煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫 濤

（中國平煤神馬計(jì)算機(jī)通訊分公司，河南 平頂山 467099）

作為一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，煤礦安全生產(chǎn)的重要性在現(xiàn)代社會(huì)中顯得異常重要。對煤炭企業(yè)而言，除了需要注重安全生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建，生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)管理之外，還需要準(zhǔn)確的掌握企業(yè)生產(chǎn)的各類信息，并對其進(jìn)行綜合而系統(tǒng)、有效的分析和處理，以此為基礎(chǔ)對生產(chǎn)的狀況作出及時(shí)有效的預(yù)測與評價(jià)[1]。尤其在在國民經(jīng)濟(jì)增長預(yù)期的積極推動(dòng)下，我國煤礦企業(yè)的產(chǎn)量在不斷的增加，以此相對應(yīng)，煤礦安全生產(chǎn)的難度也越來越大，這對煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)決策信息的制定將產(chǎn)生極為負(fù)面的后果，使煤礦企業(yè)的快速發(fā)展勢頭得到一定程度的遏制。為此，需要構(gòu)建符合煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的體制，從信息化的角度出發(fā)，提高其參與市場競爭的能力。基于此，本文對煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題進(jìn)行了全面的分析，首先闡述了煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，然后討論了其功能的實(shí)現(xiàn)，最后，從多個(gè)不同的層面，給出了煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)構(gòu)建的若干建議。旨在通過本文的工作，促使更多的煤礦企業(yè)構(gòu)建起有效的綜合信息管理系統(tǒng)，保障煤其安全生產(chǎn)的最終實(shí)現(xiàn)。

1 煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

就管理層面而言，完成基于B/S的系統(tǒng)集成與海量數(shù)據(jù)與信息管理，內(nèi)容包括圍繞地質(zhì)、測量、挖掘、制定、通風(fēng)、安全、機(jī)電、監(jiān)測與控制以及調(diào)度等各個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)組織管理、全面處理以及實(shí)時(shí)分析處理的數(shù)據(jù)共享，同時(shí)給企業(yè)管理層進(jìn)行報(bào)表管理、統(tǒng)計(jì)分析與決策支持等方面工作。在這些工作當(dāng)中，地理信息系統(tǒng)平臺是重中之重，統(tǒng)一存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)工作的核心，而專業(yè)應(yīng)用軟件是進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)管理的主要現(xiàn)代化工具，即生產(chǎn)技術(shù)綜合管理系統(tǒng)是煤炭集團(tuán)管理與決策服務(wù)的系統(tǒng)。管理系統(tǒng)整體架構(gòu)是通過瀏覽器或者服務(wù)器連接客戶端，完成整個(gè)集團(tuán)、多礦井以及多管理層面的數(shù)據(jù)共享和交換傳播[2]。就礦井層面而言，專業(yè)技術(shù)管理系統(tǒng)可以達(dá)到圍繞地測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)共享和交換的目的，基于設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫可以完成不同設(shè)備的選型計(jì)算、設(shè)計(jì)以及優(yōu)化，綜合全面地理信息系統(tǒng)平臺和報(bào)表管理服務(wù)平臺讓地質(zhì)、計(jì)劃、通風(fēng)、挖掘、開拓、機(jī)電以及安全等專業(yè)數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)管理在后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)當(dāng)中，最終完成了專業(yè)應(yīng)用軟件組件式開發(fā)的計(jì)劃。

1.2 安全評價(jià)子系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

所謂安全評價(jià)是指對某一個(gè)具備特定作用的工作系統(tǒng)中以往的或者潛在的危險(xiǎn)及其嚴(yán)重程度而開展的分析和評價(jià)，并且通過等級與概率值等得出定量指標(biāo)，最后按照定量值的大小來確定是否采取預(yù)防或者防護(hù)措施，它的目的是達(dá)到人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的安全工作[3]。該評價(jià)系統(tǒng)消除了以往僅僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與直覺處理問題的不足，從根本上實(shí)現(xiàn)了以預(yù)防事故為核心的現(xiàn)代科學(xué)管理思想。該評價(jià)系統(tǒng)將可行性分析中的安全論證、安全制定、系統(tǒng)防災(zāi)能力的科學(xué)評價(jià)以及系統(tǒng)安全保障系統(tǒng)的建立等方面緊密結(jié)合到一起，最終實(shí)現(xiàn)了預(yù)防事故、制定安全措施以及增強(qiáng)安全管理的目標(biāo)。

1.3 事故預(yù)測

對礦山事故發(fā)生的概率的預(yù)測是指對某種特殊的礦山事故是否會(huì)發(fā)生以及發(fā)生的概率進(jìn)行的預(yù)測，它可以為采取實(shí)際措施防范事故發(fā)生提供科學(xué)依據(jù)。所謂礦山事故發(fā)生趨勢預(yù)測是指按照事故統(tǒng)計(jì)資料對今后事故發(fā)生趨勢展開的宏觀預(yù)測，其內(nèi)容包括：為制定礦山安全管理目標(biāo)、設(shè)計(jì)安全工作規(guī)劃或者做出安全決策提供數(shù)據(jù)支持。而礦山事故的發(fā)生通常受自然環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)條件、人員文化水平以及企業(yè)管理水平等各種因素的影響。很多的統(tǒng)計(jì)資料說明，礦山事故發(fā)生可能性及其影響因素完全是一個(gè)緊密聯(lián)系的系統(tǒng)[4]，同時(shí)這個(gè)系統(tǒng)據(jù)別相對的穩(wěn)定性與連續(xù)性。所以我們可以在統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，全面預(yù)測礦山事故發(fā)生狀況的變化方向。

1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

就人員傷亡事故管理信息系統(tǒng)而言，尚未處理的數(shù)據(jù)量非常大、數(shù)據(jù)類型特別多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、歸類以及統(tǒng)計(jì)等處理要求也很高。而傷亡統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫包含的內(nèi)容也很多，比如死亡事故與重傷事故數(shù)據(jù)表等。因此，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，它的數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)容也很多，比如事故編號、事故發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、事故概況、事故類別以及死亡與重傷人數(shù)等方面[5]。

2 煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 井下給排水

經(jīng)過對井下給水與排水網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑分析與研究，可以為更好設(shè)計(jì)井下給水與排水路徑提供很里輔助決策支持。其中井下給排水是為了對給水路徑進(jìn)行分析、對排水路徑進(jìn)行分析。而給水路徑分析：因?yàn)槊總€(gè)需水點(diǎn)的用水量各不相同，能夠供水的水管有不同的供水約束，按照水量的供需關(guān)系選擇更好的供水管并且可以通過最佳方式為需水點(diǎn)提供路徑。所謂排水路徑分析是指通過尋找最佳開挖排水溝的路徑方式，實(shí)現(xiàn)為排水點(diǎn)找到沿下坡路走的最近的已有排水溝的系統(tǒng)[6]。

2.2 安全應(yīng)急

經(jīng)過對礦井事故展開動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析，可以為人員規(guī)避災(zāi)難提供及時(shí)有效的路徑信息與數(shù)據(jù)，帶領(lǐng)他們立刻避災(zāi)，并且能夠決策者提供安全事故計(jì)劃模板以及歷史計(jì)劃參考。而安全應(yīng)急主要包括對避災(zāi)路徑進(jìn)行分析、提出應(yīng)急預(yù)案、對事故進(jìn)行處理及得出分析報(bào)告以及危險(xiǎn)源管理等工作。同樣，避災(zāi)路徑分析是指在事故點(diǎn)得出事故緩沖區(qū)，引導(dǎo)事故避災(zāi)，并且能夠進(jìn)行人工干預(yù)動(dòng)態(tài)調(diào)整避災(zāi)路線。所謂應(yīng)急預(yù)案主要是指提供煤礦事故典例預(yù)案與通風(fēng)應(yīng)急預(yù)案等預(yù)案資料與信息，一般在應(yīng)急演練與事故救援中使用的預(yù)案。

2.3 井下運(yùn)輸

經(jīng)過對井下運(yùn)輸路線網(wǎng)絡(luò)的連通性和最好路徑研究與分析，可以為更好制定井下運(yùn)輸路線提供輔助決策支撐。就井下運(yùn)輸而言，其功能主要包括對道路動(dòng)態(tài)進(jìn)行管理、對巷道連通性進(jìn)行分析、找出最佳運(yùn)輸路徑以及動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)輸路線等方面[7]。其中道路動(dòng)態(tài)管理是指在做巷道的各類分析之前，要先對巷道的通行性展開設(shè)置，要設(shè)置出不通行巷道、也可以是把過去不通行的巷道設(shè)置成可通行。而最佳運(yùn)輸路徑是通過指定起點(diǎn)、途經(jīng)點(diǎn)與終點(diǎn)，最終生成最佳運(yùn)輸路線；所謂動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)輸路線是指當(dāng)最佳運(yùn)輸路徑中某一段路線不正常運(yùn)行時(shí)，把異常路段設(shè)置成斷點(diǎn)，然后重新自動(dòng)生成最佳路線的系統(tǒng)。

2.4 礦井通風(fēng)

我們可以通過對礦井通風(fēng)專業(yè)算法的完成，提供礦井通風(fēng)通常包括礦井風(fēng)量的計(jì)算、礦井生產(chǎn)條件的計(jì)算、對風(fēng)路進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整及模擬等作用。這當(dāng)中涉及到礦井風(fēng)量計(jì)算、礦井生產(chǎn)條件計(jì)算以及風(fēng)路動(dòng)態(tài)調(diào)整及模擬等方面[8]。正如，就風(fēng)路動(dòng)態(tài)調(diào)整及模擬而言，要求在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖上，動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)向，通過這樣就會(huì)使得和該巷道風(fēng)量合風(fēng)向有關(guān)系的巷道實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)量與風(fēng)向，同時(shí)在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖上進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)。

3 建立安全信息管理系統(tǒng)的若干建議

3.1 建立信息化隊(duì)伍、組建管理機(jī)構(gòu)

煤炭企業(yè)要具備一支優(yōu)秀的人才隊(duì)伍，這是讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的前提，也是構(gòu)造煤礦安全信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件。該支人才隊(duì)伍的中的技術(shù)人員與管理人員要求具備以下素質(zhì)：首先要工作態(tài)度積極，有較強(qiáng)的事業(yè)心；其次能夠熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)；再次要熟悉各自的業(yè)務(wù)工作。尤其是針對那些系統(tǒng)的主管人員，一定要兼?zhèn)溆?jì)算機(jī)軟硬件的應(yīng)用知識與系統(tǒng)分析以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的較高能力，他們通常應(yīng)是知識與能力上的復(fù)合型人才。而安全信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建，往往是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜、漫長、投資多而且風(fēng)險(xiǎn)較高的工作，它具有長期性，與跨部門、多層次的特性，所以，需要建立一個(gè)整個(gè)企業(yè)的信息管理機(jī)構(gòu)來組織統(tǒng)籌信息系統(tǒng)的管理是尤為重要的。

3.2 加強(qiáng)信息標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)

所謂信息標(biāo)準(zhǔn)化是指在有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下，完成企業(yè)級的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要包括統(tǒng)一術(shù)語定義、統(tǒng)一信息歸類編碼以及統(tǒng)一規(guī)范信息文檔標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容，這樣，實(shí)現(xiàn)了信息形式的標(biāo)準(zhǔn)化、信息傳遞規(guī)范化與信息內(nèi)容一體化。而信息標(biāo)準(zhǔn)化共享能夠讓信息具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，讓不相同的計(jì)算機(jī)應(yīng)用子系統(tǒng)之間能夠有效地進(jìn)行信息交流與資源共享，防范了數(shù)據(jù)重復(fù)采集與輸入的弊端，進(jìn)一步提升信息資源的利用效率。

3.3 重視系統(tǒng)的選型

目前，計(jì)算機(jī)在安全管理方面的系統(tǒng)開發(fā)有很多方法，通常來講，煤礦企業(yè)很多還是采用委托開發(fā)為主要方式，聯(lián)合開發(fā)與購買商品軟件作為輔助方式。而這樣必然會(huì)要求在系統(tǒng)的選型方面應(yīng)該得到很大重視。系統(tǒng)選型時(shí)應(yīng)遵循以下原則：首先是先進(jìn)性與成熟性，這要求使用如今非常成熟的先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)品；其次是開放性與標(biāo)準(zhǔn)性，即采用相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)行規(guī)，并且能夠符合本企業(yè)的信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的要求；再次是實(shí)效性與共享性，即可以及時(shí)、科學(xué)、動(dòng)態(tài)地更新煤礦信息與數(shù)據(jù)，并且能讓信息資源實(shí)現(xiàn)高度共享；最后是傳遞性于安全性，即使得數(shù)據(jù)庫多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)安全管理，能夠支持多級權(quán)限管理，讓系統(tǒng)安全性有較為穩(wěn)固的支持。

3.4 領(lǐng)導(dǎo)重視、觀念更新

我們應(yīng)該意識到，創(chuàng)立一個(gè)綜合的安全信息管理系統(tǒng)不單純是一個(gè)技術(shù)問題，而且更是一個(gè)管理問題，并不是單純靠資金投入能解決的。煤礦企業(yè)一定要從當(dāng)前實(shí)際出發(fā)，在提高企業(yè)管理上與企業(yè)管理創(chuàng)新上做更多的建設(shè)性工作。首先，要不斷提高企業(yè)的管理水平，提升員工的整體素質(zhì)，一步一個(gè)腳印地做好安全信息管理的主要工作；其次，要不斷進(jìn)行管理、創(chuàng)新以及應(yīng)用方面的創(chuàng)新，只有這樣，才可以建設(shè)良好的煤礦安全信息管理體系，最終讓它實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

目前，煤礦安全管理信息系統(tǒng)是一種較為先進(jìn)的管理方法，它是應(yīng)用信息系統(tǒng)的原理與方法、為安全管理提供信息服務(wù)與決策的人機(jī)系統(tǒng)，它的根本目的是改善工作環(huán)境、降低工傷事故、提升勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少成本，讓企業(yè)在目前的人力、資金以及材料等情況下，實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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