安全生產信息共享平臺在陜煤礦井中的應用

趙宇波，雷小平，康孝武，張鵬鵬，范倩楠，李 祥

(陜西煤業股份有限公司，陜西 西安 710054)

0 引言

近年來，國家對現代化煤礦安全生產、管理決策提出了更新更高的要求，加強信息化、智能化建設已逐步成為煤炭企業發展的必然趨勢。目前，互聯網技術正逐步由消費互聯網向工業互聯網邁進[1]。陜西煤業股份有限公司響應國家大政方針號召，密切關注工業互聯網新動向，充分結合煤炭工業和陜西煤業信息化存在的問題和實際需求，基于大數據、計算機網絡、分布式協同一張圖等技術，建成了陜西煤業安全生產信息共享平臺，實現了全公司一體化管控的新型安全生產管理模式。

1 項目概況

陜西煤業安全生產信息共享平臺基于“一張圖”的管理理念，采用云計算、大數據、移動互聯網等技術構建智能煤礦安全生產信息共享平臺，建設從最末端的生產技術人員到陜西煤業管理決策層工作流程的統一的、高度集成的生產執行系統，實現集團煤炭業務板塊的“大調度”協同指揮、集中監管。為陜西煤業領導層正確決策提供科學依據，使陜西煤業領導和管理部門能夠及時、全面、準確地掌握情況，實現陜西煤業領導提出的對所屬企業單位“全覆蓋”，業務板塊安全生產“全透明”，礦井實景“全展現”的管理理念，如圖1所示。

圖1 陜西煤業安全生產信息共享平臺

項目自2018年末開始建設，陜西煤業總經理作為一把手對工程高度重視、全面部署，各級單位從股份到礦業公司，從礦業公司到礦井，從領導到員工，全員參與平臺建設，包括需求的詳細探討，各專業數據的標準化處理，監測類數據接口的討論，網絡建設等方方面面的工作。經過8個月的全員奮戰，最終實現了股份、8個礦業公司、36對礦井三級管理模式的一體化管控平臺。通過數據標準化、業務流程標準化，實現煤礦基礎地測、生產技術、監測監控、綜合自動化、安全管理等業務數據在礦井內部以及礦井到陜西煤業的橫向聯通、縱向共享，形成陜西煤業的安全生產共享大數據平臺。同時，建立基于大數據的煤礦安全生產智能診斷模型、安全生產綜合分析模型等，實現陜西煤業安全生產管理的協同調度、集中管控及科學決策，為企業領導層正確決策提供科學依據，使集團和陜西煤業領導及管理部門能夠及時、全面、準確地掌握情況，徹底改變煤礦安全生產現有的管理模式[2]。

2 平臺架構

2.1 平臺介紹

該平臺是陜西煤業安全生產各業務板塊信息化建設的規劃設計及總體指導框架，是生產運營管理相關子系統及其內部各要素之間有效組合運行的動力機制、建設機制和發展機制的模型化設定，以保證平臺及系統功能統一規劃、相互協調、結構一致、資源共享、標準規范。平臺采用業務為中心的系統框架，達到各級生產業務及管理部門均能“看得到、管得著、控得住”，提升部門間的橫向整合以及各級管理部門間的縱向集成。

2.2 系統架構

系統采用云服務架構，主要按照陜西煤業的業務標準以現有成熟的產品化系統進行安裝部署和發布運行，如圖2所示。

圖2 系統架構

陜西煤業：陜西煤業安全生產信息共享平臺安裝部署在陜西煤業數據中心，中心主庫主要存儲系統的安全生產數據，陜西煤業主要通過數據融合的方式根據需要獲取(或交換)各礦業公司和礦端的數據，而礦業公司和煤礦只需要直接訪問部署在礦業公司的云端系統，最大限度的節約網絡資源。平臺也能根據國家安全監管部門、省級電子政務網及政府相關部門數據交換的需要對外提供數據。

礦業公司：針對陜西煤業統一數據存儲以及網絡帶寬的壓力，將煤礦的一張圖協同數據、在線監測和綜合自動化數據集中存儲在礦業公司，陜西煤業通過數據交換方式來獲取各礦業公司存儲的監測數據。

生產礦井：生產礦井部署安全監測數據采集設備和一張圖協同操作站，方便礦端的數據采集與技術人員的協同在線更新。

3 平臺功能

陜西煤業安全生產信息共享平臺基于GIS“一張圖”的管理理念，實現了陜西煤業一體化的新型安全生產管控體系。平臺提供的功能包括以下6個方面。

3.1 建立數據標準規范體系

建立了滿足陜西煤業智能煤礦安全生產管理和應用的數據標準規范體系。梳理陜西煤業安全生產與經營管理業務流程，分析綜合自動化及監測監控、綜合調度等數據，結合行業相關數據集成標準、制圖規范、煤礦安全規范以及陜西煤業的具體情況，建立一套陜西煤業綜合數據集成標準，此標準是安全生產信息共享平臺數據中心建立的前提及基礎。

3.2 為實現公司“一張圖”的管理奠定基礎

建立了全公司GIS“一張圖”的應用體系及三級架構的分布式在線協同工作。通過GIS圖形及煤礦地測、通防、供電、采礦設計等系列專業技術方法，實現穩定可靠的分布式一張圖協同服務系統，解決了采、掘、機、運、通的空間數據存儲、查詢、版本管理等核心技術。基于大數據集中存儲及網絡服務模式創新，完成多終端、多人在線的一張圖數據錄入及編輯，安全、穩定的數據提交，滿足全公司地質、測量、通風、機電、生產管理等專業同時在線協同編輯、多部門協同辦公等應用，從而實現礦井各專業、各部門之間數據的即時動態更新，大大提高了數據的更新周期，為最終實現全公司“一張圖”模式的集中管理打下堅實基礎。

3.3 安全生產信息共享平臺

建立了基于“一張圖”和云服務的安全生產信息共享平臺，實現煤炭板塊綜合信息的智能展示和預測預警。煤礦安全生產、管理和運營源源不斷地產生著大量的數據，滾滾而來的實時數據以及浩瀚無垠的歷史數據，往往會淹沒屏蔽掉工作人員的關注點和興趣點，使其茫然失措、無所適從。傳統的信息系統多是將各類數據接入進行顯示，但忽視了決策層的關注點和挖掘海量數據背后蘊含的安全生產規律及“人機環管”各要素之間的相關性。針對煤礦企業集團安全生產業務流程復雜、數據來源多樣、海量數據存儲等問題，基于地理信息服務技術與云服務架構技術，在“一張圖”框架下，通過煤礦GIS“一張圖”匯集的監測監控、綜合自動化、生產采掘接續、安全管理等數據，建立了水害、火災等預警模型，有效支撐安全生產信息共享平臺面向企業集團級的全面業務管控及深度分析的需求。

3.4 安全生產動態診斷

建立了基于煤礦大數據分析的安全生產動態診斷。基于生產和管理的專業化分工及效率，企業往往會把人員、設備、環境、管理4大安全要素分開來考慮并建立不同的管理信息系統，如人員定位系統、機電設備管理系統、綜合自動化設備監控系統、環境安全監測系統以及各類管理信息系統。但是，任何一個安全問題和異常現象通常都是人員、設備、環境和管理4大要素綜合作用的結果，也通常會對人員、設備、環境和管理過程產生影響。因此，煤礦安全生產的安全診斷必須把“人機環管”4大要素綜合聯系起來總體評判。構建基于大數據的安全生產智能分析與預警模型，并基于云計算、物聯網、數據挖掘技術實現相應模型。實現煤礦安全生產態勢的動態診斷與一張圖的可視化預警、風險預控、“三違”、隱患治理；基于全平臺動態智能預警提醒。從而對煤礦安全生產的各類信息進行展示、分析、推理，診斷并概括現勢安全狀態，預測未來安全形勢。

3.5 多業務綜合調度管理系統

建立了多業務綜合調度管理系統，實現全公司煤炭板塊業務全覆蓋。陜西煤業礦井布局分散、生產環節眾多，現有的綜合調度管理無法滿足產運銷存和安全生產工作的需要，各企業安全監控、工業視頻、統計分析等系統孤立運行，數據、信息資源未能有效整合，無法實現陜西煤業在地域與業務的全覆蓋，通過建立煤業公司綜合調度管理系統，實現建成以信息化、自動化、智能化為核心的數字化經營調度指揮中心。通過陜西煤業現有的綜合調度指揮中心調度大屏，以一張圖、綜合分析等多種數據形式，展示煤礦生產調度、安全監測、生產運行監控等信息，全面反映全公司各礦井的生產、安全、經營狀況，協同調度指揮。

3.6 特色安全培訓管理系統

建立滿足陜西煤業安全管理特點的全員安全培訓管理系統，解決煤礦職工培訓與生產的矛盾。結合陜西煤業股份有限公司安全管理特點，建立股份公司、礦業公司和生產礦井三級模式的全員考試題庫構建統一的考試管理系統，實現各層級的考試系統基礎信息的統一編碼和全員考試題庫統一管理，滿足陜西煤業全員安全培訓在線考試的要求，通過對公司內所有煤礦職工海量的“考試數據”進行分析，根據煤礦內每個崗位的證件、知識點、能力的需求，通過高效、精準、實用的培訓，提升煤礦內每個崗位上員工的知識與能力。

4 結語

(1)陜西煤業安全生產信息共享平臺自2019年9月上線以來，平臺用戶數達到12 139個，各類數據合計80多億條。陜西煤業各級單位建立了《平臺運行管理制度》和《平臺運行管理考核辦法》對平臺的使用進行規范和考核，確保平臺安全、穩定使用。通過平臺應用，徹底改變了煤炭人管理和工作模式，各專業技術人員協同線上工作，為共享平臺提供最新的數據，礦井及上級單位領導通過共享平臺能快速了解最新的礦井安全生產狀況，輔助領導科學決策。

(2)通過該平臺的應用，礦井安全生產管理各類業務實現從上到下、業務部門之間的無縫融合，提高了勞動效率、減輕了勞動強度；同時數據的自動傳輸、協同共享消除了人為誤差，提升了決策準確性和可靠性；基于“一張圖”管理理念解決了“管圖難、看圖難、更新難”的困境，實現了煤炭企業以圖管礦，以圖管量，以圖救災的目的，建立煤礦井下重大災害預警模型實現一張圖上危險源動態診斷與預測預警，同時通過平臺建設與應用在陜西煤業集團自上而下培養鍛煉出一支高水平的信息化管理和應用的專業人才隊伍，為礦井的安全生產管理和煤礦智能化建設提供了有效的技術支撐。

(3)陜西煤業安全生產信息共享平臺建設與應用，有效滿足了煤礦對安全生產空間信息管理的綜合需求，為陜西煤業智能礦山建設奠定了基礎。不僅實現煤礦空間信息管理軟件的國產化，而且改變了煤礦安全生產的傳統管理模式，解決了智能開采空間信息管理的關鍵問題。