譚章祿 任 超 王 澤

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083）

★ 煤炭科技·機(jī)電與信息化★

煤礦安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)*

譚章祿 任 超 王 澤

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083）

從風(fēng)險(xiǎn)源管理和隱患治理角度出發(fā)，針對(duì)當(dāng)前煤礦安全管理工作中存在風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別不智能、隱患缺乏有效監(jiān)督和檢查以及缺乏事前控制和閉環(huán)管理等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的總體架構(gòu)以及業(yè)務(wù)流程，并對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了闡述。在潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)提高了安全管理信息傳遞和反饋的效率，形成了安全閉環(huán)管理，對(duì)煤炭企業(yè)推進(jìn)安全管理信息化具有一定借鑒意義。

煤礦安全 預(yù)警與檢查系統(tǒng) 閉環(huán)管理 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

受安全投入和其它客觀因素的影響，煤礦安全管理很難確保所有的風(fēng)險(xiǎn)源在完全可控范圍內(nèi)。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)源失控發(fā)展為隱患時(shí)，采取相應(yīng)的手段對(duì)隱患進(jìn)行管控才能避免隱患進(jìn)一步發(fā)展為事故。風(fēng)險(xiǎn)源的管理是預(yù)防事故發(fā)生的根本和起始環(huán)節(jié)，因此對(duì)其應(yīng)注重事前控制。隱患的管理是預(yù)防事故發(fā)生的直接環(huán)節(jié)，因此對(duì)其應(yīng)注重監(jiān)督和檢查的閉環(huán)管理，以切斷其發(fā)展為事故的最后一環(huán)。二者同為預(yù)防事故發(fā)生的重要環(huán)節(jié)，但風(fēng)險(xiǎn)源管理更強(qiáng)調(diào)提前性和全面性，隱患管理則更強(qiáng)調(diào)閉環(huán)性和有效性。

當(dāng)前煤礦安全管理工作存在風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別不智能、隱患缺乏有效監(jiān)督和檢查以及缺乏事前控制和閉環(huán)管理等問(wèn)題?；诖?，本文引入可視化管理思想和隱患閉環(huán)管理理念，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源管理和隱患管理兩個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)，并在潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司進(jìn)行了應(yīng)用。

1　系統(tǒng)總體架構(gòu)

安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)架構(gòu)總體分為用戶層、交互層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和感知控制層，5個(gè)層次相互依賴、相互支持，并以安全閉環(huán)管理體系和信息化標(biāo)準(zhǔn)體系為架構(gòu)實(shí)施提供管理層面的支撐。安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)模型如圖1所示。

圖1　安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)模型

（1）感知控制層。感知控制層通過(guò)設(shè)備點(diǎn)檢儀、電壓傳感器、瓦斯傳感器、GPS以及RFID等物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)獲取機(jī)電設(shè)備、電壓電流、瓦斯抽采以及人員定位等井上和井下信息，并通過(guò)Zig-Bee、WIFI和UWB等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可用于績(jī)效考核，通風(fēng)瓦斯、供電管理和頂板管理等數(shù)據(jù)可用于預(yù)警和應(yīng)急指揮。

（2）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層為感知層獲取的數(shù)據(jù)提供面向大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)環(huán)境，構(gòu)建基于云存儲(chǔ)的煤礦安全數(shù)據(jù)庫(kù)。安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)中的技術(shù)管理、供電管理、通風(fēng)瓦斯、選煤、頂板管理以及機(jī)電設(shè)備等數(shù)據(jù)從各自對(duì)應(yīng)的預(yù)警專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用，安全類數(shù)據(jù)與CERP系統(tǒng)中績(jī)效考核對(duì)接。煤礦安全數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)特性，因此還需構(gòu)建多維度下的數(shù)據(jù)中心，包括數(shù)據(jù)交互中心、信息資源中心和計(jì)算維護(hù)中心。

（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層通過(guò)集成各預(yù)警專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息并進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)任務(wù)評(píng)價(jià)、安全生產(chǎn)任務(wù)整改、預(yù)警信息考核、預(yù)警延期申請(qǐng)以及監(jiān)測(cè)監(jiān)控、綜合信息、技術(shù)管理、應(yīng)急救援、供電管理、資質(zhì)證照、機(jī)電設(shè)備、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)瓦斯、選煤、頂板管理、生產(chǎn)組織以及礦井地質(zhì)與水文13個(gè)專業(yè)預(yù)警平臺(tái)。

（4）交互層。交互層連接用戶層和應(yīng)用層，其架構(gòu)包括廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)，交互層實(shí)現(xiàn)了安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)各子功能和用戶之間的人機(jī)交互。

（5）用戶層。用戶層處在系統(tǒng)頂層，整合集成不同的子功能模塊，并為用戶提供統(tǒng)一身份認(rèn)證登錄平臺(tái)。

（6）兩大體系。安全閉環(huán)管理體系和信息化標(biāo)準(zhǔn)體系為系統(tǒng)正常運(yùn)行分別提供管理和技術(shù)保障，安全閉環(huán)管理體系應(yīng)用于煤礦安全管理的各個(gè)階段和層次，為信息反饋系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)和流程基礎(chǔ)，為發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題并進(jìn)行整改提供制度保障。信息化標(biāo)準(zhǔn)體系為各層次提供規(guī)范化的協(xié)議、接口、編碼和信息傳輸與交換，為系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)整合提供標(biāo)準(zhǔn)。

2　系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

2.1安全預(yù)警業(yè)務(wù)流程

安全預(yù)警業(yè)務(wù)是指煤礦通過(guò)集成供電監(jiān)控系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、排水監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及可視化換班指揮調(diào)度系統(tǒng)等信息化系統(tǒng)，對(duì)獲取的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別，通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警抑制或者消除潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。安全預(yù)警業(yè)務(wù)主要包括風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、安全預(yù)警以及反饋考核等工作。

風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別是指通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)煤礦中存在的瓦斯和礦壓等不安全因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析其可能帶來(lái)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)源，需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，按照風(fēng)險(xiǎn)的重要和緊急程度分為普通預(yù)警、中度預(yù)警和重度預(yù)警；預(yù)警信息以顏色對(duì)預(yù)警的重要程序進(jìn)行區(qū)分展示，系統(tǒng)用戶進(jìn)入專業(yè)預(yù)警平臺(tái)頁(yè)面后可看到預(yù)警信息，CERP系統(tǒng)將預(yù)警信息自動(dòng)推送給責(zé)任人并彈出提醒對(duì)話框；反饋考核主要是指將預(yù)警信息處理情況和績(jī)效考核相結(jié)合。

2.2安全檢查業(yè)務(wù)流程

當(dāng)危險(xiǎn)源發(fā)展為隱患時(shí)，就需要針對(duì)安全生產(chǎn)隱患進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)，否則隱患將最終可能引發(fā)事故。煤炭企業(yè)在實(shí)際安全生產(chǎn)管理過(guò)程中，常常由于各種原因造成隱患檢查不夠全面、檢查效率低下以及缺乏有效監(jiān)督和反饋。安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中融入了安全閉環(huán)管理思想，形成了安全管理信息的閉環(huán)反饋循環(huán)，提升了隱患處理效率并實(shí)現(xiàn)了對(duì)安全生產(chǎn)事故的事先控制。此外，將安全檢查整改和復(fù)查的執(zhí)行情況與員工績(jī)效相結(jié)合，真正調(diào)動(dòng)員工在安全生產(chǎn)工作方面的積極性。安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理業(yè)務(wù)流程圖如圖2所示。

圖2　安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理業(yè)務(wù)流程圖

3　系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

煤炭企業(yè)安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)主要有安全生產(chǎn)檢查任務(wù)、安全生產(chǎn)整改任務(wù)、專業(yè)預(yù)警平臺(tái)以及預(yù)警延期申請(qǐng)4個(gè)功能模塊。

（1）安全生產(chǎn)檢查功能模塊。該模塊主要包括檢查任務(wù)下發(fā)、檢查任務(wù)上報(bào)、檢查任務(wù)復(fù)查以及檢查任務(wù)審核等流程，此外還包含檢查任務(wù)臺(tái)賬和反饋功能，提供時(shí)間、空間和屬性等多維度的檢查任務(wù)可視化查詢及展示。該模塊涉及到的主要信息有任務(wù)名稱、檢查時(shí)間、執(zhí)行單位、負(fù)責(zé)單位、隱患類型、隱患地點(diǎn)以及隱患詳細(xì)描述等功能。

（2）安全生產(chǎn)整改功能模塊。該模塊主要包括整改任務(wù)下發(fā)、整改任務(wù)上報(bào)、整改任務(wù)復(fù)查以及整改任務(wù)審核等流程。該模塊涉及的主要信息除了任務(wù)和隱患相關(guān)描述外，還包括處理措施、處理結(jié)果、復(fù)查部門以及結(jié)果反饋等功能。

（3）專業(yè)預(yù)警平臺(tái)功能模塊。該模塊包含了監(jiān)測(cè)監(jiān)控、綜合信息、技術(shù)管理、應(yīng)急預(yù)案、供電管理、資質(zhì)證照、機(jī)電設(shè)備、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)瓦斯、選煤、頂板管理、生產(chǎn)組織以及礦井地質(zhì)與水文13個(gè)專業(yè)預(yù)警平臺(tái)。專業(yè)預(yù)警平臺(tái)通過(guò)集成司馬煤業(yè)有限公司原有CERP系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)監(jiān)控等第三方系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同專業(yè)的周期、點(diǎn)值以及距離預(yù)警。

（4）預(yù)警延期申請(qǐng)功能模塊。該模塊所有預(yù)警信息都會(huì)以彈窗的形式推送給相應(yīng)的預(yù)警專業(yè)負(fù)責(zé)人，提醒其對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行處理。如果涉及到資質(zhì)證照等專業(yè)，需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)情況進(jìn)行預(yù)警延期，該模塊由預(yù)警專業(yè)責(zé)任人提出延期申請(qǐng)，并由主管領(lǐng)導(dǎo)審核通過(guò)可實(shí)現(xiàn)預(yù)警延期。

4　系統(tǒng)效益分析

安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)2014年4月在潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司上線使用，為公司帶來(lái)了顯著的效益。

（1）加強(qiáng)了反饋控制，形成了安全閉環(huán)管理。安全生產(chǎn)預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)通過(guò)將安全檢查事項(xiàng)以檢查單的形式下發(fā)給被檢查者，被檢查者進(jìn)行自查并上報(bào)檢查單，管理者對(duì)檢查情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給被檢查者，同時(shí)將相應(yīng)信息進(jìn)行預(yù)警提醒，從而形成了閉環(huán)反饋控制。

（2）增強(qiáng)了管理者的領(lǐng)導(dǎo)力度。安全生產(chǎn)預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)將被檢查者填報(bào)的數(shù)據(jù)與CERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如有不實(shí)者則進(jìn)行相應(yīng)懲罰，同時(shí)管理者有權(quán)通過(guò)系統(tǒng)對(duì)被檢查者進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果將和員工績(jī)效掛鉤，從而增強(qiáng)了管理者的權(quán)利，加大了其領(lǐng)導(dǎo)力度。

（3）提高了安全管理信息傳遞和反饋的效率。傳統(tǒng)安全管理采用安全執(zhí)行人員手工填報(bào)表單，以表單上報(bào)的形式進(jìn)行安全信息反饋，信息傳遞效率較低，執(zhí)行人員浮于形式。安全生產(chǎn)預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)采用信息化技術(shù)，給管理者和被檢查者之間架起一道溝通的橋梁，同時(shí)還能對(duì)被檢查者形成監(jiān)督和督促的作用，極大地提高了信息反饋的效率。

5　結(jié)語(yǔ)

安全預(yù)警與檢查閉環(huán)管理系統(tǒng)將閉環(huán)管理及可視化管理的思想引入煤炭企業(yè)安全管理的具體業(yè)務(wù)中來(lái)，管理者通過(guò)布置檢查問(wèn)題來(lái)制定檢查單，被檢查者通過(guò)回答檢查問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)，同時(shí)利用CERP中的安全管理數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和監(jiān)督，管理者對(duì)上報(bào)的數(shù)據(jù)給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，并將此結(jié)果用于整改和績(jī)效管理。此系統(tǒng)與CERP系統(tǒng)對(duì)接，利用CERP中安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果運(yùn)用于績(jī)效管理系統(tǒng)中，從而對(duì)安全任務(wù)執(zhí)行者起到檢查和監(jiān)督的作用。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，該系統(tǒng)可以為未來(lái)煤礦安全管理工作儲(chǔ)存海量數(shù)據(jù)，對(duì)收集多源和異構(gòu)的安全數(shù)據(jù)提供巨大幫助，對(duì)推進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)管理信息化進(jìn)程具有重要意義。

［1］ 王建強(qiáng)，譚章祿.基于信息化的煤炭企業(yè)安全檢查評(píng)價(jià)機(jī)制構(gòu)建［J］.煤礦安全，2014（9）

［2］ 李賢功，宋學(xué)鋒，孟現(xiàn)飛.煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控與隱患閉環(huán)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010（7）

［3］ 田永康，吳均平，劉愛(ài)華.礦山生產(chǎn)安全檢查閉環(huán)管理模式及其信息化技術(shù)［J］.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012（4）

［4］ 趙繼平.煤礦本質(zhì)安全智能平臺(tái)的研究與應(yīng)用［J］.中國(guó)煤炭，2006（10）

［5］ 劉永立，王海濤，石興龍等.基于綜合評(píng)價(jià)的煤礦本質(zhì)安全管理系統(tǒng)研究［J］.中國(guó)煤炭，2010（11）

Research and design of closed-loop management system of mine safety pre-warning and inspection

Tan Zhanglu，Ren Chao，Wang Ze
（School of Management，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China）

In view of the problems existing in the coal mine safety management at present that the identification of risk sources was not intelligent，the hidden dangers were not effectively supervised and inspected，and the feedforward control and closed-loop management were lacking，a set of closed-loop management system of mine safety pre-warning and inspection was designed. The overall architecture and operation processes were introduced and the system function was elaborated.The practical application of this system in Sima Coal Industry of Lu＇an Group showed that it improved the transfer and feedback efficiencies of the safty management information and the closed-loop management was achieved，which was a certain reference for coal enterprises to promote the informatization of safety management.

coal mine safety，pre-warning and inspection system，closed-loop management，system design

TD672

A

譚章祿（1962-），男，江西贛縣人，教授，博士研究生導(dǎo)師，工程管理博士點(diǎn)首席學(xué)科帶頭人，主要研究方向?yàn)楣芾硇畔⑾到y(tǒng)和企業(yè)信息化等。

（責(zé)任編輯 路 強(qiáng)）

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61471362）