企業安全生產預警系統設計研究

呂樹進 呂昤芳

（1.保定學院數學與計算機系，河北 保定 071000；2.河北農業大學城鄉建設學院，河北 保定 071001）

企業安全生產預警系統設計研究

呂樹進1呂昤芳2

（1.保定學院數學與計算機系，河北 保定 071000；2.河北農業大學城鄉建設學院，河北 保定 071001）

建立企業生產安全預警系統是企業實現安全管理的迫切需要。本文針對傳統安全管理的弊端，在吸納現代安全管理理念的基礎上，分析了預警基本理論、預警系統的基本原理和工作流程，并結合我國企業的安全生產實際狀況，研究了預警系統的設計方案，包括設計思想、設計目標、總體架構和功能設計，重點研究了預警指標的選取、預警模型的構建及預警指數生成。

安全生產；預警系統；設計

安全生產工作作為我國建設和諧社會的重要工作之一，一直受到各級政府的高度重視。傳統的安全管理多是靠經驗和直觀檢查。這種管理方式重在事故管理，圍繞事故本身做文章，往往在事故發生后研究事故成因，以吸取事故經驗教訓，且對安全生產狀態和形勢缺乏定量評判，無法體現“預防為主”的思想。

在企業的安全生產工作中要貫徹預防為主的原則，即建立科學的管理制度，使用先進的技術手段，及時發現、減少并防止生產者的不安全行為和“物”的不安全狀態，減少和防止事故的發生，真正做到防患于未然。安全生產預警管理系統能夠滿足企業安全生產管理的迫切需求，系統可以對企業安全生產狀況作出科學、綜合、定量的判斷，提高監管部門、生產單位的安全生產管理能力，切實保護群眾的生命財產安全。

2014年5月，國家安監總局印發了《冶金等工貿行業企業安全生產預警系統技術標準（試行）》，明確要求申請安全生產標準化一級的企業，需按照此標準建立并運行預警系統［1］。因此，無論從企業現實需求還是政府的要求來看，建設全面的企業安全生產預警系統都十分必要和迫切。通過安全生產預警系統，對企業安全生產狀況做出科學、綜合、定量的判斷分析，為合理分配安全資源，及時發現事故隱患，及早確定隱患排查治理重點，為企業安全生產決策、安全評價等工作提供依據［2-4］。

1 預警系統概述

1.1 預警系統的定義

預警是指在事故發生前進行預先警告，即對將來可能發生的危險進行事先預報，提請相關當事人注意。防患于未然是安全生產管理的關鍵，及早發現事故隱患，及時采取預防措施，可以減少安全事故的發生。

預警機制是指根據已獲得的信息，通過邏輯分析判斷推導出當前的狀態，能靈敏、準確地告示危險前兆，并能及時提供警示，使相關人員能采取相應措施的一種制度。預警機制的作用在于超前反饋、及時布置、防風險于未然，最大限度地降低事故發生對生命造成的侵害、對財產造成的損失。

筆者把安全生產預警系統概括為：綜合運用管理學、系統科學、預測技術及事故致因理論等多學科理論和方法，在全面辨識反映企業安全生產狀態的指標的基礎上，通過對隱患排查、安全事故、安全教育、應急管理等日常數據的量化分析，對企業安全生產狀態進行診斷，及時發布安全生產預警信息，并對企業安全生產形勢進行預測評估的決策支持系統。

1.2 預警系統的工作流程

預警系統的工作流程如圖1所示。首先，篩選建立預警指標和預警模型；其次，在收集預警所需的日常安全管理數據基礎上進行指數測算；最后，生成安全預警指數圖和預警報告。

圖1 預警系統工作流程原理圖

2 預警系統設計方案

2.1 設計思想與系統目標

預警系統的設計思想：以日常隱患排查工作為主線，以日常安全管理為基礎，通過安全管理過程的閉環管理，有效集成并提煉企業內部分散的各專業、維度安全生產狀態信息，形成一定時期內對安全生產有影響程度的綜合預警指數[5]，直觀地反映企業內各部門在安全管理各環節的管理執行情況，為企業安全生產決策提供依據。

2.1.1 數據采集。在企業生產過程中，每個員工都是安全生產的參與者，企業應建立覆蓋全員、班組、車間、部門的數據采集和上報系統，數據采集內容應根據各預警指標制定。同時，將控制系統、生產監控、傳感器等采集的實時數據與本系統對接，可以實現自動數據采集，提高數據的準確程度和實效性。

2.1.2 預警信息發布。系統根據采集的數據，計算出企業的安全運行狀態，安全生產預警指數圖采用曲線圖的方式呈現，直觀表征安全生產現狀及發展趨勢。當超過某一閾值時，圖形可通過信號燈或顯著顏色等及時報警，向全體員工公布。同時，生成安全生產預警報告，發送給安全管理人員及主管領導，為管理層決策提供參考。

2.1.3 問題整改。企業各部門應在收到預警指數圖和預警報告后，及時制定、落實整改措施，完成問題整改，并在系統中及時上報，保證預警系統的閉環管理。

2.2 總體架構系統總體架構分為四個層次，分別是支撐層、系統管理層、業務層、決策層。系統主要用戶分三類：系統管理員、基層業務人員和企業管理決策人員。①支撐層：系統運行的軟硬件、網絡等基礎環境。②系統管理層：面向系統管理員用戶，實現系統的配置、管理和維護功能。③業務層：面向基層安全人員，實現企業日常安全管理工作。④決策層：面向企業管理決策人員，實現對本企業安全數據的分析統計、預警指數計算、預警報告及安全形勢評估等功能。

2.3 功能劃分

系統功能主要包括安全生產基礎信息管理子系統、日常安全生產管理子系統、安全預警與決策支持子系統及系統管理與維護子系統四個子系統。

①安全生產基礎信息管理子系統。建立企業安全生產管理基礎數據，為安全預警、預測提供數據基礎。

②日常安全生產管理子系統。實現預警指標的數據采集，主要包括隱患排查和治理、安全教育培訓、安全事故管理、應急管理及設備檢修等子模塊。

③安全預警與決策支持子系統。在預警模型基礎上，根據日常安全管理數據，計算得到安全生產預警指數圖，并生成安全生產趨勢圖。

④系統管理與模型維護子系統。對系統和模型進行管理和維護，包括用戶權限管理、日志管理、系統配置及模型維護等功能。

3 關鍵技術

3.1 預警指標體系

3.1.1 預警指標選取原則。預警指標應能描述和表征出某一段時間企業生產安全各個方面的狀況及變化趨勢，由動態和靜態指標相結合，應具有科學性、系統性、動態性、可量化、獨立性及可對比性等原則。

3.1.2 預警指標確定。企業應根據自身安全生產管理特點選取合適的預警指標，應從人、物、環境、管理及事故等5個因素進行預警指標篩選，企業可參考指標見表1。

3.1.3 其他指標。企業可根據自身具體情況，自行增加其他預警指標，例如：危險源狀態、安全意識、專職安全管理人員占比、外用工流動率及外用工數量等指標項。

表1 預警指標

3.1.4 指標權重確定。由安全領域專家根據企業生產的歷史數據、事故情況等進行分析，可運用AHP、Del?phi法等方法，根據不同指標在整體預警指標體系中的相對重要程度，確定各指標在預警系統中的權重。

3.2 預警模型建立

通過預警指標量化值及其指標權重，建立數學模型。常用的安全預警模型方法有線性加權和法、模糊綜合評判法、神經網絡、粗糙集理論、支持向量機及貝葉斯網絡等。可以采用簡單易行的線性加權和法，得出安全生產預警指數值。計算公式為：

式（1）中：SPI表示企業安全生產預警指數（Safety Precaution Index）；Ii表示企業安全生產預警指標，i=1,2…,n；Wi表示各指標所對應的權重，i=1，2，…,n。

另外，有利于事故預防、安全管理的指標項在公式中屬于負向的系數；不利于事故預防、安全管理的指標項在公式中屬于正向的系數。

3.3 預警指數圖

根據實際情況，企業安全生產管理人員可將安全生產狀態劃分為不同等級，如可分為安全、警告、危險、高危四個等級。在將生產狀態分為四個狀態的情況下，預警閾值可用三個數值來表示，具體設置如表2所示。

表2 預警閾值設置

將不同時期預警指數標記在二維坐標上，可得到安全生產預警指數運行圖。其中，圖橫軸表示預警周期，根據用戶預先設置的預警周期設定，可以是周、月等，縱軸表示不同周期安全生產預警指數值。通過預警閾值劃分為不同區域，并用明顯不同的顏色來區分。

4 結論及建議

預警系統的建設與實施是一個系統工程，涉及組織、人員、制度、管理及技術等多種因素。在企業中建立完善的安全生產預警機制，還需要做好以下幾方面工作。

①完善安全生產責任體系，落實安全監督管理責任，強化對生產過程的管理和控制，形成定期對預警要素進行辨識、評估、預警信息發布機制。強化安全生產的全員、全過程、全方位管理，健全應急機制，實現超前管理。

②強化全員參與意識。安全預警工作需要全方位的信息采集，數據來源于日常工作，做到隱患排查工作常態化，通過安全培訓、學習交流提高員工發現問題的能力，互相排查和自檢，及時發現問題，并分享自己的發現。

③加強安全生產標準化建設。通過標準化建設，不僅可以落實企業安全生產主體責任，而且能規范和提高從業人員的安全操作技能，從整體上提高企業安全生產素質。此外，標準化建設也是企業安全生產信息化和預警系統運行實施的前提和基礎。

［1］ 國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知（國發〔2010〕23號）［EB/OL］.（2010-07-19）［2017-10-09］.http://www.wwwauto.com.cn/HYfgzc/AQSC/2010/GF-2010-23.htm.

［2］ 薛劍光.安全生產監督與管理的量化表達方法研究［D］.長沙：中南大學，2010.

Design of Early-Warning System for Enterprise Safety Production

Lv Shujin1Lv Lingfang2
（1.Department of Mathematics and Computer Science,Baoding University，Baoding Hebei 071000;2.Urban and Rural Construction Institute,Agricultural University of Hebei，Baoding Hebei 071001）

The establishment of enterprise production safety warning system is an urgent need for enterpris?es to achieve safety management.In view of the disadvantages of traditional safety management,the basic principles of early warning and the basic principle and workflow of early warning system are analyzed on the basis of absorbing the concept of modern safety management.Combined with the actual situation of Chi?na's safety production enterprises,including the design,research of the early warning system:design idea,design objectives,architecture and functional design,focus on the construction of early warning model selec?tion,early warning indicators and early warning index generation.

safety production；early warning system；design

TD607

A

1003-5168（2017）11-0065-03

2017-10-09

河北省科技計劃項目“物聯網在城市管理中的應用研究”（12450320）。

呂樹進（1967-），男，碩士，高級實驗師，研究方向：計算機應用。