監(jiān)測不同的端口給瀏覽器、移動端App、可視化大屏提供無差別數(shù)據(jù)展示及業(yè)務功能，工作人員可以隨時辦公，且可視化大屏可為領導層提供友好直觀的界面服務，方便領導宏觀掌握和辨識煤礦安全風險。

2.3　系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)功能模塊主要針對煤礦企業(yè)的需求分析和雙重預防體系的業(yè)務流程分析進行設計，涵蓋了煤礦安全雙重預防的各項具體工作，包括風險分級管控子系統(tǒng)、隱患排查治理子系統(tǒng)、安全風險統(tǒng)計分析和隱患統(tǒng)計分析模塊和系統(tǒng)管理模塊，各功能模塊下設置多個子功能模塊。系統(tǒng)功能結構如圖2所示。

圖2 煤礦安全雙重預防系統(tǒng)功能模塊圖

（1）風險分級管控子系統(tǒng)。業(yè)務流程是風險辨識-風險分級管理-動態(tài)管控風險。該子系統(tǒng)實現(xiàn)在煤礦安全生產(chǎn)過程中的風險源辨識與評估，對風險進行入庫管理，完善安全生產(chǎn)風險數(shù)據(jù)庫、風險責任清單與風險措施清單，為隱患排查提供標準。其主要功能包括風險點管理、風險管控清單管理、風險動態(tài)管理、檢查項目標準庫管理，同時支持將失控風險、管控不合格風險上報高層并轉入隱患處置功能。

（2）隱患排查治理子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)實現(xiàn)隱患輸入、整改督辦、復查、上報、驗收歸檔、隱患數(shù)據(jù)庫更新的全業(yè)務流程閉環(huán)管理。其主要功能有隱患錄入分派、隱患整改督辦、排查結果上報、隱患審核、整改通知單下達、隱患延期、整改反饋、復查驗收、隱患排查清單管理。

（3）安全風險統(tǒng)計分析和隱患統(tǒng)計分析功能。該模塊用于風險和隱患信息的統(tǒng)計分析并進行可視化展示。將雙重預防系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)：風險隱患地點、類型、整改方式、排查時間、責任部門、隱患致因等類型下進行統(tǒng)計。同時按一定的時間周期劃分，通過折線圖、餅圖、柱狀圖、折線圖等可視化分布圖，展現(xiàn)多類型、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，對已出現(xiàn)的風險隱患進行大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)隱患的預測預警。

（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，主要包含用戶角色管理、用戶授權管理、部門及人員管理、通知公告管理等。

3　系統(tǒng)優(yōu)化方向

雙重預防是一個不斷完善、提升的過程。煤礦中與安全相關的系統(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，當前煤礦的安全透明度就越高，對風險評估、預測預警的準確度也越高。隨著智能化建設的推進，煤礦安全雙重預防系統(tǒng)也將持續(xù)優(yōu)化，要不斷提升系統(tǒng)安全分級、隱患排查、預測預警的準確性，保障系統(tǒng)在智慧礦山行業(yè)內的可推廣性。系統(tǒng)可通過以下技術持續(xù)優(yōu)化：

（1）采用云計算服務平臺提供的基礎設施服務，為用戶提供訪問接口，減少設備購置費。通過云計算擴容性及其運算能力，實現(xiàn)煤礦安全信息實時上傳和存儲，為后續(xù)數(shù)據(jù)計算提供支撐。隨著煤礦安全雙重預防系統(tǒng)的普及，數(shù)據(jù)量將持續(xù)增大，云計算的優(yōu)勢將更加凸顯。

（2）在不同煤礦生產(chǎn)廠區(qū)的物理設備運用物聯(lián)網(wǎng)技術進行互聯(lián)互通，通過5G技術搭建廠區(qū)之間的安全互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)煤礦安全及時預警以及監(jiān)控，實現(xiàn)安全信息實時傳輸，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，采集煤礦安全生產(chǎn)風險點、危險因素、危險因素等級及其管控措施、各個部門和崗位的安全風險管控清單等雙防安全數(shù)據(jù)，建立安全風險等級動態(tài)評價模型；通過建立算法模型進行綜合風險管控預警，如生產(chǎn)設備故障、瓦斯?jié)舛壬摺⒐ぷ魅藛T操作不當?shù)鹊娘L險管控預警；通過AI識別技術將安全生產(chǎn)中的設備運行風險和人員行為風險納入雙重預防體系，如對生產(chǎn)設備故障、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）等進行動態(tài)識別，進一步提升煤礦安全監(jiān)管能力。

4　結論

在國家相關文件的指導下，煤礦企業(yè)分別從風險分級管控與隱患排查治理兩個方面構建安全監(jiān)管體系。本文首先闡述了構建煤礦安全雙重預防系統(tǒng)的必要性，其目的就是要識別生產(chǎn)過程的危險源并根據(jù)危險源等級進行隱患的排查處理，形成安全風險分級管控和隱患排查治理閉環(huán)管理的預防體系。在全面梳理需求后，本文進行了煤礦安全雙重預防系統(tǒng)架構的設計，并實現(xiàn)了系統(tǒng)功能。本系統(tǒng)可應用于省內各煤礦企業(yè)，實現(xiàn)了風險分級管控和隱患排查治理的自動化，以及風險和隱患數(shù)據(jù)統(tǒng)計的可視化，有助于實現(xiàn)企業(yè)人員管控風險及處理隱患，大幅度提升了煤礦安全治理能力。

作者簡介

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

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摘自《自動化博覽》2025年1月刊