煤礦安全生產綜合信息系統的設計與實現

孫 濤

（中國平煤神馬計算機通訊分公司，河南 平頂山 467099）

作為一個龐大而復雜的系統工程，煤礦安全生產的重要性在現代社會中顯得異常重要。對煤炭企業而言，除了需要注重安全生產系統的構建，生產過程的動態管理之外，還需要準確的掌握企業生產的各類信息，并對其進行綜合而系統、有效的分析和處理，以此為基礎對生產的狀況作出及時有效的預測與評價[1]。尤其在在國民經濟增長預期的積極推動下，我國煤礦企業的產量在不斷的增加，以此相對應，煤礦安全生產的難度也越來越大，這對煤礦企業的可持續發展和科學決策信息的制定將產生極為負面的后果，使煤礦企業的快速發展勢頭得到一定程度的遏制。為此，需要構建符合煤礦企業安全生產的體制，從信息化的角度出發，提高其參與市場競爭的能力。基于此，本文對煤礦安全生產綜合信息系統的設計與實現問題進行了全面的分析，首先闡述了煤礦安全生產綜合信息系統的總體結構，然后討論了其功能的實現，最后，從多個不同的層面，給出了煤礦安全生產綜合信息系統構建的若干建議。旨在通過本文的工作，促使更多的煤礦企業構建起有效的綜合信息管理系統，保障煤其安全生產的最終實現。

1 煤礦安全生產綜合信息系統設計

1.1 系統總體設計

就管理層面而言，完成基于B/S的系統集成與海量數據與信息管理，內容包括圍繞地質、測量、挖掘、制定、通風、安全、機電、監測與控制以及調度等各個專業數據組織管理、全面處理以及實時分析處理的數據共享，同時給企業管理層進行報表管理、統計分析與決策支持等方面工作。在這些工作當中，地理信息系統平臺是重中之重，統一存儲的數據是系統工作的核心，而專業應用軟件是進行生產技術管理的主要現代化工具，即生產技術綜合管理系統是煤炭集團管理與決策服務的系統。管理系統整體架構是通過瀏覽器或者服務器連接客戶端，完成整個集團、多礦井以及多管理層面的數據共享和交換傳播[2]。就礦井層面而言，專業技術管理系統可以達到圍繞地測數據動態變化的數據共享和交換的目的，基于設備參數數據庫可以完成不同設備的選型計算、設計以及優化，綜合全面地理信息系統平臺和報表管理服務平臺讓地質、計劃、通風、挖掘、開拓、機電以及安全等專業數據一起存儲管理在后臺數據庫管理系統當中，最終完成了專業應用軟件組件式開發的計劃。

1.2 安全評價子系統的功能設計

所謂安全評價是指對某一個具備特定作用的工作系統中以往的或者潛在的危險及其嚴重程度而開展的分析和評價，并且通過等級與概率值等得出定量指標，最后按照定量值的大小來確定是否采取預防或者防護措施，它的目的是達到人-機-環境系統的安全工作[3]。該評價系統消除了以往僅僅根據經驗與直覺處理問題的不足，從根本上實現了以預防事故為核心的現代科學管理思想。該評價系統將可行性分析中的安全論證、安全制定、系統防災能力的科學評價以及系統安全保障系統的建立等方面緊密結合到一起，最終實現了預防事故、制定安全措施以及增強安全管理的目標。

1.3 事故預測

對礦山事故發生的概率的預測是指對某種特殊的礦山事故是否會發生以及發生的概率進行的預測，它可以為采取實際措施防范事故發生提供科學依據。所謂礦山事故發生趨勢預測是指按照事故統計資料對今后事故發生趨勢展開的宏觀預測，其內容包括：為制定礦山安全管理目標、設計安全工作規劃或者做出安全決策提供數據支持。而礦山事故的發生通常受自然環境、生產技術條件、人員文化水平以及企業管理水平等各種因素的影響。很多的統計資料說明，礦山事故發生可能性及其影響因素完全是一個緊密聯系的系統[4]，同時這個系統據別相對的穩定性與連續性。所以我們可以在統計資料的基礎上，全面預測礦山事故發生狀況的變化方向。

1.4 數據庫設計

就人員傷亡事故管理信息系統而言，尚未處理的數據量非常大、數據類型特別多、結構較為復雜，對這些數據的存儲、查詢、歸類以及統計等處理要求也很高。而傷亡統計數據庫包含的內容也很多，比如死亡事故與重傷事故數據表等。因此，在數據庫設計過程中，它的數據項內容也很多，比如事故編號、事故發生時間、地點、事故概況、事故類別以及死亡與重傷人數等方面[5]。

2 煤礦安全生產綜合信息系統功能的實現

2.1 井下給排水

經過對井下給水與排水網絡的最優路徑分析與研究，可以為更好設計井下給水與排水路徑提供很里輔助決策支持。其中井下給排水是為了對給水路徑進行分析、對排水路徑進行分析。而給水路徑分析：因為每個需水點的用水量各不相同，能夠供水的水管有不同的供水約束，按照水量的供需關系選擇更好的供水管并且可以通過最佳方式為需水點提供路徑。所謂排水路徑分析是指通過尋找最佳開挖排水溝的路徑方式，實現為排水點找到沿下坡路走的最近的已有排水溝的系統[6]。

2.2 安全應急

經過對礦井事故展開動態網絡分析，可以為人員規避災難提供及時有效的路徑信息與數據，帶領他們立刻避災，并且能夠決策者提供安全事故計劃模板以及歷史計劃參考。而安全應急主要包括對避災路徑進行分析、提出應急預案、對事故進行處理及得出分析報告以及危險源管理等工作。同樣，避災路徑分析是指在事故點得出事故緩沖區，引導事故避災，并且能夠進行人工干預動態調整避災路線。所謂應急預案主要是指提供煤礦事故典例預案與通風應急預案等預案資料與信息，一般在應急演練與事故救援中使用的預案。

2.3 井下運輸

經過對井下運輸路線網絡的連通性和最好路徑研究與分析，可以為更好制定井下運輸路線提供輔助決策支撐。就井下運輸而言，其功能主要包括對道路動態進行管理、對巷道連通性進行分析、找出最佳運輸路徑以及動態調整運輸路線等方面[7]。其中道路動態管理是指在做巷道的各類分析之前，要先對巷道的通行性展開設置，要設置出不通行巷道、也可以是把過去不通行的巷道設置成可通行。而最佳運輸路徑是通過指定起點、途經點與終點，最終生成最佳運輸路線；所謂動態調整運輸路線是指當最佳運輸路徑中某一段路線不正常運行時，把異常路段設置成斷點，然后重新自動生成最佳路線的系統。

2.4 礦井通風

我們可以通過對礦井通風專業算法的完成，提供礦井通風通常包括礦井風量的計算、礦井生產條件的計算、對風路進行動態調整及模擬等作用。這當中涉及到礦井風量計算、礦井生產條件計算以及風路動態調整及模擬等方面[8]。正如，就風路動態調整及模擬而言，要求在通風網絡圖上，動態調整風機的風量與風向，通過這樣就會使得和該巷道風量合風向有關系的巷道實現自動調整風量與風向，同時在通風網絡圖上進行動態模擬試驗。

3 建立安全信息管理系統的若干建議

3.1 建立信息化隊伍、組建管理機構

煤炭企業要具備一支優秀的人才隊伍，這是讓企業實現信息化的前提，也是構造煤礦安全信息管理系統的基礎條件。該支人才隊伍的中的技術人員與管理人員要求具備以下素質：首先要工作態度積極，有較強的事業心；其次能夠熟練運用計算機；再次要熟悉各自的業務工作。尤其是針對那些系統的主管人員，一定要兼備計算機軟硬件的應用知識與系統分析以及系統設計的較高能力，他們通常應是知識與能力上的復合型人才。而安全信息管理系統的構建，往往是一項系統復雜、漫長、投資多而且風險較高的工作，它具有長期性，與跨部門、多層次的特性，所以，需要建立一個整個企業的信息管理機構來組織統籌信息系統的管理是尤為重要的。

3.2 加強信息標準化的建設

所謂信息標準化是指在有關國際標準、國家標準以及行業標準規范下，完成企業級的統一標準，主要包括統一術語定義、統一信息歸類編碼以及統一規范信息文檔標準等方面的內容，這樣，實現了信息形式的標準化、信息傳遞規范化與信息內容一體化。而信息標準化共享能夠讓信息具有統一標準與規范，讓不相同的計算機應用子系統之間能夠有效地進行信息交流與資源共享，防范了數據重復采集與輸入的弊端，進一步提升信息資源的利用效率。

3.3 重視系統的選型

目前，計算機在安全管理方面的系統開發有很多方法，通常來講，煤礦企業很多還是采用委托開發為主要方式，聯合開發與購買商品軟件作為輔助方式。而這樣必然會要求在系統的選型方面應該得到很大重視。系統選型時應遵循以下原則：首先是先進性與成熟性，這要求使用如今非常成熟的先進技術與產品；其次是開放性與標準性，即采用相關的國際標準、國家標準以及行業行規，并且能夠符合本企業的信息系統的標準的要求；再次是實效性與共享性，即可以及時、科學、動態地更新煤礦信息與數據，并且能讓信息資源實現高度共享；最后是傳遞性于安全性，即使得數據庫多層結構實現安全管理，能夠支持多級權限管理，讓系統安全性有較為穩固的支持。

3.4 領導重視、觀念更新

我們應該意識到，創立一個綜合的安全信息管理系統不單純是一個技術問題，而且更是一個管理問題，并不是單純靠資金投入能解決的。煤礦企業一定要從當前實際出發，在提高企業管理上與企業管理創新上做更多的建設性工作。首先，要不斷提高企業的管理水平，提升員工的整體素質，一步一個腳印地做好安全信息管理的主要工作；其次，要不斷進行管理、創新以及應用方面的創新，只有這樣，才可以建設良好的煤礦安全信息管理體系，最終讓它實現預期的目標。

4 結束語

目前，煤礦安全管理信息系統是一種較為先進的管理方法，它是應用信息系統的原理與方法、為安全管理提供信息服務與決策的人機系統，它的根本目的是改善工作環境、降低工傷事故、提升勞動生產率、減少成本，讓企業在目前的人力、資金以及材料等情況下，實現最佳的經濟效益與社會效益。

[1]蘇增慶.煤礦安全信息管理系統的建立[J].科技情報開發與經濟，2012（4）：182-183.

[2]牛建軍.煤礦企業安全生產綜合管理信息系統的設計[J].煤炭科學技術，2009（1）：10-13.

[3]朱明，張愛霞，邱利，趙亞軍.煤礦安全管理信息系統的研制[J].工礦自動化，2006（5）：12-14.

[4]徐效波，吳華玲，王建強，王勝平.煤礦安全生產信息系統的設計與實施[J].地球信息科學學報，2012（4）：454-459.

[5]齊銳，屈韶琳.用MapX 開發地理信息系統[M].北京：清華大學出版社，2003.

[6]張華兵.基于MapX的礦山安全管理信息系統的設計與開發[D].北京：中國地質大學（北京），2006.

[7]郭國政等：煤礦安全技術與管理[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[8]寧廷全：煤礦安全生產管理人員[M].北京：煤炭工業出版社，2007.