用于煤礦安全生產(chǎn)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理系統(tǒng)設(shè)計分析

李蘇揚

（晉能控股煤業(yè)集團云岡礦，山西 大同 037000）

1 煤礦安全生產(chǎn)信息化應(yīng)用中存在的問題

當前由于我國在煤礦安全生產(chǎn)信息化建設(shè)方面已經(jīng)取得了非常大的進步，在監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)備、自動化設(shè)備監(jiān)測方面也取得了長足的發(fā)展，可是經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)依舊存在一定的問題：

（1）由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在不完整性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不健全。主要表現(xiàn)如下兩個方面：其一，由于數(shù)據(jù)搜集以及整理不到位，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫存在不完善的現(xiàn)象。其二，由于煤礦企業(yè)安監(jiān)部門并不統(tǒng)一，因此導(dǎo)致在數(shù)據(jù)庫方面標準不統(tǒng)一。

（2）在進行數(shù)據(jù)分析時，缺乏相應(yīng)的分析工具，導(dǎo)致信息公開力度不足。主要表現(xiàn)為如下幾個方面：其一，當前我國在促進煤礦安全信息化方面已經(jīng)做了大量的工作，可是煤礦信息化整體水平依舊相對較低，往往存在多收集少應(yīng)用以及不重視事件，這樣導(dǎo)致不能較好地利用大數(shù)據(jù)。其二，大數(shù)據(jù)分析軟件不足，在我國煤礦大數(shù)據(jù)方面普遍存在，分析軟件不健全，導(dǎo)致不能較好地挖掘大數(shù)據(jù)。

（3）系統(tǒng)沒有形成合力。由于煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)過程中僅僅存在互聯(lián)互通，并未對煤礦設(shè)備進行分析。煤礦各個數(shù)據(jù)也存在一定的孤島現(xiàn)象，從而導(dǎo)致信息的互聯(lián)性不足。

為了能夠有效地滿足煤礦生產(chǎn)的需要，構(gòu)建煤礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)。借助該系統(tǒng)對煤礦井下數(shù)據(jù)進行分析，并且構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，從而可以對數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，因此能夠滿足煤礦風險預(yù)警分析，大大提高風險預(yù)警的能力[1]。

2 煤礦安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)包括如下幾個子系統(tǒng)：第一，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；第二，安全生產(chǎn)風險評估系統(tǒng)；第三，安全生產(chǎn)輿情互動子系統(tǒng)。

2.1 煤礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括如下幾個方面的單元：第一，企業(yè)基礎(chǔ)信息；第二，視頻處理單元；第三，人員位置信息單元；第四，在線監(jiān)測單元等。其中，企業(yè)基礎(chǔ)信息單元主要涉及規(guī)章制度以及相應(yīng)的企業(yè)基礎(chǔ)信息等等。對于視頻圖像數(shù)據(jù)單元主要來源于井下設(shè)置的各種攝像頭。對于人員位置信息而言，可以借助人員定位系統(tǒng)，進而能夠得到井下人員的位置信息。對于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)單元而言，主要涉及井下環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)比如瓦斯含量、通風參數(shù)、煙霧含量、溫度與濕度等參數(shù)。往往可以通過設(shè)置的各種傳感器獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

2.2 安全生產(chǎn)風險評估與決策支持子系統(tǒng)

該部分主要對安全生產(chǎn)檢查以及安全生產(chǎn)事故進行分析。

2.2.1 安全生產(chǎn)檢查主題分析

在進行安全生產(chǎn)檢查主題分析時，主要從地域、時間、行業(yè)多角度分析安全產(chǎn)生檢查，從而能夠更好地對安全生產(chǎn)進行管控。

（1）安全生產(chǎn)風險評級模型。研發(fā)相關(guān)軟件系統(tǒng)，對企業(yè)的安全生產(chǎn)風險等級進行評估，這樣可以借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)進而更好地實現(xiàn)對煤礦安全數(shù)據(jù)進行全面的分析，這樣可以給煤礦安全等級制定科學(xué)的決策。

（2）制定安全檢查以及相應(yīng)的事故率模型，通常可以借助數(shù)據(jù)分析安全生產(chǎn)檢查數(shù)據(jù)以及與之對應(yīng)的事故發(fā)生數(shù)據(jù)，這樣可以更好地發(fā)掘事故率，以及找到安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)系，因此能夠推演出安全事故率。

（3）構(gòu)建安全事故風險指標異常模型，依據(jù)瓦斯含量制定相應(yīng)的KPI，這樣在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)構(gòu)建異常數(shù)據(jù)模型，進而能夠有效地檢測異常問題，更好地防止安全事故發(fā)生[2]。

2.2.2 安全生產(chǎn)事故治理主題分析

在對安全事故治理的過程中，通?？梢缘貐^(qū)、時間以及行業(yè)方面進行治理，最大限度地對執(zhí)行進度、完成質(zhì)量進行治理，更好地幫助管理者有效地實現(xiàn)專項治理。

（1）治理方案選型推薦模型，煤礦人員借助數(shù)據(jù)分析，進而可以得到有關(guān)安全檢查結(jié)果與相應(yīng)的處理方案之間的內(nèi)在聯(lián)系，這樣能夠為存在安全隱患的企業(yè)提供相應(yīng)的治理方案，進而能夠有效地降低安全事故率。

（2）合理評估治理方案，在運用數(shù)據(jù)分析后，能夠得到預(yù)選治理方案的合理性與有效性，最大限度地解決安全檢查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的問題，為企業(yè)安全治理方案提供持續(xù)高效、穩(wěn)定可靠的評估方案。

2.3 安生生產(chǎn)輿情互動子系統(tǒng)

對于輿情互動子系統(tǒng)而言，主要是由如下幾個子單元組成：第一，實施監(jiān)測預(yù)警；第二，網(wǎng)站輿情分析；第三，視頻輿情監(jiān)測分析等。這樣能夠?qū)崟r監(jiān)測、采集以及保存信息，可以在最佳的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，及時掌握熱點問題。比如事故通報、事故案例分析、采取的相關(guān)應(yīng)急措施等。

2.3.1 事故信息實時監(jiān)測預(yù)警

事故信息實時監(jiān)測預(yù)警功能主要借助網(wǎng)絡(luò)爬蟲來獲得信息，與此同時依據(jù)相應(yīng)的關(guān)鍵詞，從而可以通過篩選預(yù)警信息，主要涉及如下幾個方面：

（1）可以定向分級采集安全生產(chǎn)事故信息，這樣能夠有效地對安全生產(chǎn)信息進行定向分級采集，主要涉及一些國內(nèi)排名前50的全國性媒體，地區(qū)性權(quán)威媒體、論壇、新聞網(wǎng)站、微博與微信等。從而可以做到對安全生產(chǎn)事故進行動態(tài)監(jiān)測。

（2）收集大量的信息資料，在輿情搜索的過程中，應(yīng)采用關(guān)鍵詞，同時采用如下兩個方式開展增加信息檢索能力，其一，調(diào)整檢索關(guān)鍵詞，這樣能夠有效地過濾關(guān)鍵詞，進而能夠增加信息入庫數(shù)量；其二，逐漸增加信息定向采集功能，主要通過主流媒體，實現(xiàn)信息媒體的采集。

（3）一般可以借助數(shù)據(jù)漏斗的形式來降低垃圾信息，進而能夠有效地降低誤報率。這樣不僅可以有效地保證信息量，而且能夠最大限度地降低垃圾率。因此選用數(shù)據(jù)漏斗以及相應(yīng)三級預(yù)警形式，能夠最大限度地保證采集到有用的信息。主要表現(xiàn)為如下幾個方面：其一，當數(shù)據(jù)采集進入數(shù)據(jù)庫后，可以成立相應(yīng)的全文檢索信息，這樣能夠以標題的形式檢索出相應(yīng)的安全生產(chǎn)事故信息，經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)可以濾除90%的垃圾信息，對于經(jīng)過過濾的信息，可以將其推動給預(yù)警單元，這樣可以最大限度地降低誤報率。其二，借助系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置的過濾規(guī)則對信息進行二次過濾，這樣可以對復(fù)合的信息進行二次預(yù)警。其三，借助地方單位對信息進行對接，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)更加全面的信息預(yù)警，進而能夠更好地實現(xiàn)對事故的信息預(yù)警作用，這樣能夠與后續(xù)的單位進行信息同步。

2.3.2 網(wǎng)站輿情監(jiān)測分析

通常網(wǎng)站輿情監(jiān)測主要涉及如下幾個方面的單元：其一，互聯(lián)網(wǎng)信息采集；其二，輿情檢索；其三，輿情分析；其四，內(nèi)容管理以及相應(yīng)的發(fā)布；其五，輿情給個人門戶等。

（1）互聯(lián)網(wǎng)信息采集單元。主要涉及如下幾個方面：其一，信息采集器；其二，采集網(wǎng)站管理單元；其三，采集模塊管理單元；其四，采集任務(wù)調(diào)度；其五，采集日志管理；其五，網(wǎng)頁快照管理等。

（2）輿情檢索單元。主要涉及如下幾個方面：第一，智能檢索單元；第二，信息監(jiān)控單元；第三，語言檢索；第四，關(guān)鍵詞檢索；第五，日期檢索；第六，二次檢索；第七，URL檢索等等。與此同時該單元還可以實現(xiàn)對敏感信息進行監(jiān)測，實現(xiàn)監(jiān)測有害信息，并且可以對熱點信息進行監(jiān)測。

（3）輿情分析單元，該單元主要涉及如下幾個子單元：第一，熱點輿情自動分析單元；第二，敏感輿情自動識別單元；第三，輿情走勢分析單元；第四，熱點信息發(fā)現(xiàn)單元；第五，時間趨勢分析單元；第六，信息分布分析單元。這樣能夠更加方便地了解信息安全，從而可以更好地處理突發(fā)事件。

（4）發(fā)布單元，該單元主要實現(xiàn)各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互，整合各種信息資源，從而便于實現(xiàn)輿情平臺的控制，最大限度地實現(xiàn)信息的無縫對接。

（5）輿情網(wǎng)頁以及個性化門戶單元，通常借助輿情網(wǎng)頁向領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)人員展示輿情，這樣能夠全面展示輿情。與此同時為了能夠更好地實現(xiàn)個性化的設(shè)定，可以構(gòu)建個性化門戶，那么受眾可以在界面隨時添加、刪除以及拖動功能單元，從而對界面進行個性化的編輯，這樣便于受眾參閱以及參與修改各種數(shù)據(jù)。

2.3.3 視頻輿情監(jiān)測分析

視頻輿情分析主要涉及如下幾個功能：第一，視頻推送；第二，信息檢索；第三，視頻加工；第四，信息統(tǒng)計等。從而可以借助視頻檢測平臺實現(xiàn)對電視臺、網(wǎng)路電視以及相應(yīng)的視頻網(wǎng)站進行全面的信息檢測，因此在進行視頻輿情監(jiān)測的情況下可以呈現(xiàn)出全方位與精準的輿論信息。同時該系統(tǒng)可以實現(xiàn)網(wǎng)站在線播放以及相應(yīng)的下載等。

3 應(yīng)用效果

基于對大數(shù)據(jù)的研究分析，選取部分煤礦企業(yè)將該系統(tǒng)模擬應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)運行表明，可以有效提高對煤礦安全科學(xué)化的管理，優(yōu)化企業(yè)資源配置，大大提高礦井的安全高效運行。

（1）大大增加了智能監(jiān)測設(shè)備的數(shù)量，當前由于大數(shù)據(jù)不斷發(fā)展，各種智能化的技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，為了能夠更好地提高煤礦安全高效管理，因此借助大數(shù)據(jù)管理理念，比如借助PLC、光纖技術(shù)以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而可以實現(xiàn)更好地信息優(yōu)化以及改造，這樣可以實現(xiàn)在線監(jiān)測以及內(nèi)部通信設(shè)備的管理，極大地提高了智能化設(shè)備數(shù)量以及效用。

（2）不斷優(yōu)化在線監(jiān)測的能力，在借助大數(shù)據(jù)的前提下，能夠?qū)Π踩珨?shù)據(jù)進行實時更新，通過對數(shù)據(jù)的分析研判，從而可以提高對安全問題的預(yù)防能力以及降低相應(yīng)的安全事故率[3]。

（3）可以將安全隱患轉(zhuǎn)變成為事前預(yù)警，在進行安全生產(chǎn)的過程中，可以運用數(shù)據(jù)云實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析，一般將數(shù)據(jù)采集后，可以將采集后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的匯總以及分析，進而將其劃分為不同的監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)警等級，并且由相關(guān)工作人員開展相應(yīng)的處理，從而可以有效地提高事故的應(yīng)急處置能力。