六盤水市煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉仲勇，苗 增

（1.貴州省六盤水市機(jī)關(guān)事務(wù)局，貴州 六盤水 553000；2.西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054；3.廣東酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 東莞 523960）

0 引言

煤炭是我國的主體能源，煤礦安全生產(chǎn)也是我國當(dāng)前安全監(jiān)管的重要任務(wù)之一。六盤水市作為我國重要的產(chǎn)煤城市，提高煤礦信息化管理的水平，加強(qiáng)煤礦應(yīng)急管理能力，并運(yùn)用礦山大數(shù)據(jù)的思想，結(jié)合當(dāng)前六盤水市煤炭產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)的需要，構(gòu)建六盤水市煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)顯得尤為重要。

六盤水市是我國重點(diǎn)產(chǎn)煤城市之一，煤炭行業(yè)GDP占六盤水市總GDP的60%以上，2017年共生產(chǎn)原煤6 031萬噸，在我國排名第16位［1］。根據(jù)六盤水市能源局統(tǒng)計(jì)，2021年六盤水市共有生產(chǎn)煤礦90處，生產(chǎn)規(guī)模6 980萬噸/年；而在十四五末，隨著貴州的周邊省份逐步退出煤炭市場，煤炭需求旺盛。按照規(guī)劃，十四五末，全市煤炭產(chǎn)量將達(dá)到1億噸。

對于政府監(jiān)管而言，煤礦事故預(yù)防最主要的手段便是加強(qiáng)煤礦井下安全隱患的識別、控制和反饋；而安全隱患的識別一般由應(yīng)急管理局、煤炭局等單位進(jìn)行監(jiān)管，但是對于隱患的控制和反饋的過程，六盤水市信息調(diào)度中心可以結(jié)合全市煤礦企業(yè)的基本信息，及時(shí)地把握煤礦井下實(shí)時(shí)信息，建立完好的反饋機(jī)制，使得煤礦企業(yè)可以更好地完成安全生產(chǎn)。

1 煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性分析

對于煤礦信息化平臺而言，平臺位于六盤水市市區(qū)內(nèi)，但大部分的煤礦企業(yè)都在偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村地區(qū)，在信息上存在著數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)傳輸性等問題。為此，構(gòu)建一個(gè)可靠的系統(tǒng)，解決上述問題，具有重要的意義。

1.1 技術(shù)可行性分析

煤礦信息化平臺的建設(shè)過程中，首先，要考慮信息化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，保證煤礦企業(yè)能夠準(zhǔn)確有效地上傳和下載相關(guān)的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)［2］；其次，要通過政府的力量，構(gòu)建統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)化平臺網(wǎng)站，組建既懂煤礦又懂信息化的管理團(tuán)隊(duì)；最后，結(jié)合煤礦信息化平臺，增設(shè)危險(xiǎn)源辨識系統(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)，提高煤礦信息化監(jiān)管的技術(shù)基礎(chǔ)。

通過B/S架構(gòu)，把Web服務(wù)器加入到客戶端和服務(wù)端之間，減輕系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)的工作量，也使得煤礦安全系統(tǒng)的用戶通過瀏覽器就可以直接登錄系統(tǒng)；同時(shí)構(gòu)建SQL Server數(shù)據(jù)庫，保障數(shù)據(jù)的安全性［3］。綜上，從技術(shù)層面來看，系統(tǒng)的開發(fā)有較高的可行性。

1.2 經(jīng)濟(jì)可行性分析

在系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，六盤水市政府組建了專門的團(tuán)隊(duì)分析每種方案的成本及最優(yōu)方案，同時(shí)確定了安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的驗(yàn)收，明確要求了煤礦所要具備的安全管理信息系統(tǒng)。并通過對原有系統(tǒng)的升級改造，提高系統(tǒng)的實(shí)用性，進(jìn)而更好地輔助煤礦井下的安全生產(chǎn)水平，降低了煤礦企業(yè)的安全管理能力。

1.3 社會可行性分析

2017年，國家開始更加系統(tǒng)、全面重點(diǎn)地關(guān)注煤礦企業(yè)的安全問題，本研究工作響應(yīng)了國家的政策，為煤礦的安全管理體系建設(shè)添磚加瓦。同時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合行業(yè)行規(guī)，響應(yīng)法律政策和社會的潮流，且對于提高煤礦企業(yè)的安全管理能力具有充分的必要性。

綜上所述，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會3個(gè)方面來看，都對煤礦有很大的幫助，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)可行性，可以更好地對煤礦企業(yè)提供安全生產(chǎn)管理。

2 信息化系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和需求

2.1 信息化系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)

通過信息化手段，改善轄區(qū)內(nèi)的安全現(xiàn)狀，是貴州省六盤水市信息調(diào)度中心重要的目標(biāo)要求之一。根據(jù)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作的業(yè)務(wù)實(shí)際情況，結(jié)合未來信息化發(fā)展、大數(shù)據(jù)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的全面應(yīng)用情況，進(jìn)而制定而成，用來約束當(dāng)前礦山安全生產(chǎn)企業(yè)在數(shù)據(jù)錄入過程中所存在的問題。礦山安全生產(chǎn)監(jiān)督管理系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是：

(1）通過安全生產(chǎn)監(jiān)督管理行業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，建立合格的安全生產(chǎn)監(jiān)管信息數(shù)據(jù)庫，提供煤礦安全數(shù)據(jù)的下載和瀏覽；

(2）通過建立安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)，促進(jìn)政府的各個(gè)參與方進(jìn)行資源共享，進(jìn)而加強(qiáng)各方的聯(lián)動，保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)和煤礦集團(tuán)公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)與六盤水市信息調(diào)度中心的數(shù)據(jù)相匹配，也保證其他安委會成員單位能夠快速地調(diào)用數(shù)據(jù)；

(3）提高工作效率，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)元的管理，使得礦山安全生產(chǎn)信息化平臺的增、改、刪等業(yè)務(wù)的管理更加靈活，提高查詢效率，同時(shí)通過增設(shè)計(jì)時(shí)器，改善煤礦企業(yè)證照的期限問題；

(4）開放數(shù)據(jù)接口，為未來煤礦的安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為未來發(fā)展提供數(shù)據(jù)平臺，形成政府聯(lián)動數(shù)據(jù)管理中心。

2.2 信息化系統(tǒng)建設(shè)需求

對于需求而言，其功能需求主要滿足以下方面：用戶管理，數(shù)據(jù)元素管理，目錄管理，數(shù)據(jù)元管理，數(shù)據(jù)處理，應(yīng)急預(yù)警，數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)反饋。

對于系統(tǒng)需求而言，主要應(yīng)當(dāng)滿足以下功能：具有良好的性能，滿足六盤水市信息調(diào)度的能力；具有一定的拓展性，能夠保證系統(tǒng)未來繼續(xù)完成升級和改造；具有較強(qiáng)的可靠性，保證系統(tǒng)在使用過程中能夠正常運(yùn)行，不會出現(xiàn)惡意的bug或是經(jīng)常性地宕機(jī)；具有一定的安全性，保證云平臺系統(tǒng)在建設(shè)過程中，能夠滿足系統(tǒng)的安全性要求；具有易用性，方便用戶多端、多網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

對于六盤水市風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)而言，采用面向?qū)ο蠓ㄟM(jìn)行分析，可以更好地適應(yīng)煤礦企業(yè)的實(shí)際情況。同時(shí)，通過B/S技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)上搭建門戶網(wǎng)站，將礦山安全生產(chǎn)監(jiān)督管理過程中所涉及到的全部數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化模式，全面有效地展現(xiàn)在系統(tǒng)用戶面前，同時(shí)該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，并能夠及時(shí)地反饋給用戶［4］。煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控信息系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境是廣域網(wǎng)，B/S模式應(yīng)當(dāng)滿足“遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)、集中管理”的實(shí)時(shí)要求。系統(tǒng)用戶主要是煤礦作業(yè)人員、政府監(jiān)管人員等，該系統(tǒng)不僅配置在煤礦公共區(qū)域，還需要在調(diào)度室甚至井下配置。

系統(tǒng)在使用過程中，主要在表示層、功能層和數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其中，在表示層中，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)上傳、下載和顯示，保證礦山安全生產(chǎn)監(jiān)管數(shù)據(jù)的傳輸使用；在功能層中，聯(lián)系系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器與web服務(wù)器的連接，保證內(nèi)部的穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)共享，并能夠及時(shí)地進(jìn)行查找和觀看；在數(shù)據(jù)層中，通過數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)元的底層存儲進(jìn)行了驗(yàn)證。

3.1 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)在建立過程中，主要依托原有的六盤水市監(jiān)控中心來進(jìn)行和開展，將新的風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)直接嫁接到原有系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，具體如圖1所示。

圖1 六盤水市風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)

3.2 總集成方案

3.2.1 服務(wù)器

在服務(wù)器上，采用2臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器；2臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心的綜合應(yīng)用服務(wù)器；1臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，用于響應(yīng)礦端數(shù)據(jù)上傳服務(wù)；1臺服務(wù)器作為Web服務(wù)器，與提供外網(wǎng)訪問控制的防火墻DMZ區(qū)，用于響應(yīng)Internet以及手機(jī)等外部用戶的應(yīng)用請求［5］。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，主要以核心三層千兆交換機(jī)作為中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，二層千兆作為工作區(qū)接入交換機(jī)，1臺防火墻內(nèi)網(wǎng)防護(hù)，1臺防火墻外網(wǎng)防護(hù)并提供VPN接入。

3.2.3 存儲設(shè)備

采用1臺FC交換機(jī)、1臺磁盤整列組建SAN區(qū)，提供整個(gè)數(shù)據(jù)中心的核心存儲服務(wù)，用于存放核心監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；1臺BDA(一體化數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)）作為數(shù)據(jù)備份設(shè)備，提供數(shù)據(jù)備份服務(wù)。

4 應(yīng)用能力分析

4.1 安全風(fēng)險(xiǎn)管控能力分析

六盤水市煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控及應(yīng)急管理系統(tǒng)可以針對隱患整改尚未完成的銷號指令進(jìn)行跟蹤督促，降低隱患引發(fā)事故的可能性；同時(shí)也針對煤礦事故發(fā)生的后果嚴(yán)重程度，對煤礦企業(yè)的安全管理人員進(jìn)行督促，保證風(fēng)險(xiǎn)等級處于較為穩(wěn)定的水平。

在風(fēng)險(xiǎn)管理的過程中，針對應(yīng)急管理局、煤炭監(jiān)察局、能源局等相關(guān)職能單位的指令，對煤礦企業(yè)進(jìn)行跟蹤督促，保證煤礦風(fēng)險(xiǎn)管理的運(yùn)營。運(yùn)用PDCA循環(huán)進(jìn)行開展，保證煤礦企業(yè)能夠合規(guī)化生產(chǎn)，并將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行反饋，保證隱患的閉環(huán)整改落實(shí)。

此外，運(yùn)用系統(tǒng)對煤礦企業(yè)中存在的大部分隱患進(jìn)行分析，督促落實(shí)相關(guān)政策和規(guī)定，運(yùn)用安全檢查表法、故障樹分析法等進(jìn)行分析和管理，提高六盤水市煤礦企業(yè)的整體安全性。

4.2 安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力分析

對于煤礦企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警而言，以瓦斯突出為例：當(dāng)發(fā)生煤礦隱患時(shí)，煤礦井下的瓦斯傳感器會在發(fā)生的第一時(shí)間，傳輸?shù)搅P水市信息調(diào)度中心，并根據(jù)報(bào)警的級別，按照相關(guān)規(guī)定傳達(dá)給相關(guān)應(yīng)急預(yù)警的管理人員。同時(shí)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)用，實(shí)時(shí)了解煤礦企業(yè)的情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

通過六盤水市煤礦安全監(jiān)管系統(tǒng)，督促落實(shí)相關(guān)的政策和規(guī)章，提高煤礦企業(yè)的安全管理能力。

4.3 安全隱患管理能力分析

六盤水市煤礦安全監(jiān)管系統(tǒng)可以結(jié)合煤礦企業(yè)在實(shí)際過程中存在的問題，進(jìn)行分析和管理。對于“人”的因素，結(jié)合其身體狀況、家庭情況等客觀因素、心理因素進(jìn)行分析，減少惡意違章事故的發(fā)生；對于“物”的因素，在檢查的過程中，對煤礦企業(yè)存在的機(jī)械、設(shè)備隱患進(jìn)行重點(diǎn)管理，保證設(shè)備的正常及安全運(yùn)行；對于“環(huán)境”因素，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，同時(shí)也要增加照明、噪聲、粉塵的跟蹤管控；對于“管理”因素，既可以通過信息調(diào)度中心執(zhí)行培訓(xùn)登記制度，又可以通過特種作業(yè)人員、礦長等資質(zhì)的跟蹤，保證煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。

4.4 應(yīng)用效果分析

4.4.1 利用數(shù)據(jù)分析助推精準(zhǔn)監(jiān)管

充分運(yùn)用政府?dāng)?shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)的理念和技術(shù)，不斷提高政府服務(wù)和監(jiān)管的精準(zhǔn)性、有效性［6］。通過對煤礦企業(yè)各類環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控實(shí)時(shí)告警的處置、采掘工程進(jìn)度管理、隱患的分類處置，駐礦安監(jiān)員及企業(yè)的日常工作管理等系統(tǒng)保障，保證監(jiān)管部門第一時(shí)間掌握企業(yè)的安全生產(chǎn)狀態(tài)，督促企業(yè)消除各類隱患及緊急狀態(tài)，制止企業(yè)的各類違章行為，有效預(yù)防和降低企業(yè)生產(chǎn)安全事故發(fā)生；同時(shí)利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以及時(shí)地將煤礦井下產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地反饋到六盤水市應(yīng)急管理部門，更好地引領(lǐng)六盤水地區(qū)的安全監(jiān)管發(fā)展，提高煤礦安全生產(chǎn)能力。

同時(shí)，通過構(gòu)建“大數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)分級管控”和“隱患排查治理”雙重預(yù)防工作機(jī)制，降低六盤水市煤炭傷亡事故，提高安全隱患，為構(gòu)建數(shù)字化礦山的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4.4.2 大力提升企業(yè)安全生產(chǎn)數(shù)字化管控水平

隨著企業(yè)信息化程度的逐步加深，煤炭等高危行業(yè)數(shù)字化水平也在不斷地提升。借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建各類科學(xué)、客觀的企業(yè)安全生產(chǎn)分析評價(jià)體系，從不同監(jiān)測監(jiān)控對象和眾多監(jiān)測信息中及時(shí)發(fā)現(xiàn)企業(yè)可能存在的異常和危險(xiǎn)，通過提前預(yù)警、及時(shí)介入，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患，將隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

此外，構(gòu)建企業(yè)的安全管理機(jī)制，運(yùn)用企業(yè)檔案提醒機(jī)制，提高和改善六盤水地區(qū)的信息化水平，提高企業(yè)的辦事效率。尤其是圍繞礦井通風(fēng)、地測防治水、采煤、掘進(jìn)、機(jī)電、運(yùn)輸、安全管理、職業(yè)衛(wèi)生、應(yīng)急救援、生產(chǎn)調(diào)度、地面設(shè)施等方面的安全生產(chǎn)管理，積極推廣應(yīng)用，待推廣成功后向煤礦企業(yè)全覆蓋，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化礦山全覆蓋的過程。

4.4.3 以需求為導(dǎo)向、以應(yīng)用為核心,以購買服務(wù)帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展

緊緊圍繞政府監(jiān)管需求，開發(fā)面向不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域、不同用戶對象、不同應(yīng)用層次、不同應(yīng)用規(guī)模的應(yīng)用服務(wù)程序，為對象提供安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，讓政府和企業(yè)根據(jù)自身需求定制和購買服務(wù)，形成安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)安全發(fā)展。利用六盤水市信息安全監(jiān)管的經(jīng)驗(yàn)，帶動六盤水地區(qū)煤炭行業(yè)的發(fā)展，以煤礦信息化平臺應(yīng)用為核心，配合貴陽市大數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，帶動區(qū)域性的煤炭新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成安全生產(chǎn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)和AI報(bào)警技術(shù)，打造品牌，將六盤水市煤礦信息化管理系統(tǒng)推出去，引領(lǐng)安全信息化發(fā)展。

5 結(jié)語

六盤水市煤礦安全信息化平臺上線以后，六盤水市的安全生產(chǎn)管理水平顯著提高，達(dá)到了預(yù)期的效果和要求。

(1）基于GIS一張圖原理，全面構(gòu)架六盤水市安全云平臺，將六盤水市煤炭行業(yè)的煤礦數(shù)據(jù)全部體現(xiàn)了出來，并部署開發(fā)行業(yè)監(jiān)管、綜合監(jiān)管、公共服務(wù)、應(yīng)急救援和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用5大系統(tǒng)。

(2）在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上，整合煤礦井下的礦山安全監(jiān)管數(shù)據(jù)和平臺，并制定了統(tǒng)一的接口和規(guī)范，為六盤水市煤炭行業(yè)數(shù)字化、智能化、自動化發(fā)展奠定了寶貴的基礎(chǔ)。

(3）目前已覆蓋全市煤礦、非煤礦山、危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹等行業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集，煤礦的信息數(shù)據(jù)已上傳至省安全監(jiān)管局“云上貴州 安全云”平臺，未來將更快地完成六盤水市大數(shù)據(jù)云平臺的構(gòu)建工作。

(4）截至2022年3月底，全市共處置企業(yè)證照預(yù)警453次，特種作業(yè)人員持證預(yù)警1 246次；共處置各類告警760 423條，其中：黃色告警3 521條，橙色告警23 498條，紅色告警68 321條；共錄入安全隱患267 543條、閉合消號227 305條，其中：執(zhí)法隱患154 052條、閉合消號149 620條，企業(yè)自查自糾隱患124 774條、閉合消號100 685條；安全生產(chǎn)形式發(fā)展良好，六盤水市信息化平臺建設(shè)工作已經(jīng)初見成效。