煤矿安全生产综合信息系统的设计与实现

孙 涛

（中国平煤神马计算机通讯分公司，河南 平顶山 467099）

作为一个庞大而复杂的系统工程，煤矿安全生产的重要性在现代社会中显得异常重要。对煤炭企业而言，除了需要注重安全生产系统的构建，生产过程的动态管理之外，还需要准确的掌握企业生产的各类信息，并对其进行综合而系统、有效的分析和处理，以此为基础对生产的状况作出及时有效的预测与评价[1]。尤其在在国民经济增长预期的积极推动下，我国煤矿企业的产量在不断的增加，以此相对应，煤矿安全生产的难度也越来越大，这对煤矿企业的可持续发展和科学决策信息的制定将产生极为负面的后果，使煤矿企业的快速发展势头得到一定程度的遏制。为此，需要构建符合煤矿企业安全生产的体制，从信息化的角度出发，提高其参与市场竞争的能力。基于此，本文对煤矿安全生产综合信息系统的设计与实现问题进行了全面的分析，首先阐述了煤矿安全生产综合信息系统的总体结构，然后讨论了其功能的实现，最后，从多个不同的层面，给出了煤矿安全生产综合信息系统构建的若干建议。旨在通过本文的工作，促使更多的煤矿企业构建起有效的综合信息管理系统，保障煤其安全生产的最终实现。

1 煤矿安全生产综合信息系统设计

1.1 系统总体设计

就管理层面而言，完成基于B/S的系统集成与海量数据与信息管理，内容包括围绕地质、测量、挖掘、制定、通风、安全、机电、监测与控制以及调度等各个专业数据组织管理、全面处理以及实时分析处理的数据共享，同时给企业管理层进行报表管理、统计分析与决策支持等方面工作。在这些工作当中，地理信息系统平台是重中之重，统一存储的数据是系统工作的核心，而专业应用软件是进行生产技术管理的主要现代化工具，即生产技术综合管理系统是煤炭集团管理与决策服务的系统。管理系统整体架构是通过浏览器或者服务器连接客户端，完成整个集团、多矿井以及多管理层面的数据共享和交换传播[2]。就矿井层面而言，专业技术管理系统可以达到围绕地测数据动态变化的数据共享和交换的目的，基于设备参数数据库可以完成不同设备的选型计算、设计以及优化，综合全面地理信息系统平台和报表管理服务平台让地质、计划、通风、挖掘、开拓、机电以及安全等专业数据一起存储管理在后台数据库管理系统当中，最终完成了专业应用软件组件式开发的计划。

1.2 安全评价子系统的功能设计

所谓安全评价是指对某一个具备特定作用的工作系统中以往的或者潜在的危险及其严重程度而开展的分析和评价，并且通过等级与概率值等得出定量指标，最后按照定量值的大小来确定是否采取预防或者防护措施，它的目的是达到人-机-环境系统的安全工作[3]。该评价系统消除了以往仅仅根据经验与直觉处理问题的不足，从根本上实现了以预防事故为核心的现代科学管理思想。该评价系统将可行性分析中的安全论证、安全制定、系统防灾能力的科学评价以及系统安全保障系统的建立等方面紧密结合到一起，最终实现了预防事故、制定安全措施以及增强安全管理的目标。

1.3 事故预测

对矿山事故发生的概率的预测是指对某种特殊的矿山事故是否会发生以及发生的概率进行的预测，它可以为采取实际措施防范事故发生提供科学依据。所谓矿山事故发生趋势预测是指按照事故统计资料对今后事故发生趋势展开的宏观预测，其内容包括：为制定矿山安全管理目标、设计安全工作规划或者做出安全决策提供数据支持。而矿山事故的发生通常受自然环境、生产技术条件、人员文化水平以及企业管理水平等各种因素的影响。很多的统计资料说明，矿山事故发生可能性及其影响因素完全是一个紧密联系的系统[4]，同时这个系统据别相对的稳定性与连续性。所以我们可以在统计资料的基础上，全面预测矿山事故发生状况的变化方向。

1.4 数据库设计

就人员伤亡事故管理信息系统而言，尚未处理的数据量非常大、数据类型特别多、结构较为复杂，对这些数据的存储、查询、归类以及统计等处理要求也很高。而伤亡统计数据库包含的内容也很多，比如死亡事故与重伤事故数据表等。因此，在数据库设计过程中，它的数据项内容也很多，比如事故编号、事故发生时间、地点、事故概况、事故类别以及死亡与重伤人数等方面[5]。

2 煤矿安全生产综合信息系统功能的实现

2.1 井下给排水

经过对井下给水与排水网络的最优路径分析与研究，可以为更好设计井下给水与排水路径提供很里辅助决策支持。其中井下给排水是为了对给水路径进行分析、对排水路径进行分析。而给水路径分析：因为每个需水点的用水量各不相同，能够供水的水管有不同的供水约束，按照水量的供需关系选择更好的供水管并且可以通过最佳方式为需水点提供路径。所谓排水路径分析是指通过寻找最佳开挖排水沟的路径方式，实现为排水点找到沿下坡路走的最近的已有排水沟的系统[6]。

2.2 安全应急

经过对矿井事故展开动态网络分析，可以为人员规避灾难提供及时有效的路径信息与数据，带领他们立刻避灾，并且能够决策者提供安全事故计划模板以及历史计划参考。而安全应急主要包括对避灾路径进行分析、提出应急预案、对事故进行处理及得出分析报告以及危险源管理等工作。同样，避灾路径分析是指在事故点得出事故缓冲区，引导事故避灾，并且能够进行人工干预动态调整避灾路线。所谓应急预案主要是指提供煤矿事故典例预案与通风应急预案等预案资料与信息，一般在应急演练与事故救援中使用的预案。

2.3 井下运输

经过对井下运输路线网络的连通性和最好路径研究与分析，可以为更好制定井下运输路线提供辅助决策支撑。就井下运输而言，其功能主要包括对道路动态进行管理、对巷道连通性进行分析、找出最佳运输路径以及动态调整运输路线等方面[7]。其中道路动态管理是指在做巷道的各类分析之前，要先对巷道的通行性展开设置，要设置出不通行巷道、也可以是把过去不通行的巷道设置成可通行。而最佳运输路径是通过指定起点、途经点与终点，最终生成最佳运输路线；所谓动态调整运输路线是指当最佳运输路径中某一段路线不正常运行时，把异常路段设置成断点，然后重新自动生成最佳路线的系统。

2.4 矿井通风

我们可以通过对矿井通风专业算法的完成，提供矿井通风通常包括矿井风量的计算、矿井生产条件的计算、对风路进行动态调整及模拟等作用。这当中涉及到矿井风量计算、矿井生产条件计算以及风路动态调整及模拟等方面[8]。正如，就风路动态调整及模拟而言，要求在通风网络图上，动态调整风机的风量与风向，通过这样就会使得和该巷道风量合风向有关系的巷道实现自动调整风量与风向，同时在通风网络图上进行动态模拟试验。

3 建立安全信息管理系统的若干建议

3.1 建立信息化队伍、组建管理机构

煤炭企业要具备一支优秀的人才队伍，这是让企业实现信息化的前提，也是构造煤矿安全信息管理系统的基础条件。该支人才队伍的中的技术人员与管理人员要求具备以下素质：首先要工作态度积极，有较强的事业心；其次能够熟练运用计算机；再次要熟悉各自的业务工作。尤其是针对那些系统的主管人员，一定要兼备计算机软硬件的应用知识与系统分析以及系统设计的较高能力，他们通常应是知识与能力上的复合型人才。而安全信息管理系统的构建，往往是一项系统复杂、漫长、投资多而且风险较高的工作，它具有长期性，与跨部门、多层次的特性，所以，需要建立一个整个企业的信息管理机构来组织统筹信息系统的管理是尤为重要的。

3.2 加强信息标准化的建设

所谓信息标准化是指在有关国际标准、国家标准以及行业标准规范下，完成企业级的统一标准，主要包括统一术语定义、统一信息归类编码以及统一规范信息文档标准等方面的内容，这样，实现了信息形式的标准化、信息传递规范化与信息内容一体化。而信息标准化共享能够让信息具有统一标准与规范，让不相同的计算机应用子系统之间能够有效地进行信息交流与资源共享，防范了数据重复采集与输入的弊端，进一步提升信息资源的利用效率。

3.3 重视系统的选型

目前，计算机在安全管理方面的系统开发有很多方法，通常来讲，煤矿企业很多还是采用委托开发为主要方式，联合开发与购买商品软件作为辅助方式。而这样必然会要求在系统的选型方面应该得到很大重视。系统选型时应遵循以下原则：首先是先进性与成熟性，这要求使用如今非常成熟的先进技术与产品；其次是开放性与标准性，即采用相关的国际标准、国家标准以及行业行规，并且能够符合本企业的信息系统的标准的要求；再次是实效性与共享性，即可以及时、科学、动态地更新煤矿信息与数据，并且能让信息资源实现高度共享；最后是传递性于安全性，即使得数据库多层结构实现安全管理，能够支持多级权限管理，让系统安全性有较为稳固的支持。

3.4 领导重视、观念更新

我们应该意识到，创立一个综合的安全信息管理系统不单纯是一个技术问题，而且更是一个管理问题，并不是单纯靠资金投入能解决的。煤矿企业一定要从当前实际出发，在提高企业管理上与企业管理创新上做更多的建设性工作。首先，要不断提高企业的管理水平，提升员工的整体素质，一步一个脚印地做好安全信息管理的主要工作；其次，要不断进行管理、创新以及应用方面的创新，只有这样，才可以建设良好的煤矿安全信息管理体系，最终让它实现预期的目标。

4 结束语

目前，煤矿安全管理信息系统是一种较为先进的管理方法，它是应用信息系统的原理与方法、为安全管理提供信息服务与决策的人机系统，它的根本目的是改善工作环境、降低工伤事故、提升劳动生产率、减少成本，让企业在目前的人力、资金以及材料等情况下，实现最佳的经济效益与社会效益。

[1]苏增庆.煤矿安全信息管理系统的建立[J].科技情报开发与经济，2012（4）：182-183.

[2]牛建军.煤矿企业安全生产综合管理信息系统的设计[J].煤炭科学技术，2009（1）：10-13.

[3]朱明，张爱霞，邱利，赵亚军.煤矿安全管理信息系统的研制[J].工矿自动化，2006（5）：12-14.

[4]徐效波，吴华玲，王建强，王胜平.煤矿安全生产信息系统的设计与实施[J].地球信息科学学报，2012（4）：454-459.

[5]齐锐，屈韶琳.用MapX 开发地理信息系统[M].北京：清华大学出版社，2003.

[6]张华兵.基于MapX的矿山安全管理信息系统的设计与开发[D].北京：中国地质大学（北京），2006.

[7]郭国政等：煤矿安全技术与管理[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[8]宁廷全：煤矿安全生产管理人员[M].北京：煤炭工业出版社，2007.