基于PDA的隱患管理系統(tǒng)在露天礦山的設計與應用

彭華志

（霍邱縣應急管理局）

露天礦山一般分布在較為偏遠的山區(qū)，自然環(huán)境復雜多樣。采場工作人員分布寬泛，各類機械裝備設施交叉作業(yè)較多，傳統(tǒng)的礦山安全管理方式較為粗放，缺少科學的隱患風險辨識、預防與治理方法［1］，常態(tài)化安全管理效率較低，存在隨機性與滯后性，即隱患事故后處理，且存在很多不足之處。隨著露天礦山的智能化發(fā)展，隱患排查治理系統(tǒng)化是亟待解決的問題，一方面是因為生產本質安全保障是礦山企業(yè)最為重要的工作，通過加強隱患排查治理的信息化建設，能夠減少隱患事故的發(fā)生；另一方面，能夠最大程度上滿足安全管理人員的業(yè)務需求，提升隱患辨識與治理知識，借助一個便捷高效的管理工具，提高安全管理水平。

露天礦山隱患致因涉及多個客觀因素［2-3］，需要通過大量事故案例報告，用系統(tǒng)的方法歸納分析、識別與論證，建立風險辨識模型與治理策略，并應用到系統(tǒng)建設過程中。同時，針對不同礦山的環(huán)境特點設計最優(yōu)的系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)軟硬件與網(wǎng)絡傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，以系統(tǒng)推進礦山隱患排查治理制度執(zhí)行，以制度執(zhí)行結果不斷完善軟件流程，從而實現(xiàn)對露天礦山隱患可持續(xù)健康安全管理工作。

1 隱患辨識與治理模型方法

1.1 隱患源辨識

通過對安全管理網(wǎng)記錄的100 起露天礦山隱患事故案例進行梳理，風險源主要分為2 類，一種是已知風險源，即已發(fā)類似事故或者較易引發(fā)事故的隱患問題，往往是違反相關全生產管理規(guī)定的行為或事件；另一種是潛在風險源，即可能不會直接引發(fā)事故，但會擴大事故影響范圍。此外，隱患具有顯著的動態(tài)演變的特性，即原本安全的事件受到外界干擾后，轉變?yōu)殡[患事件。通過對事故檔案報告歸納統(tǒng)計以及從業(yè)人員調研訪問，可以確定露天礦山隱患主要由自然環(huán)境、交叉設備、主要干系人及管理體系等因素互相作用形成，構成隱患源致因立體動態(tài)模型，如圖1所示。

模型中，4 個主要因素維持安全體系的平衡，任意元素失衡都會導致礦山隱患事故的發(fā)生，多元素發(fā)生破化則會更大程度上疊加事故影響范圍，直接反映在礦山的安全運行狀況上。其中自然環(huán)境對隱患體系的影響體現(xiàn)在地質、氣象等方面，如巖層坍塌、落石、山體滑坡等，往往不受人力控制，對礦山安全具有很大威脅。交叉設備主要是指進行生產相關的設施設備，如炸藥混裝車、鏟運車、破碎機等。主要干系人是指從事生產與管理相關人員。管理體系指現(xiàn)行的安全管理制度，包括規(guī)章制度、風險預案、執(zhí)行力度等因素。露天礦山隱患成因復雜，在進行隱患源分析辨識時，可歸類于模型中的4 種隱患源，通過其對隱患事故的關聯(lián)影響程度進行評分，從而確定隱患源屬性。

1.2 隱患治理模型

露天礦山隱患風險類型多樣，根據(jù)其特點，設定治理模型主要分為3個階段，即隱患輸入、隱患輸出、隱患閉環(huán)處理，其中，隱患輸入與輸出經(jīng)過采場大范圍的篩查，一方面對隱患點形成前進行過濾，建立已有隱患點檔案，方便后續(xù)的隱患點跟蹤；另一方面保證了隱患閉環(huán)處理的科學性，減少后續(xù)隱患治理工作量。

在隱患輸入階段，通過隱患評價多個維度指標對隱患點綜合評價，并借助適當?shù)脑u價工具，實現(xiàn)隱患點批量賦值與定義。繼而進入輸出階段，實現(xiàn)隱患點風險定級與信息標記，依據(jù)評價結果對隱患點注冊與歸檔，形成采場隱患風險源清單，從而有利于風險預案的制定。在隱患閉環(huán)處理階段，需要調用隱患點風險評價等級、分類與應對預案，通過安全管理人員實現(xiàn)風險把控，控制隱患管理閉環(huán)過程。隱患治理需要科學化、流程化、可追溯化，建立隱患治理模型就起到了關鍵的作用，針對露天礦山隱患治理特點，建立隱患治理模型，如圖2所示。

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構

露天礦山地面遼闊，自然環(huán)境惡劣，對系統(tǒng)的實施具有以下2點顯著的限制條件:

（1）隱患發(fā)生具有動態(tài)性與隨機性，戶外或者井下環(huán)境復雜，需要人為安全排查.

（2）采場位置偏僻，網(wǎng)絡信號不穩(wěn)定或者無信號。

隱患排查系統(tǒng)結構宜簡潔可靠，對礦山具有廣泛適用性與靈活操作性，并且需要加強隱患巡查管理人員的作用，基于無線PDA（Personal Digital Assistant）底層架構［4］則是一個很好的選擇。PDA 作為手持終端智能設備，主要滿足隱患排查移動端APP 的運行環(huán)境，不僅能賦予巡查管理人員權限標識，方便快捷拍照與記錄隱患信息，適用不同通信環(huán)境，而且可作為應急專機，連線救援人員，實時上傳事故發(fā)生與處理進展。本系統(tǒng)采用UROVO 全觸屏手柄機型，搭載高通八核2.2 Ghz 高頻CPU，前置200 萬與后置1600 萬像素，4 G+64 G 內存，配置安卓9.0 系統(tǒng)，支持全網(wǎng)通網(wǎng)卡，可滿足隱患排查手機APP 軟件的存儲與使用要求。

通過綜合考慮露天礦山的特點，隱患排查系統(tǒng)架構采用分布式結構，劃分為三部分：信息層、傳輸層、應用層。信息層主要作用是搜集采場隱患相關信息，包括已注冊備案的固定隱患點、新增發(fā)現(xiàn)的隱患點、信息管理人員等，信息層主要通過實地查驗、風險辨識、軟件流程等方式輸出，保證了隱患排查的信息來源的準確可靠；傳輸層主要實現(xiàn)信息層向應用層傳輸與存儲，包括PDA 無線信道、4 G 基站與云服務器等，能夠提供安全可靠的采場隱患信息上傳的通道，滿足離線輸入、聯(lián)網(wǎng)上傳的功能。傳輸層主要通過移動APP 設置、4GVPN 傳輸網(wǎng)絡與端云服務器接口實現(xiàn)輸入與輸出，將采場隱患信息與治理過程數(shù)據(jù)在端與云服務器數(shù)據(jù)存儲。應用層主要實現(xiàn)隱患排查應用人機交互，滿足隱患排查治理相關人員與信息聯(lián)動，防治結合，包括PDA 移動APP、PC 端軟件系統(tǒng)與綜合管理平臺應用服務，應用層主要通過系統(tǒng)流程、指揮聯(lián)動與統(tǒng)計圖表和報表等實現(xiàn)輸入與輸出。系統(tǒng)組成架構如圖3所示。

2.2 系統(tǒng)功能

隱患排查治理系統(tǒng)功能主要包括隱患辨識體系、隱患處理體系與隱患分析體系三大板塊，由系統(tǒng)基礎信息支撐，形成適用于露天礦山隱患排查的功能架構，如圖4所示。

（1）隱患辨識體系。對于常規(guī)與專項檢查表、偶發(fā)事件上報等新增隱患點，通過隱患評價子系統(tǒng)，使用評分機制對隱患點多維度評價，輔助專家知識判斷等手段，確定隱患點風險定級，為隱患處理時效與力度提供依據(jù)。對采場范圍短期內不能有效改善的隱患點，需在系統(tǒng)注冊、登記與入庫，形成隱患一覽表，并將主要信息在采場地圖標識，形成隱患地圖，方便定期定點巡查與評估。風險一覽表逐一巡查后，可根據(jù)風險狀態(tài)計算生成風險等級標識二維碼，以評估采場風險狀態(tài)。

（2）隱患處理體系。采用分權授權方式貫穿，依次是巡查人、審批人、處理人、復核人，流程化處理方式。巡查人職責是定期巡查，檢查隱患點風險狀態(tài)與發(fā)現(xiàn)隱患點，并通過PDA 拍照與錄入系統(tǒng)上報；審批人對巡查人上報的隱患信息進行分類與定級，授權并分發(fā)至處理人；處理人通過結合巡查人與審批人的信息，結合風險處理預案，對隱患點處理；復核員是檢查隱患點處理結果，當符合安全要求時，通過驗收，形成處理報告，收錄隱患檔案，否則重新遞交處理流程，直到隱患點適當處理。

（3）隱患分析體系。通過隱患類型、等級、發(fā)生頻率等進行統(tǒng)計，生成報表與統(tǒng)計圖，并對隱患事件多維度分析，可以生成采場隱患畫像［5-6］。通過發(fā)掘隱患多發(fā)頻發(fā)事件機理，建立隱患事件檔案，便于事故溯源，為隱患預防與治理提供思路。并根據(jù)隱患關聯(lián)因素信息，定期新增智能應急預案。

（4）系統(tǒng)基礎信息。主要涉及隱患排查賬號、人員、地圖等基本信息的增刪與修改管理，提供系統(tǒng)正常運行的基礎服務。

3 系統(tǒng)應用表現(xiàn)

隱患排查治理系統(tǒng)符合當前智慧發(fā)展趨勢，符合礦山企業(yè)的實際需求，受到礦山企業(yè)的歡迎。系統(tǒng)開發(fā)階段中，在某露天礦山組織隱患排查小組開展全面隱患排查工作，記錄常規(guī)隱患點20處，通過風險源系統(tǒng)辨識，新增36 處?，F(xiàn)有隱患應急預案僅10余例，通過對56處隱患風險致因整理歸類，邀請行業(yè)專家與現(xiàn)場管理人員，采用3 輪菲德爾法進行評估，針對性地新增40 例應急預案，并完善了隱患分層排查治理過程的流程化程序、隱患辨識子系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件架構成型后，將開發(fā)階段成果應用到軟件系統(tǒng)中，很好地體現(xiàn)了隱患排查治理過程的應用支撐。系統(tǒng)試運行3 個月后，根據(jù)使用人員評價反饋，具有以下幾個方面的優(yōu)秀表現(xiàn)。

（1）有效促進了露天礦山隱患點全范圍排查與登記，對隱患點進行了全方位系統(tǒng)地梳理，客觀上減少了采場范圍內隱患死角。

（2）提高了企業(yè)安管人員隱患辨識與處理專業(yè)知識，完善隱患預案的制定，增加隱患處理工具的配置，建立了專門的隱患排查治理制度與班組，形成了隱患排查治理的有效力量。

（3）提高了礦山人員安全隱患意識，通過獎勵制度，提倡全員參與，促進了安管與工作人員隱患上報與治理的積極性，加大了系統(tǒng)運轉活性，對于隱患防治具有很好的作用。

4 結 論

通過實地開展隱患排查治理調研與梳理工作，對露天礦山隱患排查治理理論與技術進行系統(tǒng)研究，設計出適合露天礦山系統(tǒng)實施架構與軟件架構，開發(fā)了隱患排查治理系統(tǒng)，并成功應用到企業(yè)的實際生產過程，為企業(yè)隱患排查治理工作提供了很大的幫助，取得了以下成果。

（1）建立了有效的露天礦山隱患源致因動態(tài)模型與隱患排查治理模型，得出自然環(huán)境、交叉設備、主要干系人及管理體系對隱患發(fā)生的動態(tài)機理，并通過治理策略實現(xiàn)隱患等級評估與劃分，應用到治理流程，為系統(tǒng)的建設提供了理論支持。

（2）設計了具有廣泛適應性的露天礦山隱患排查治理系統(tǒng)實施架構，基于無線物聯(lián)網(wǎng)移動PDA 智能終端信息采集，滿足不同通訊環(huán)境要求，引入端云服務存儲應用技術，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與便捷性。

（3）搭建了隱患排查治理系統(tǒng)功能板塊，實現(xiàn)了隱患辨識系統(tǒng)化，隱患處理流程化，數(shù)據(jù)分析多樣化，應用了礦山的隱患源信息與應急預案策略，為露天礦山隱患的發(fā)現(xiàn)、治理、預防以及溯源分析提供了基礎。