基于复杂网络分析的煤矿安全隐患管理研究.pdf

工矿自动化 In d ustryan d Min eAutomation 第45卷第6期 2019年6月 Vol. 45 No. 6 Jun .019 文章编号文章编号1671-251X201906-0086-06DOI10. 13272/j. issn . 1671251x. 2019010017 基于复杂网络分析的煤矿安全隐患管理研究 谭章禄陈孝慈 中国矿业大学北京管理学院北京100083 扫码移动阅读 摘要摘要针对煤矿安全隐患要素繁多、不同隐患要素之间关系复杂的问题，以潞安集团司马煤业有限公司 20092015年煤矿安全隐患数据为基础，将作业单位、隐患地点和隐患类型等安全隐患要素视为独立的节 点，以隐患日期为依据划分时间区间，从而将特定时间区间内隐患类型与隐患地点、隐患类型与作业单位之 间的联系以复杂网络方式展示；利用网络密度、中心势、中心度等复杂网络指标分析网络整体结构及网络中 节点的动态变化，从而明确需要重点关注的核心隐患类型及相关隐患地点和作业单位，为煤矿安全管理提供 有效指导％ 关键关键词煤矿安全；隐患管理；复杂网络；隐患类型；隐患地点；作业单位 中图分类号TD67 文献标志码A Researc hon c oalmin esafetyhid d en d an german agemen tbased on c omplexn etworkan alysis TAN Zhan glu, CHEN Xiaod Sc hool of Man agemen t, Chin a Un iv ersity of Min in g an d Tec hn ologyBeijin g , Beijin g 100083, Chin a Abstract In v iew of problems of v arious c oal min e safety hid d en d an ger fac tors an d c omplex relation shipamon gd iferen thid d en d an gerfac tors,based on c oalmin esafetyhid d en d an gerd ataofSima Coal Min in g Co. , Ltd . of Luan Group d urin g 2009-2015, operation d epartmen t, hid d en d an ger loc ation an d hid d en d an gertype wereregard ed asin d epen d en tn od es,an d timein terv alwasd iv id ed ac c ord in gto hid d en d an gerd ate,soastod isplayrelation shipbetween hid d en d an gertypean d hid d en d an gerloc ation , an d hid d en d an gertype an d operation d epartmen t within a spec ific time in terv al in ofc omplex n etwork.Thec omplexn etworkin d ssuc hasn etworkd en sity,c en tralization an d c en tralitywereused to an alyzed yn amic c han gesofthewholen etworkstruc turean d n od esin then etwork,soastoid en tifyc ore hid d en d an gertypean d related hid d en d an gerloc ation an d operation d epartmen tthatn eed tobefoc used on ,an d prov id eefec tiv eguid an c eforc oalmin esafety man agemen t. Key words c oal min e safety; hid d en d an ger man agemen t ； c omplex n etwork; hid d en d an ger type; hid d en d an ger loc ation ； operation d epartmen t 0引言引言 煤矿企业安全隐患影响要素繁多，同类安全隐 患可能发生于多个不同地点，牵涉众多施工作业单 位，如何寻找不同隐患要素，厘清隐患要素间内含关 系成为管理者亟待解决的现实问题复杂网络能 够很好地体现事物之间的复杂关系，厘清个体与整 体之间的联系，揭示网络中信息的流动过程，为安全 管理研究提供了全新的思路，因而日益受到研究者 关注岳希坚等5基于风险因素间关联关系对 收稿日期收稿日期019-01-05 工作面是各类隐患频发地点，通过强 化工作面的安全防控措施，可有效避免部分安全隐 患发生；卫生丫理隐患、支护隐患、胶带隐患、机械隐 患等节点发生频率较高，在网络中处于核心地位，表 明需采取进一步措施有效解决这些隐患；运输巷、回 风巷等节点中心度呈较大范围波动，表明这些节点 在特定时间内具有较强的影响力，安全管理人员需 在特定时间加强对运输巷、回风巷等的管理。 3. 3 复杂网络 以2009年部分数据为例，绘制煤矿安全隐患复 杂网络，如图4所示。图中每一个节点表示1个隐 患地点、作业单位或隐患类型，节点越大表示节点中 心度越大，节点之间的连线表示节点间存在相关关 系，关系较密切的节点用同种颜色表示，网络中孤立 节点已隐去。 从图4可看出①在2009年13月，机械隐 患是每个月最易出现的安全隐患，轨道巷、胶带巷是 机械隐患的频发地点；工作面最易发生各类安全隐 患，特别是顶板隐患和片帮隐患等；综掘队、综安队 等作业单位需进一步加强安全监管，尤其需要预防 支护隐患、标志隐患等安全隐患的发生。②2009 年第1季度，隐患频发地点和隐患频发单位变化较 少，但与之相关的频发隐患出现一定程度变化，如机 械隐患、水害隐患等安全隐患的重要程度相对下降, 但瓦斯隐患、电气隐患等安全隐患在较长时间内仍 值得关注。③2009年全年，综掘队与工作面及锚 杆隐患、胶带隐患、机械隐患、交通隐患等节点联系 较紧密，机械隐患易在回风巷及轨道巷发生，因此综 掘队必须强化安监工作，减少作业过程中安全隐患 的发生。 2 0 1 9书 逊6避总胸禅啪“洛讦沁船国魏 建寺涪炖潮诊漏瀟碑崗璋迥 ・8 9・ 度数中心度 蛊 度数中心度 队面队患患队患患患队患患巷巷患患患患患患队患患巷患患巷队患巷患患巷患队患巷巷仓患患患巷 掘作釆隐隐安隐隐隐掘隐隐输风隐隐隐隐隐隐输隐隐车隐隐带电隐道隐隐风隐风隐水大水隐隐隐斯 综工综理械综带护通普业害运 杆雾板线帮产运尘志猴接气胶机管轨防网回生通风排道 斯炸明瓦 清机 胶支交 作水 锚喷顶管片生煤标搭电 风消护 救通轨 瓦爆照 度数中心度 a a W W 齊号手 w “ a “ m w “ a “ m 队面队患患患患队患患患患患队巷患患患患患巷患患患巷患患队患队患巷巷患患仓巷巷巷眼队患 掘作采隐隐隐隐 隐隐隐隐隐掘输隐隐麗隐隐风隐隐隐带隐隐输隐电隐道风隐隐水水煤揄切装隐 综工综理械护带综害业雾通线普运产尘志杆板气帮接胶管网运防机生轨回炸明 排出高 清机支胶水作喷交管 生煤标锚顶电片搭风护消救 爆照 生 明 卫 文 特征向量中心度 b b W W 齊号手 w “ a “ M w “ a “ M 4 4 浊 C 岡彗号岡 “ 惟 0 0 同 “ 70「 d 萌老可 * 号b岡 9 9 惟 0 0 同木“山 6 0 6 0 「 蛊 特征向量中心度 6 0 6 0 特征向量中心度 I 2 3 4 5 O O O O O 队面队患患患患队患患患患患队巷患患患患患患巷患患队巷巷患患患队患巷巷患患巷巷巷患仓 掘作采隐隐隐隐安隐隐隐隐隐掘输隐隐隐隐隐隐风隐隐输带车隐隐隐电隐风道隐隐水大排隐水 综工综理械带护综业害通雾板普运线产尘帮杆志接气运胶猴管防网机生回轨明炸排道瓦斯 清机胶支作水交喷顶 管生煤片锚标搭电 风消护救 照爆轨瓦 O 蛊 s s 誠赔歸 1 1 珊 J e 萌老可 MIMI 甘手 M “ -w0 “ M M “ -w0 “ M S S 煎老可 MIMI 号手岡 9 9 惟 0 0 木“ 国 3 幽 4 4 池岡嚮甘 W M W M 煎 m m 可邮甘 L w q a m i f L w q a m i f B o xB o x c h a r r-b c h a r r-b ofof degreedegree cenfralilzycenfralilzy a n da n d eigenvecforeigenvecfor cenfralilzycenfralilzy ofof p a r r-b p a r r-b n o d e sn o d e s 凶 1 1 珊 i f 1 i f 1 田 M f M f 跚 飜 a s w a a s w a 器 z v w z v w n n 嶷蚤 H H 番 袤 wi fr a wi fr a Z K ntf Z K ntf 跚 4343 馮 s w a w i u s w a w i u 決 m m 邂 a a . 1 . 1 詈嵐琳 舊 JlrJlr 琳 巴 2009 1 1 m m s s 曲萬 1 1 跚普施汕啓幡歯聲 0 0 溺 二 / J 冒 2 2 1 2 m m 決讨 J * J * 舞肝酿 a a 好誠 ffl 酿 B B 溢陆 珊 书国 w a w a Ir w a Ir w a 罔玉 F F 珊 i s B i s B 琳 cc 2 1 3 2 1 3 m m ・90・ 工矿自动化 2019年第45卷 运输队卫生清理囱黨锚杆隐患 文明生产隐患 煤尘隐患 标志隐患 爆炸隐患 d 2009年第1季度f 2009 年第 3 血莆巷 作业隐患 片顶板 标志隐患 护网隐患 文明生产隐患 卫生清理隐患 消防隐患 文明生产隐患 臆患 工作面搭接隐患 瓦斯隐患 管线隐患 普掘队 乍隐患 电气隐患 I 文縫产隐患 害隐患 喷雾隐患 e 2009年第2季度 009 年第4 机械隐患 搭融患 心管线隐患 h2009 年 图4部分煤矿安全隐患复杂网络 Fig. 4 Part c omplex n etwork of c oal min e safety hid d en d an ger 4结语结语 通过建立煤矿安全隐患复杂网络，将大量安全 隐患要素及其之间的联系以点、线 抽象表达，利 、中心势、中 标分析网 中节点的动 ，寻找煤矿安 隐患管理工作重点及薄弱环节，从而提升煤矿安 全隐患管理水平。 参考文献References 1 孟现飞，李克业，刘飞.基于3级嵌套安全管理模式的 煤矿安全风险预控研究[J.中国安全科学学报, 2013,234102-107. MENG Xian fei,LI Keye,LIU Fei. Stud y on c oal min e safetyrisk pre-c on trolbased on three-lev els n ested man agemen t mod e]J. Chin a Safety Sc ien c e Journ al, 2013,234102-107. [2 BORGATTI S P, FOSTER P C. The n etwork parad igm in organ ization al researc h a rev iew an d typology [J. Journ al of Man agemen t, 2003 , 29 6 991-1013 [3 WASSERMAN S, FAUST K. Soc ial n etwork an alysis s an d applic ation s[M. Cambrid ge Cambrid geUn iv ersityPress,19951-27 [4 汪小帆，李翔，陈关荣.复杂网络理论及其应用[M. 北京清华大学出版社，2006. [5 岳希坚，袁永博，张明媛，等.基于复杂网络理论识别 油库关键安全风险因素[J.中国安全科学学报, 2017,275146-151. YUEXijian, YUAN Yon gbo, ZHANG Min gyuan, etalId en tific ation ofc ritic alsafetyriskfac torsin oil d epotbased on c omplex n etwork theory [J Chin a SafetySc ien c eJourn al,2017,27 5146-151 [6 ZHOU Chen g, DING Lieyun , SKIBNIEWSKI M J, etal Charac terizin gtimeseriesofn ear-missac c id en ts in metro c on struc tion v ia c omplex n etwork theory]J. Safety Sc ien c e,017 ,810 145-158. [7 潘启东，张瑞新，赵红泽.复杂网络理论在煤矿灾害研 究中的应用探讨[J.煤矿开采,2011,16414. PAN Qid on g, ZHANG Ruixin, ZHAO Hon gze. Applic ation of c omplex n etwork theory in d isasters of c oal min e[J. Coal min in g Tec hn ology, 2011,16 4 1-4 [8 谭章禄，陈晓，宋庆正，等.基于文本挖掘的煤矿安全 隐患分析[J.安全与环境学报，2017, 17 4 1262-1266 TAN Zhan glu,CHEN Xiao, SONG Qin gzhen g, et al. An alysisforthepoten tialhazard ousrisksofthec oal 下转第108页 108 工矿自动化 2019年第45卷 WANG Xin ggan g, LI Laipin g. Applic ation of GPS remote mon itorin g system in rotary d rillin g rig[J. Exploration En gin eerin g Roc k j Soil Drillin g an d Tun n elin g ,2008,35103 0-32. 2 张乃禄，李欣妍,胡长岭.基于GPRS的石油钻机远程 安全监控系统石油仪器，2009,233666 8 ZHANG NailuLI Xin yanHU Chan glin g.Remote safety mon itorin g system of oil d rillin g rig [J. Pet.oleumIn st.umen ts2009 23366-68. 3 丛万生，张鹏飞，林智敏，等钻机远程在线监测及故 障诊断系统研究石油机械，2012,4092630. CONG Wan shen gZHANG Pen gfeiLIN Zhimin etal.Researc h on thesystem ofd rilin grigremote on lin e mon itorin g an d fault d iagn osis [J. Chin a Petroleum Mac hin ery,2012,409 26-30. [4 任芸，刘锋.矿用智能液压钻机远程监控系统的研究 煤矿机械，2015,361103104. REN YunLIU Fen g9Researc h of min ein teligen t remote mon itorin g system of hyd raulic d rill[J. Coal Min e Mac hin ery 2015 361103-1049 [5 胡帅男基于An d roid和3G网络的钻机参数远程监 测系统研究与设计[D成都西南石油大学2016. [6 丁律,颜文旭.远程监控技术及其应用发展化工 自动化及仪表，2016,43656356 8 DING LvYAN Wen xu Researc h on key remote mon itorin g tec hn ologies an d their applic ation [J. Con trolan d In strumen tsin Chemic alIn d ustry 2016 436563-5689 [7 刘俊峰，刘庚，黄林.基于CAN总线的采煤机远程控 制及故障诊断装置科学技术创新，2018 33 177-1789 [8 张新.煤矿井下远程监控终端设计工矿自动化, 2018 441297-101 ZHANG Xin . Design of remote mon itorin g termin al in 上接第90页页 min esbased on theso-c aled text min in g[J9Journ al ofSafetyan d En v iron men t2017 1741262-12669 [9 马健复杂网络分析理论在矿井机电运输系统的应用 山西焦煤科技2014增刊1173-175. 0沈阳，傅惠鹃，刘朋朋，等.虚拟学习团队实证化研究 图书情报知识20096103-107. SHEN Yan gFU HuijuanLIU Pen gpen getal A empiric al stud y on v irtual learn in g team [J 9 Doc umen tIn ation j Kn owled ge2009 6 103-1079 1刘军整体网分析讲义UCINET软件实用指南[M. 上海格致出版社2009. [12 BORGATTI S PEVERETT M GFREEMAN L C UCINET [J 9En c yc loped ia of Soc ial Network An alysis j Min in g,2014,157 2261-2267. [13 邓君，马晓君，毕强.社会网络分析工具Uc in et和 c oal min e un d ergroun d [J In d ustry an d Min e Automation 2018 441297-101 [9梁昌晶，裴宗贤，巩峰，等由井远程监控系统设计与 实现石油化工自动化，2018,5455254. LIANG Chan gjin gPEI Zon gxianGONGFen g etal9 Design an d realization of remote mon itorin g an d c on trolsystemforoilwels[J Automation in Petro- Chemic al In d ustry 2018 54 552-54 10赵良，翁寅生，田宏亮.车载钻机CAN总线数据记录 仪设计电子设计工程，2015,2355557. ZHAO Lian gWENG Yin shen gTIAN Hon glian g Design oftruc k-moun ted d ril in g rig CAN-bus d ata rec ord er[J Elec tron ic Design En gin eerin g2015 23555-57 [1翁寅生，田宏亮，凡东.车载钻机CAN总线通信系统 的研 [J 机 与 2014 421985-88 WENG Yin shen gTIAN Hon glian gFAN Don g Stud y on CAN bus c ommun ic ation system of v ehic le- moun ted d rilrig[J Mac hin e Tool j Hyd raulic s 2014 421985-88 12张志勇，毛建东，孙颖.B/S架构激光雷达数据采集及 远程监控系统设计量子电子学报，2016,33 5 590-597 ZHANG Zhiyon gMAO Jian d on gSUN Yin g Design oflid ard ataac quisition an d remotemon itorin gsystem based on B/S arc hitec ture [J Chin ese Journ al of Quan tum Elec tron ic s 2016 33 5590-597 [3 凡东，常江华，王贺剑，等.ZMK5530TZJ100型车载 钻机的研制[J煤炭科学技术，2017, 45 3 111-115 FAN Don g, CHANG Jian ghua, WANG Hejian ,et al. Researc han d d ev elopmen ton ZMK5530TZJ100 mod e truc k-moun ted d rilin g rig [J Coal Sc ien c e an d Tec hn ology2017453111-115 Gephi的比较研究情报理论与实践，2014,378 133-138 DENGJunMA XiaojunBI Qian g Comparativ e stud yofthesoc ialn etworkan alysistools Uc in etan d Gephi [ J In ation Stud ies Theory j Applic ation 2014 378133-138 [14 GAO Zhon gkeJIN Nin gd e A d irec ted weighted c omplexn etworkforc harac terizin gc haotic d yn amic s fromtimeseries[J Non lin earAn alysis Real World Applic ation 2012 132947-952 [5张廷萍.浅议几种复杂网络节点重要度分析的中心性 方法价值工程，2016,3514209210. ZHANG Tin gpin g Cen trality measures to id en tify in fluen tial n od es in c omplex n etworks [J Value En gin eerin g 2016 3514209-210