李延振 尹 波 李明鋒

（1.通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東煤礦安全監(jiān)察局，山東 濟(jì)南 250031）

礦用設(shè)備監(jiān)察管理系統(tǒng)是利用區(qū)域性集成的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控等傳感數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)報(bào)警的局限性。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障超前預(yù)測(cè)成為必然技術(shù)趨勢(shì)。針對(duì)山東省行政區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域、關(guān)鍵設(shè)備全程監(jiān)察，設(shè)備安全管理由孤島式企業(yè)管理升級(jí)到區(qū)域性全覆蓋煤礦安全監(jiān)測(cè)云存儲(chǔ)、云監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)智能輔助決策；安全監(jiān)察部門由事后安全執(zhí)法，到事前預(yù)警防范，由定期監(jiān)察，到全過(guò)程安全預(yù)警、狀態(tài)核查，由現(xiàn)場(chǎng)到遠(yuǎn)程。礦用設(shè)備監(jiān)察管理系統(tǒng)為從根本上預(yù)防和治理主要環(huán)境、地質(zhì)、采動(dòng)、采空區(qū)、設(shè)備、人員行為等安全隱患，堅(jiān)決防范和遏制煤礦重特大事故，構(gòu)建新技術(shù)、裝備、知識(shí)和管理決策提供保障能力。

1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合山東省煤礦安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)成果，集成礦用設(shè)備基本數(shù)據(jù)、安標(biāo)、維修、監(jiān)察、檢測(cè)、實(shí)時(shí)運(yùn)行等信息，全面分析煤礦設(shè)備使用、管理情況，進(jìn)行煤礦設(shè)備安全態(tài)勢(shì)分析，提升煤礦設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警手段，幫助決策者從中看到潛在煤礦設(shè)備類事故風(fēng)險(xiǎn)變化趨勢(shì)，指明煤礦設(shè)備類事故風(fēng)險(xiǎn)防控方向。

系統(tǒng)綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)主要煤礦設(shè)備安全準(zhǔn)入、設(shè)備定期維保、在線聯(lián)網(wǎng)分析、設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)分析為一體的礦用設(shè)備監(jiān)察管理系統(tǒng)的使用，為政府監(jiān)管監(jiān)察、煤炭企業(yè)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)監(jiān)察新模式，督促企業(yè)落實(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)防控主體責(zé)任，引導(dǎo)企業(yè)加大“四化”建設(shè)投入力度，為企業(yè)降本增效。

2 總體建設(shè)內(nèi)容

系統(tǒng)將集成礦用設(shè)備基礎(chǔ)管理、檢測(cè)檢驗(yàn)、維修、在線運(yùn)行狀態(tài)等信息，以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)作為支撐，建立礦用設(shè)備監(jiān)察管理分析模型，對(duì)煤礦設(shè)備引起的事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合分析。

業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)共設(shè)計(jì)七個(gè)子系統(tǒng)：礦用設(shè)備全生命周期信息管理子系統(tǒng)、礦用設(shè)備安標(biāo)信息子系統(tǒng)、礦用設(shè)備維修管理信息子系統(tǒng)、礦用設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)管理子系統(tǒng)、礦用設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析子系統(tǒng)、礦用設(shè)備監(jiān)察管理子系統(tǒng)、礦用設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。

3 總體業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)礦用設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，結(jié)合重大設(shè)備（包括主通風(fēng)機(jī)、電力設(shè)備、提升設(shè)備、皮帶設(shè)備、壓風(fēng)機(jī)設(shè)備、水泵設(shè)備）監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，整合設(shè)備監(jiān)察數(shù)據(jù)、設(shè)備維保數(shù)據(jù)、設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等其他相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)，利用多維分析、關(guān)聯(lián)分析、趨勢(shì)分析等分析方式，探索和建設(shè)煤礦企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系以及科學(xué)分析模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估與精準(zhǔn)監(jiān)察?？傮w業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖1。

圖1 總體業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

4 總體數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

依托山東煤礦安全監(jiān)察局已有的信息資源，經(jīng)過(guò)擴(kuò)容及完善，建設(shè)以煤礦企業(yè)為統(tǒng)一數(shù)據(jù)視圖，集成整合煤礦企業(yè)的設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備監(jiān)察數(shù)據(jù)、設(shè)備維保數(shù)據(jù)、設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、重大設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的礦用設(shè)備監(jiān)察大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)?？傮w數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖2。

圖2 總體數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

5 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

礦用設(shè)備監(jiān)察管理系統(tǒng)將礦用設(shè)備的準(zhǔn)入、安裝、使用、檢測(cè)檢驗(yàn)、維護(hù)、管理、報(bào)廢等全生命周期信息進(jìn)行綜合集成，同時(shí)支持設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察，通過(guò)將重要設(shè)備運(yùn)行信息統(tǒng)一接入省級(jí)監(jiān)察信息平臺(tái)，可有效支持設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)察，并可通過(guò)對(duì)歷史故障的評(píng)判，實(shí)施設(shè)備隱患分析與預(yù)警。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)共包括以下七個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容。

（1）礦用設(shè)備全生命周期信息管理子系統(tǒng)

集成礦用設(shè)備安標(biāo)準(zhǔn)入、生產(chǎn)制造、安裝驗(yàn)收，使用維護(hù)、檢測(cè)檢驗(yàn)等全生命周期信息，支持礦用設(shè)備全生命周期管理與監(jiān)察。

（2）礦用設(shè)備安標(biāo)信息子系統(tǒng)

通過(guò)與安標(biāo)國(guó)家中心礦用設(shè)備安標(biāo)數(shù)據(jù)的比對(duì)，分析、評(píng)判礦用設(shè)備、材料、儀器儀表是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其安全性能能否滿足使用場(chǎng)所的安全要求。

（3）礦用設(shè)備維修管理信息子系統(tǒng)

對(duì)礦用設(shè)備的維修、改造、安裝、檢修、檢測(cè)檢驗(yàn)、安全保護(hù)裝置、安全防護(hù)設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行狀況和運(yùn)行環(huán)境是否符合要求等方面進(jìn)行監(jiān)察管理。

（4）礦用設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)管理子系統(tǒng)

通過(guò)建設(shè)礦用設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范化、工作流程控制標(biāo)準(zhǔn)化、管理決策科學(xué)化、數(shù)據(jù)流通網(wǎng)絡(luò)化等方面工作，實(shí)現(xiàn)礦用設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)的上報(bào)和設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)更新，為煤礦安全監(jiān)察提供可靠、有效、及時(shí)的礦用設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)報(bào)告。

（5）礦用設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析子系統(tǒng)

對(duì)轄區(qū)礦山重要設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)分析，通過(guò)數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)集成到省局，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、挖掘、分析、展示等功能。

（6）礦用設(shè)備監(jiān)察子系統(tǒng)需求分析

對(duì)轄區(qū)內(nèi)煤礦設(shè)備的監(jiān)察工作進(jìn)行管理，主要包括重點(diǎn)監(jiān)察、專項(xiàng)監(jiān)察、定期監(jiān)察等內(nèi)容。

（7）礦用設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)需求分析

利用山東煤礦設(shè)備數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、點(diǎn)檢數(shù)據(jù)和設(shè)備全生命周期過(guò)程數(shù)據(jù)、重大設(shè)備監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析，并通過(guò)各種可視化圖表直觀展現(xiàn)煤礦設(shè)備從出廠、應(yīng)用、異動(dòng)、檢測(cè)、診斷到報(bào)廢的全生命周期管理及各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)關(guān)系、因果關(guān)系、趨勢(shì)等分析和展示，根據(jù)煤礦設(shè)備使用情況給企業(yè)、廠家和監(jiān)管部門提供決策支持。