基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺研究

王星+陳佳林+王昊

摘要：基于云計算理論，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和風險管理理論創(chuàng)新構(gòu)建以安全生產(chǎn)智能監(jiān)管為核心，包括事前基礎(chǔ)管理、事中風險預控、事后應(yīng)急救援與事故管理在內(nèi)的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管體系模型與架構(gòu)。該平臺規(guī)范了安全管理工作，全面掌握安全生產(chǎn)信息，加強安全生產(chǎn)管控，促進安全責任落實，全面推動安全管理工作，提高安全工作效率和全管理水平。

關(guān)鍵詞：云計算；隱患排查；風險管控；智能分析；模糊決策

中圖分類號： TD76 文獻標識碼： A 文章編號：1009-3044（2017）25-0239-03

Abstract： Intelligent management platform of work safety is established combining modern information technology and risk management theory Based on cloud computing. The architecture includes basic management， risk pre-control， emergency rescue and accident management. The platform standardized safety management work， grasp the safety production information fully， strengthen production safety management， promoting the implementation of safety responsibility， promote the safety management work， and improve work efficiency and the management level comprehensively.

Key words： cloud computing； hidden perils； risk control； intelligent analysis； fuzzy decision

為了提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平和事故防范能力，構(gòu)建和完善安全風險預控管理，不斷提升安全生產(chǎn)管理信息化水平，實現(xiàn)生產(chǎn)安全要素全面監(jiān)測及危險源、安全隱患精確識別和定位、重特大事故的有效預測預警，進一步促進安全生產(chǎn)形勢的穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。針對當前安全生產(chǎn)事故的特點和規(guī)律，為了提高智能監(jiān)管水平，彌補綜合調(diào)度和人員安全行為動態(tài)管理方面的缺陷，本平臺基于與計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)系統(tǒng)和作業(yè)活動中的各類危險源進行全面感知，利用危險源監(jiān)測的全面聯(lián)網(wǎng)，在云服務(wù)管理平臺上，自動監(jiān)測視頻數(shù)據(jù)的分析計算和風險評估，產(chǎn)生報警信息，提高企業(yè)監(jiān)督管理自動化水平和工作效率，減少財產(chǎn)損失和保障生命安全。

1 技術(shù)路線

結(jié)合井下工作環(huán)境特點，網(wǎng)絡(luò)利用率較低，信息化系統(tǒng)功能相對單一，信息孤島現(xiàn)象，沒有統(tǒng)一的監(jiān)管平臺。本平臺以安全科學與系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)，創(chuàng)新構(gòu)建以安全生產(chǎn)風險管控為核心，包括事前基礎(chǔ)管理、事中風險預控、事后應(yīng)急救援與事故管理在內(nèi)的安全生產(chǎn)過程管理體系模型與架構(gòu)。通過以管控為核心、持續(xù)、全面、全過程、全員參與、閉環(huán)式的安全風險管理活動，在生產(chǎn)過程中做到人員無失誤、設(shè)備無故障、系統(tǒng)無缺陷、管理無漏洞、進而實現(xiàn)人員、機器設(shè)備、環(huán)境和管理的安全，切斷安全事故發(fā)生的因果鏈，最終實現(xiàn)減少事故事無事故的安全目標。

采用J2EE架構(gòu)和瀏覽器、Web應(yīng)用服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫（B/W/D）3層結(jié)構(gòu)的技術(shù)體系，依據(jù)云計算的MapReduce核心計算模式和Hadoop分布式并行編程框架，完成子系統(tǒng)功能模塊系統(tǒng)開發(fā)。

本文提出生產(chǎn)事故智能檢索模型，快速準確的查詢相關(guān)生產(chǎn)事故，并基于事故類型和級別，利用決策樹模型深入分析事故發(fā)生的規(guī)律性，以應(yīng)急預案為指導，對實際案例進行形式化描述，利用模糊匹配和最鄰近法相結(jié)合的方法，匹配相似度最大的案例進行推送，為應(yīng)急救援提供輔助決策，技術(shù)路線如圖1所示。

1） 搭建虛擬化平臺，實現(xiàn)虛擬化應(yīng)用

研究云計算框架中的虛擬化技術(shù)，分析軟硬件資源現(xiàn)狀，設(shè)計虛擬化應(yīng)用解決方案：利用硬件服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等資源建立虛擬化應(yīng)用平臺，真正實現(xiàn)虛擬化應(yīng)用。

2） 建立云存儲環(huán)境、應(yīng)用數(shù)據(jù)模型

研究云存儲相關(guān)技術(shù)與實現(xiàn)方法，充分利用服務(wù)器磁盤陳列、網(wǎng)絡(luò)存儲等資源，建立云存儲環(huán)境，形成安全生產(chǎn)風險管控數(shù)據(jù)中心資源池，并且可以彈性擴充容量及使用方式。研究隱患風險監(jiān)察、隱患風險評估、隱患風險預警等數(shù)據(jù)庫，建立應(yīng)用數(shù)據(jù)模型，對這些數(shù)據(jù)庫進行整理、轉(zhuǎn)換、裝載到數(shù)據(jù)倉庫中，將原始數(shù)據(jù)文件保存到文件服務(wù)器中。

3） 建立基于SOA的安全生產(chǎn)風險管控云計算共享平臺

研究以 SOA 架構(gòu)為基礎(chǔ)搭建安全生產(chǎn)風險管控云計算共享平臺的技術(shù)與方法，基于服務(wù)模式（標準與基于 WCF 服務(wù)）建立安全生產(chǎn)風險管控云計算服務(wù)資源管理中心，以此為平臺管理所有服務(wù)資源的生命周期；有計劃地發(fā)布數(shù)據(jù)服務(wù)、計算服務(wù)等服務(wù)資源，并可以聚合已有組件、其他技術(shù)實現(xiàn)的服務(wù)。

4） 實現(xiàn)一站式的云計算應(yīng)用

研究一站式的應(yīng)用模式，深入研究基于 Silverlight 等 RIA 技術(shù)，結(jié)合 MVC 實現(xiàn)能夠集成并融合顯示各類服務(wù)的基于WebGIS的客戶端，形成一個可以訪問各類安全生產(chǎn)風險管控資源的門戶。

2 系統(tǒng)總體介紹

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

遵循面向服務(wù)（SOA）的核心構(gòu)架思想，采用組件化、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計開發(fā)模式和基于J2EE、B/S/D三層結(jié)構(gòu)的技術(shù)體系架構(gòu)，采用以業(yè)務(wù)為驅(qū)動的自頂向下頂層框架設(shè)計方法，貫徹以新建和整合相結(jié)合的系統(tǒng)建設(shè)方式進行總體設(shè)計。endprint

整個系統(tǒng)以信息服務(wù)為宗旨，企業(yè)安全核心業(yè)務(wù)應(yīng)用為關(guān)鍵，信息資源規(guī)劃和開發(fā)利用為主線，基礎(chǔ)設(shè)施為強力支撐，法律法規(guī)、標準化體系、管理體制為重要保障。實現(xiàn)六個統(tǒng)一：統(tǒng)一的應(yīng)用支撐、統(tǒng)一的信息資源規(guī)劃、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和集成、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布、統(tǒng)一的標準和安全體系、統(tǒng)一的項目管理。

本系統(tǒng)基于云計算的安全生產(chǎn)監(jiān)管的需求分析，提出了基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺項目的總體架構(gòu)（如圖2所示）?；谠朴嬎愕钠髽I(yè)集團安全生產(chǎn)管控平臺總體框架主要包括：服務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)、信息資源、基礎(chǔ)設(shè)施、法律法規(guī)與標準化體系、管理體制。其中：

1） 基礎(chǔ)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施主要包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、主機系統(tǒng)、云存儲系統(tǒng)、安全保障體系、共享與交換體系、系統(tǒng)運行管理體系及系統(tǒng)軟件等內(nèi)容。

基礎(chǔ)設(shè)施層由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、中件間、安全保障體系、共享與交換體系及運行管理體系構(gòu)成。

2） 應(yīng)用集成環(huán)境搭建

根據(jù)對平臺需求的理解及各功能組件功能的分析，將應(yīng)用支撐層設(shè)計為“三橫一縱”的總體架構(gòu)，三橫分別是：數(shù)據(jù)集成支撐層、應(yīng)用集成支撐層、應(yīng)用功能支撐及界面集成層；一縱是：數(shù)據(jù)資源管理系統(tǒng)支撐層。

應(yīng)用集成包括需要集成的功能組件和需要開發(fā)的功能組件兩大部分內(nèi)容，具體包括數(shù)據(jù)交換組件、工作流組件、內(nèi)容管理組件等內(nèi)容。

3） 應(yīng)用系統(tǒng)

基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺項目的應(yīng)用子系統(tǒng)主要包括隱患風險管理、事故管理、應(yīng)急救援管理、質(zhì)量標準化、基礎(chǔ)管理等。

4） 服務(wù)體系

基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺項目的服務(wù)對象可以是多層級的。針對服務(wù)對象，門戶展現(xiàn)服務(wù)主要提供應(yīng)用門戶、內(nèi)容管理、互動式服務(wù)、個性化定制等應(yīng)用服務(wù)功能。

2.2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)與功能模塊

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向和系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)分為門戶集成區(qū)、數(shù)據(jù)交換區(qū)、數(shù)據(jù)資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向區(qū)、應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)交互區(qū)、外部接入?yún)^(qū)。下面將按五個區(qū)域?qū)?shù)據(jù)流向和系統(tǒng)間的邏輯關(guān)系進行重點描述。

1） 門戶集成區(qū)

在數(shù)據(jù)采集區(qū)綜合數(shù)據(jù)采集報送平臺，各服務(wù)中心、子分公司、直屬協(xié)會，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集門戶登錄入口經(jīng)過身份認證后進行在線填報。

2） 應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)交互區(qū)

企業(yè)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過在線采集的方式采集到數(shù)據(jù)后，統(tǒng)一在應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)交互區(qū)內(nèi)進行業(yè)務(wù)處理。

3） 數(shù)據(jù)交換區(qū)

基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺各子系統(tǒng)之間、與企業(yè)其他信息系統(tǒng)之間通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換組件進行數(shù)據(jù)交換。

4） 企業(yè)服務(wù)總線

交換數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)預處理后，按抽取和加載規(guī)則，通過任務(wù)調(diào)度的方式提交各類信息資源庫。企業(yè)的信息資源庫主要由指體體系、基碼代碼庫、各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫實體組成。信息資源庫經(jīng)過數(shù)據(jù)加工后形成綜合數(shù)據(jù)庫（即數(shù)據(jù)倉庫），在綜合數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上按照各種主題應(yīng)用進行數(shù)據(jù)建模，再采用報表展示工具進行數(shù)據(jù)分析、深層挖掘和頁面應(yīng)用展現(xiàn)。

依據(jù)云計算的MapReduce核心計算模式和Hadoop分布式并行編程框架，完成10多個子系統(tǒng)和60余個子功能模塊系統(tǒng)開發(fā)，如圖3所示，包含隱患風險管理、事故管理、應(yīng)急救援管理、基礎(chǔ)管理、質(zhì)量標準化、監(jiān)督監(jiān)察等。

3 結(jié)束語

本平臺采用B/S模式進行設(shè)計，采用先進技術(shù)，結(jié)合成熟的安全生產(chǎn)理論、云計算技術(shù)，兼容性強、可用度高，滿足綜合業(yè)務(wù)需求，適用于多級管理，功能全面，可擴展性強。企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)報送自己負責的安全工作內(nèi)容，既可以實現(xiàn)自報自查，同時可以上報到上級監(jiān)管部門，上級單位統(tǒng)計匯總并進行決策分析。

基于云計算的安全生產(chǎn)智能監(jiān)管平臺實現(xiàn)了對企業(yè)安全生產(chǎn)工作的監(jiān)督管理、統(tǒng)計分析與輔助決策；實現(xiàn)事故隱患排查整改信息化管理，全面掌握企業(yè)監(jiān)管機構(gòu)、制度建設(shè)、安全投入、安全質(zhì)量標準化、安全培訓、重大危險源、三違治理、三同時、職業(yè)健康管理等狀況；及時發(fā)布和掌握安全工作信息，定期對安全工作進行總結(jié)和部署，通報安全監(jiān)督檢查情況，下達整改指令，跟蹤整改；及時進行事故快報，定期進行月報、季報、年報，對事故進行通報，公布事故責任追究情況；及時發(fā)布應(yīng)急預案，督促應(yīng)急演練和培訓，建立應(yīng)急救援機構(gòu)及物質(zhì)保障，建立事故庫，對典型事故案例進行分析，吸取教訓，提高應(yīng)急救援水平等。

在同煤集團的測試應(yīng)用中，系統(tǒng)設(shè)計滿足了集團安全監(jiān)管需求，技術(shù)可靠，通過對危險源、隱患等數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可實現(xiàn)預測預警，提升安全生產(chǎn)管理水平；通過全面管理安全投入、安全質(zhì)量標準化、安全培訓、事故管理、“三違”治理、應(yīng)急救援、“三同時”、職業(yè)健康管理等內(nèi)容，貫穿安全生產(chǎn)管理的全過程，對生產(chǎn)過程中的風險實現(xiàn)了有效管控，夯實了安全生產(chǎn)基礎(chǔ)，為集團公司安全管理工作決策提供科學依據(jù)。

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