煤矿隐患排查信息管理系统研究现状与展望.pdf

工矿自动化 Ind us t r y and Mine Aut o mat io n 第45卷第11期 2019年11月 Vo l . 45 No . 11 No v. 2019 文章编号1671-251X2019 11-0055-05DOI 10. 13272/j. is s n. 1671-251x . 2019040041 煤矿隐患排查信息管理系统研究现状与展望 张俭让⑺，黄玉鑫），2,闫振国3,张磊】，2,霍小泉3 （1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安710054； 2.教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054； 3.陕西陕煤铜川矿业有限公司，陕西铜川727000） 扫码移动阅读 摘要总结了煤矿事故隐患的分类与整改方式。从技术支撑体系、信息采集方式、功能模块3个方面阐 述了煤矿隐患排查信息管理系统的研究现状，指出现有煤矿隐患排查信息管理系统存在缺少对事故隐患采 集信息准确性、时效性的保障功能和对应急响应的信息化支持，无法做到多终端关联互动等问题。从技术和 功能2个方面展望了系统发展方向技术方面，对煤矿事故隐患信息进行多维分析与展示、建立多智能终端 与PC端关联互动的互联网协同信息处理模式、采用微服务架构设计；功能方面，提供组群、定制信息推 送、职业技能线上学习功能，将关键功能延伸至手机端。 关键词煤矿事故隐患；事故隐患排查；隐患排查信息管理；事故隐患分类；应急响应；协同信息处理 中图分类号TD79 文献标志码A Res ear c h s t at us o f h id d en d ang er inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement s ys t em o f c o al mine and it s pr o s pec t ZHANG Jianr angb2, HUANG Yux inb2, YAN Zh eng uo12, ZHANG Lei112, HUO Xiao q uan3 1. Co l l eg e o f Saf et y Sc ienc e and Eng ineer ing , Xian Univer s it y o f Sc ienc e and Tec h no l o g y , Xian 710054, Ch ina; 2. Key Labo r at o r y o f Wes t er n Mine Ex pl o it at io n and Hazar d Pr event io n o f Minis t r y o f Ed uc at io n, Xan 710054, Ch ina; 3. Sh aanx i Co al To ng c h uan Mining Co . , Lt d . , To ng c h uan 727000, Ch ina Abstrac t Cl as s if ic at io n and r ec t if ic at io n mo d es o f ac c id ent h id d en d ang er s in c o al mine wer e s ummar ized . Res ear c h s t at us o f h id d en d ang er inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement s ys t em o f c o al mine wer e ex po und ed f r o m t h r ee as pec t s o f t ec h nic al s uppo r t s ys t em, inf o r mat io n c o l l ec t io n mo d e and f unc t io n mo d ul es . It was po int ed o ut t h at t h er e wer e s o me pr o bl ems in ex is t ing h id d en d ang er inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement s ys t ems o f c o al mine inc l ud ing l ac k o f c o r r ec t nes s and t imel ines s as s ur anc e f unc t io n o f c o l l ec t ed ac c id ent h id d en d ang er inf o r mat io n and inf o r mat io nizat io n s uppo r t o f emer g enc y r es po ns e, inabil it y t o r eal ize mul t i-t er minal int er ac t io n, et c . Devel o pment d ir ec t io ns o f t h e s ys t em wer e pr o s pec t ed f r o m t wo as pec t s o f t ec h no l o g y and f unc t io n. In t ec h no l o g y as pec t , ac c id ent h id d en d ang er inf o r mat io n o f c o al mine wo ul d be mul t i-d imens io nal l y anal yzed and s h o wed , Int er net pl us c o o per at ive inf o r mat io n pr o c es s ing mo d e o f mul t i int el l ig ent t er minal s r el at ing t o PC wo ul d be buil t , and t h e s ys t em wo ul d be d es ig ned by us e o f mic r o -s er vic es ar c h it ec t ur e. In f unc t io n as pec t , f unc t io ns o f g r o uping , c us t o m inf o r mat io n pus h ing and o nl ine l ear n o f vo c at io nal s k il l s wo ul d be s uppl ied , and s o me k ey f unc t io ns wo ul d be embed d ed in mo bil e ph o ne. Key w ordsac c id ent h id d en d ang er in c o al mine; ac c id ent h id d en d ang er inves t ig at io n; h id d en d ang er 收稿日期2019-04-13；修回日期2019-10-22 ；责任编辑李明。 基金项目国家自然科学基金青年科学基金资助项目51504185。 作者简介张俭让1963-,男，陕西岐山人，教授，主要从事通风安全理论、通风系统分析、矿井灾害防治技术方面的教学与科研工作,E-mail 1157076743q q . c o mo 引用格式张俭让，黄玉鑫，闫振国，等.煤矿隐患排査信息管理系统研究现状与展望[J].工矿自动化,2019,4511,55-58. ZHANG Jianr ang , HUANG Yux in, YAN Zh eng uo, et al . Res ear c h s t at us o f h id d en d ang er inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement s ys t em o f c o al mine and it s pr o s pec t [J]. Ind us t r y and Mine Aut o mat io n,2019,4511 55-58. 56 工矿自动化第45卷 inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement； c l as s if ic at io n o f ac c id ent h id d en d ang er ; emer g enc y r es po ns e; c o o per at ive inf o r mat io n pr o c es s ing 0引言 煤炭工业发展“十三五”规划中指出，煤炭行 业发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期，也 面临诸多矛盾叠加、风险隐患增多的严峻挑战。近 年来，我国在控制煤炭产能的同时，也在加大煤矿安 全监管力度，以降低事故率。煤矿死亡人数由2008 年的3 210人降低到2018年的333人，原煤生产百 万吨死亡率由1. 182降至0. 093,这也是我国煤矿 百万吨死亡率首次降到0. 1以下，煤矿安全生产形 势持续稳定好转，但与一些发达采煤国家相比仍存 在一定差距⑷，重特大事故时有发生。导致事故发 生的客观原因是我国地质条件较为复杂、作业人员 专业素质较低、煤矿安全法律法规不健全等，但主要 原因是煤矿生产作业环境中存在大量的事故隐患， 且未能及时对其进行分析和排查处理。隐患源于生 产，生产即存在隐患，如不能有效治理隐患，将无法 对煤矿生产提供相应的安全保障。煤矿隐患排查信 息管理系统的建立有利于实现煤矿事故隐患的全面 排查、及时上报和处理。 本文总结了煤矿事故隐患分类及整改方式，阐 述了煤矿隐患排查信息管理系统的研究现状，在分 析现有系统问题的基础上展望了系统发展方向，旨 在为我国煤矿事故隐患排查治理工作提供指导，为 煤矿隐患排查信息管理系统的发展提供借鉴。 1煤矿事故隐患分类 安全生产事故隐患排查治理暂行规定对“隐 患”的定义为“生产经营单位违反安全生产法律、法 规、规章、标准、规程和安全生产管理制度的规定，或 者因其他因素在生产经营活动中存在可能导致事故 发生的物的危险状态、人的不安全行为和管理上的 缺陷”。对隐患进行合理的分类可提高隐患排查效 率且更有针对性。中国平煤神马集团根据国务院 关于预防煤矿生产安全事故的特别规定和煤矿重 大安全生产隐患判定标准等，将隐患按照整改难易 程度分为A-E 5个等级，将隐患种类分为11类。 王龙康等⑵以LEC法为例，结合对隐患风险大小及 其后果的分析，将隐患分为重大隐患风险、较大隐患 风险、一般隐患风险、低隐患风险4个等级。庞绪峰 等⑷通过计算隐患的概率指数，用取值范围的方式 将隐患分为一般、较大、重大和特别重大4个等级。 综合考虑煤矿实际，根据煤矿安全生产相关法律、法 规、标准和文件规定，以及隐患性质及其整改方式， 将煤矿事故隐患分为A,B,C三级，具体见表1。 表1煤矿事故隐患分类及整改方式 Tabl e 1 Cl as s if ic at io n and r ec t if ic at io n mo d es o f ac c id ent h id d en d ang er s in c o al mine 监控级别 隐患级别整改方式 一般监控（A级） 一般事故隐患 重点监控（B级）较大事故隐患 特别监控（C级）重大事故隐患 现场整改 限时整改 煤矿企业应立即停止生产、 施工，向上级部门报告隐 患，并由主要负责人组织制 定事故隐患治理方案 2煤矿隐患排查信息管理系统研究现状 煤矿隐患排查信息管理系统的出现改变了传统 的煤矿隐患排查方式，使得隐患排查效率更高。近 年来，随着信息化技术的快速发展，煤矿隐患排查信 息管理系统在技术支撑体系、信息采集方式及功能 模块设计方面的研究有了很大突破⑷。 2. 1系统技术支撑体系 目前国内煤矿隐患排查信息管理系统主要基于 SQL Ser ver 2010 和 Vis ual St ud io 2008 平台开发，多 采用B/S架构。该架构模式以Web技术为基础并 简化了客户端，使用户操作更为简单。张绍敏等旳 基于Web、网络数据库等技术设计了可运行在 Int r anet 的煤矿安全信息管理系统。闫海英等⑷ 开发了基于Web技术的煤矿安全信息管理系统。 董丁稳刀以Mic r o s o f t . NET为平台，开发了煤矿本 质安全管理信息系统，为构建煤矿本质安全信息化 平台提供了方法。 系统的后台服务器主要采用Wind o ws系统，简 单易操作。数据库的建立以Or ac l e, MySQL, SQL Ser ver为主。在系统设计过程中，采用分布式计算 机技术，数据库和应用服务器端完成与数据访问相 关的应用逻辑计算，客户端采用Ajax等技术实现数 据校验、局部动态刷新和其他非数据访问等功能，可 满足多用户同时访问需求，且网络部署较简单⑷o 2. 2 系统信息采集方式 传统的隐患信息采集主要依靠手工记录，存在 描述不准确、信息处理不及时等问题。鉴此，崔超⑼ 提出利用 PDA（Per s o nal Dig it al As s is t ant ,掌上电 脑）作为隐患信息采集工具，通过PDA摄像头实现 拍照、录像等多媒体功能，多角度描述隐患信息，利 2019年第11期张俭让等煤矿隐患排查信息管理系统研究现状与展望 57 用PDA中RFID读写功能识别井下信息采集员的 身份信息，并将信息通过光纤、WiFi、GSM等方式 上传，之后进行数据处理。PDA隐患信息采集流程 如图1所示。 定位 信息 隐患 信息库 图1 PDA隐患信息采集流程 Fig . 1 PDA h id d en d ang er inf o r mat io n c o l l ec t io n pr o c es s PDA在精准定位隐患方面存在缺陷。针对该 问题,许俊等〔诃提出基于GIS的煤矿事故隐患排査 系统，信息采集员需在安全监管人员的监督下，利用 手持终端将采集的隐患信息与该隐患对应的位置信 息录入GIS,并上报隐患排查过程，实现了井下事故 隐患信息的精准定位。 近年来，随着智能手机的迅速发展，煤矿企业利 用矿用手机作为事故隐患信息采集设备已逐渐普 及。郭旭敏⑴〕提出一种基于And r o id平台的煤矿 隐患排查系统，如图2所示。该系统由服务层、访问 层和数据处理层构成。服务层主要面向信息釆集员 与安全监管人员，辅助相关人员执行隐患排查任务； 访问层主要实现隐患信息上传及信息日常推送；数 据处理层采用Or ac l e数据库，由后台服务器和Web Ser vic e组成，后台服务器通过Web Ser vic e与客户 端进行数据传输，数据传输采用js o n或x ml格式， 矿级管理层可以根据具体情况制定专项检查和随机 检查，从而督促隐患排查工作。 pg ] |待处理| |排班信息| |数据上传| |基础数据上传| 访问层 1信息推送11信息上传1 数据处理层 1后台服务器1 | Web Ser vic e | 图2基于And r o id平台的煤矿隐患排査系统 Fig . 2 Hid d en c l ang er inves t ig at io n s ys t em o f c o al mine bas ed o n And r o id pl at f o r m 2.3 系统功能模块 传统的隐患排查工作包括检查、手写整改通知 单或隐患简报、整改、复查等环节，过程繁琐，且工作 量较大，容易岀错。随着隐患排查技术向智能化、科 学化方向发展，许多煤矿企业设计了符合自身特点 的事故隐患排查信息管理系统并对其不断完善。现 有系统主要功能模块如图3所示。 娄巍在已有综合信息网络平台基础上，开发 了安全隐患排查信息系统，实现了各级单位隐患填 报、隐患整改、报表统计、隐患查询、系统管理等功 |煤矿陰患排査信息管理系统] 丄自动报表一 丄综合管理 _ 丄信息管理 _ 丄隐患信息 - 丄一於管理 丄风险管控一 图3煤矿隐患排査信息管理系统功能模块 Fig . 3 Func t io n mo d ul es o f h id d en d ang er inves t ig at io n inf o r mat io n manag ement s ys t em o c o al mine 能，并可对隐患治理过程进行动态跟踪和监管，但在 辅助人员决策方面存在缺陷。李崇提出将上述 系统与人员定位管理系统相结合，并增加了短信通 知和报表导出、分析等功能，对未处理和到整改期限 的隐患进行短信提醒，将隐患发现人的定位信息和 隐患位置信息进行比对，确认该隐患信息的真实性， 并分析隐患各项指标，从而对整改人员起到辅助决 策作用。胡镇峰等〔⑷研发了基于局域网的隐患排 查管理信息系统，引入协同软件技术作为系统闭环 管理技术上的支撑，通过建立隐患排查知识库体系， 提供数据统计分析和可视化查询功能。刘祥龙 等〔闵开发的煤矿隐患排查治理监管系统除常规功 能模块外，还设置了电子签章接口模块，提高了隐患 排查治理过程中审批效率。 3煤矿隐患排查信息管理系统发展方向 目前煤矿隐患排查信息管理系统多为信息报送 系统，缺少对事故隐患采集信息准确性、时效性的保 障功能，难以支撑及时、有效的工作核查，同时缺乏 对应急响应的信息化支持，难以在应急响应时实现 高效协同工作。另外，系统主要实现隐患信息数据 的简单化管理，如何做到多终端关联互动，实现隐患 信息的不落地处理及应急响应的智能化处置，并通 过对隐患数据进行多维分析实现隐患的预测预警, 是系统的主要发展方向。 3. 1系统技术方面 1 任何煤矿事故的发生都是致灾因素综合作 用的结果，呈现出一定的特点和规律，如事故发生 场所主要集中在采掘工作地点；主要事故类型集中 在顶板、瓦斯、运输等专业；11月是重大事故的高发 月，主要发生在采煤、掘进等一线岗位。可见，事故 的发生与场所、专业、时间及岗位等不同维度信息存 在一定关联。大数据、云计算的发展为挖掘事故隐 患与各因素之间的耦合关系提供了条件。为有效遏 制煤矿事故发生，将煤矿事故隐患信息与场所、专 业、时间及岗位相关联，进行多维分析与展示，从而 实现多方面、多角度的预测预警分析，成为煤矿隐患 排查信息管理系统的发展趋势。 2 一般来说，煤矿事故影响较大，需要及时响 58 工矿自动化第45卷 应，因此隐患处理人员在发现事故隐患的第一时间 必须采用各种手段进行处理，智能手机、PDA等终 端的出现为这种需求提供了有利条件。通过构建智 能手机、PDA等多种终端与PC端关联互动的互联 网协同信息处理模式，可在任何场所通过智能终 端登录煤矿隐患排查信息管理系统并对事故隐患信 息进行处理。因此，多终端协同处理事故将是煤矿 隐患排查信息管理系统的一个研究方向。 3煤矿专业众多，仅煤矿安全生产标准化涉 及的管理范围就有U大类，不同业务系统之间大多 相互独立，资源不能共享，且新建系统无法很好地与 其他系统融合。微服务是在SO A Ser vic e-Or ient ed Ar c h it ec t ur e,面向架构的服务上的提升，微服务架 构强调“业务需要彻底组件化、服务化、去中心化”, 为80SOA架构思想 100组件化架构思想 80领域建模思想，可实现系统间独立部署、灵活扩 展，有效避免服务之间争用数据库和缓存资源问题。 因此，微服务架构将成为煤矿隐患排查信息管理系 统架构设计趋势。 3. 2 系统功能方面 1 系统提供灵活组群功能。可按照领导层级 和组织机构组成工作圈，依工作任务组成任务圈，并 可在专网人员内自由组合朋友圈，实现便捷的情况 沟通、任务分解、工作安排、督促检查、工作过程留 痕、信息汇总存储等功能。支持手机端便捷处理或 与他人协同处理常规化检查报表、确认、签字、文书 提交/下发等工作，使隐患排查治理等业务随时随地 延伸至每一个人，有效提升工作效率。组群功能可 保证应急响应的层级领导与团队协同，实现分层级 的群组式语音及文字联络，提供应急响应条件下的 “一对多”通话和信息发送模式，有效提升应急响应 的信息支持水平。 2 系统内实现定制信息推送功能，通过对各 类信息智能筛选与重组，为各岗位人员提供精准的 信息支持。提供二维码等任务跟踪检查功能，辅助 各级领导随时了解已布置任务的进展情况，实现任 务布置、跟踪、检查、终结的闭环管理。 3 系统关键功能延伸至手机端，形成对PC端 的强有力补充和辅助，实现专网内手机之间语音、文 字、定制文档、图像、视频的实时传输与共享，由此建 立最广泛、及时、可靠的隐患信息采集与处理系统。 4 提供职业技能线上学习模块，制定学习计 划并实行周考或月考机制，由领导审核学习成果，并 根据学习成果制定相应奖罚措施。 4结语 煤矿隐患排查信息管理系统的建立使煤矿事故 隐患排查工作更加快捷化、系统化、科学化、规范化， 实现了对隐患处理的实时跟踪及统计分析，降低了 事故发生率。系统还需解决关键性技术问题，以提 高事故隐患排查效率，同时研发更加丰富的功能模 块，以降低隐患信息管理难度。 参考文献Referenc es [1 ]王龙康.煤矿安全隐患层次分析与预警方法研究 [D].北京中国矿业大学北京，2015. 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