安全监测监管一体化系统平台的实现与应用

天地（常州）自动化股份有限公司 韩 安 贺耀宜 陈小林

安全监测监管一体化系统平台的实现与应用

天地（常州）自动化股份有限公司 韩 安 贺耀宜 陈小林

本文在分析现有煤矿安全监测联网系统数据集成与业务应用现状的基础上，结合行业日常安全监测监管业务，提出了安全监测监管一体化平台。通过实时安全监测、日常监管业务、智能决策分析相融合，构建一体化监测监管平台，提高了基层单位安全监测管理人员从被动的监管到主动的安全工作服务的转变，提高了基层单位安全生产的有序性，加强安全生产监管力度，提升了企业的安全管理水平、安全预警能力和整体调度指挥能力。

监管；一体化；主动服务；SOA；整体调度；跨地域

1.前言

煤炭行业在我国国民经济中占有重要的战略地位，但煤矿安全等因素制约着我国煤炭行业走向大而强的进程，而煤矿安全是一种多因素、多环节、动态复杂的系统工程。目前各大煤业集团公司不断整合、扩张发展以及实施多元化发展战略，形成了跨地域、跨行业的多级管理架构，如何满足多层级监测监管，实行跨地域、跨行业的运作和管理，企业安全生产的跟进，成为公司领导思考的话题。随着信息化的不断深入发展，领导对安全监测监管决策信息的要求也在不断提高，管理上需要增加对新矿井安全监控数据、瓦斯抽放数据以及后期的非煤监测监控子系统、矿井其他“六大系统”的接入，满足集团公司的长期发展需要。

项目主要依托现有的“安全监测联网系统“项目进行研究，结合煤矿安全监测类系统研发、实施与项目管理经验，研制出一套“安全监测监管一体化系统平台”，主要解决集团公司对下辖安全监测管理业务的需求，基于SOA架构，综合运用数据字典、云计算等技术，建立具有矿井环境工况实时在线监测、日常安全监管与智能决策分析相融合的安全监测监管一体化平台，解决基层单位分散、管理层级多、系统异构带来的集中监管难度大的难题，构建新型的安全监测监管模式，提升安全管理水平。

2.研究内容

本课题主要基于集团公司层面，实现对下辖基层单位涵盖安全在内的所有系统的数据集成与分析应用，为从公司到下属各基层单位的安全、生产、管理起到辅助作用。主要研究满足日常监测监管应用需求可扩展的系统架构、建立公司级安全监测监管数据中心、多系统多业务数据集成方法、大容量数据压缩存储技术等方面内容，实现安全监测类系统数据的有机集成、区域环境评估、报警等级判定与消息预警、在线标校与计划性故障管理、安全监测指令下发、事故追忆与通知公告、专家智能决策分析等功能。在最大限度保护矿井原有投资的基础上，提升整个安全监测监管平台对安全生产管理决策依据，构建新型的安全监测监管模式，提高整体调度能力与管理效率。主要研究内容涉及以下几个方面：

（1）建立通用化开放式平台架构

系统按照组件技术、面向服务技术研制各类安全信息的共享、利用、发布机制，制定标准的接口、开放的API，建立通用化、开放式框架，该框架从数据组织采集、存储、挖掘、数据访问机制、数据可视化表达等多个方面对系统各类信息进行管理，可根据不同用户需要提供二次开发支持。

（2）建立集团公司系统集成的信息编码体系与数据交换规范

由于平台涉及的系统范围广，数字信息量大，功能要求复杂，涉及的基层单位也很多，涵盖了不同地域、不同行业，各个系统的开发时间、管理侧重点、厂商不同，加之各类自动化子系统开发平台和技术水平参差不齐，通信协议和数据编码不一致，没有统一的标准和规范，导致系统之间互通性差，制约和限制了数据的共享及其深层次的开发利用。建立统一标准的信息编码体系与数据交换规范，构建信息编码数据字典，实现各类系统数据的规范与复用，便于对信息的快速检索。制订统一的数据交换标准，统一的集成方式，使得不同技术层次和技术途径的系统快速的集成接入。

（3）建立公司级安全监测监管数据中心

构建公司级安全监测监管数据中心，实现所涉及各系统安全监测监控类等数据的集成与分类存储，并建立各类数据之间的关联，提供开放一致的数据共享平台。该数据中心负责各类监测监控数据的统一备灾管理；同时根据行业数据的变化特征研究适合该特征的数据压缩算法；以服务的方式提供开放一致的接口访问，为上级部门或公司其他业务提供安全监测类数据；同时针对不同管理应用提供业务逻辑支持。

图1 监测监管实时数据流图

（4）建立一种高效的数据传输通道

系统所涉及的业务模块、子系统较多，涉及到安全监测，需要考虑数据的实时性，需要考虑快速的数据上传，保障数据的连续完整性传输，数据存储与展示的连续性，需要建立一种可控的高效的数据传输通道。数据文件采用时间戳的方式，固定时间生成，当网络发生中断时，按照时间顺序进行本地化文件存储；系统采用基于监听数据文件创建完成机制，当数据文件生成完成时，利用SOCKET文件流方式实现文件的顺序快速上传，从而保障数据的连续性和完整性。

（5）集成统一消息管理平台功能

统一消息管理平台统一了手机消息及桌面短消息，把日常重要的影响安全的超限报警故障信息信息通过安全监测监管数据采集到该平台进行集中管理、分级处理；并根据电信网关发送到管理人员的手机终端上，或通过在管理人员的计算机桌面弹出信息提示，使管理人员第一时间获取要关心的信息，便于他们及时采取相应措施，提高各基层单位应急处理速度，提高工作效率。

（6）建立日常监管无纸化办公平台

由于各基层单位监测监管方式的不统一，缺少规范化质量标准。系统通过建立日常监管无纸化办公平台，如安全监测指令、生产安全事故追忆与通报，系统运维监控预警，AQ1029日常管理制度与技术资料管理等模块，将日常安监管理工作进行有机的管理，实现安全监测监管标准无纸化办公管理，改变原有以纸质台账的方式记录的安全监测系统日常维检模式，提供办公效率，提升企业安全监测监管内控标准，提高了监测监管力度。

（7）建立适合行业的安全监测监管业务特征的数据挖掘技术

如何在集成后监测监控类数据中的综合性分析与个别异动点有效监测，提取有价值的安全监测监管信息，需要对数据进行决策性分析，系统采用数据挖掘与分析技术，实现了动态作业区域安全评估和环境参数异动分析功能，综合全面进行提前预警，防止重大安全隐患的发生，支持日常监测监管决策。

①动态作业区域安全评估

通过对不同工作地点影响安全的各类数据进行综合分析，给予该工作地点正常、异常、较危险、很危险这样一个综合评价，并通过不同的颜色进行区分。评价结果由各类涉及评价的信息和逻辑表达式进行运算而得出。生产作业环境评估机制起到了矿井安全多层防护作用，能实现事前发送，提高矿井灾害综合预防能力。可由用户根据矿井实际情况对各作业区域的环境安全情况通过表达式进行评价表决，参与表决的对象包括影响该区域的可自动监测到的环境因素。

②环境参数异动分析

防止安全生产事故的最好办法就是做到提前预测预报。在剔除主观因素的前提下以概率统计领域的学科理论，采用独特、精确的异动算法模型对各矿井下的异动情况进行分析和评价，实现提前预警，使管理人员尽早掌握矿井井下各作业区域环境参数的变化情况，以便在紧急情况下及时采取措施，将安全隐患消除在萌芽状态。

3.设计方案

由于安全监测监控系统软件平台是一套信息化集成类软件，需要充分考虑集成类软件所具有的建设需求，涉及到多部门、多系统、多分类的监测数据的采集、处理、存储与展示。方案的涉及主要以监测为核心，日常监管为手段，辅助企业领导决策，同时满足基层单位业务应用需求。

各监测监控类子系统现场主备机通过基层单位内部局域网接入到专用的数据上传服务器，建立基层单位的数据中心，通过网络安全设备、特有的上传管理软件建立高效稳定的数据传输通道进行数据的发布，按照标准通用的数据契约将各单位、各子系统数据上传到集团公司安全监测数据中心。

将各类监测子系统数据集成后和日常监管平台、综合消息平台进行联机。其中，日常监管平台主要实现主数据的管理、日常监测办公等，消息平台通过消息平台发送到管理人员的手机或计算机桌面消息方式提醒，使他们及时了解基层单位安全生产状况，在必要时采取处理措施。

当所有的数据经过融合分析处理后，在调度室大屏幕、调度台工作站、移动终端上进行显示。对监控数据和图形采用在线组态方法，为安全生产监管人员创建形象、直观的安全动态监视画面，实时显示环境监测数据。

系统根据经验值，对系统中各个数据源提取、清洗、筛选并填充到已建好的分析数据模型中，进行实时匹配判断。通过数据集成与服务平台，建立煤矿安全专家分析模型，实现安全实时数据在线分析、环境参数异动分析，并实现矿井作业区域的动态安全智能评估管理。

4.效益分析

通过安全监测监管一体化系统平台应用效果分析，在保证井下生产条件下，有效地减少了报警、故障发生次数，提高了基层单位安全监测管理人员的安全意识，从被动的监管到主动的安全工作服务，间接提高了基层单位安全生产的有序性，无形中增加了企业生产产量。平台的应用，实现了日常监测监管业务的无纸化办公，明确了员工的工作职责，明晰了工作流程，极大地提高了工作效率。

平台充分考虑公司、基层单位两级实时监测与日常监管的业务需求的特点，采用先进、成熟的软件技术和灵活的接口技术构件安全监测监管一体化系统平台，是适合我国国情的具有较高性能价格比的煤炭集团公司、安监局、煤炭局等安全监测监管解决方案。

5.总结

平台实现了基层单位环境工况参数的实时远程在线监测和预报警，有效地减少了报警、故障发生次数，提高了基层单位安全监测管理人员的安全意识，促进了从被动的监管到主动的安全工作服务的转变，间接提高了基层单位安全生产的有序性，加强安全生产监管力度，降低了安全事故的发生，极大地提高了企业的安全管理水平、安全预警能力和整体调度指挥能力。集实时安全监测、日常监管业务、智能决策分析为一体的安全监测监管一体化系统平台的技术架构是先进的，在满足现阶段安全监测监管应用需求的同时，也为将来系统的扩展、管理层次的提升预留了充足的空间及支撑。

2012年度江苏省工业和信息产业转型审计专项引导资金项目（Z065）。

韩安（1982—），男，陕西泾阳人，助理研究员，从事煤炭行业管理信息化系统的研究。