煤矿安全预警与检查闭环管理系统研究与设计*

谭章禄 任 超 王 泽

（中国矿业大学（北京）管理学院，北京市海淀区，100083）

★ 煤炭科技·机电与信息化★

煤矿安全预警与检查闭环管理系统研究与设计*

谭章禄 任 超 王 泽

（中国矿业大学（北京）管理学院，北京市海淀区，100083）

从风险源管理和隐患治理角度出发，针对当前煤矿安全管理工作中存在风险源识别不智能、隐患缺乏有效监督和检查以及缺乏事前控制和闭环管理等问题，设计了一套安全预警与检查闭环管理系统，介绍了系统的总体架构以及业务流程，并对系统功能进行了阐述。在潞安集团司马煤业有限公司实际应用表明，该系统提高了安全管理信息传递和反馈的效率，形成了安全闭环管理，对煤炭企业推进安全管理信息化具有一定借鉴意义。

煤矿安全 预警与检查系统 闭环管理 系统设计

受安全投入和其它客观因素的影响，煤矿安全管理很难确保所有的风险源在完全可控范围内。当风险源失控发展为隐患时，采取相应的手段对隐患进行管控才能避免隐患进一步发展为事故。风险源的管理是预防事故发生的根本和起始环节，因此对其应注重事前控制。隐患的管理是预防事故发生的直接环节，因此对其应注重监督和检查的闭环管理，以切断其发展为事故的最后一环。二者同为预防事故发生的重要环节，但风险源管理更强调提前性和全面性，隐患管理则更强调闭环性和有效性。

当前煤矿安全管理工作存在风险源识别不智能、隐患缺乏有效监督和检查以及缺乏事前控制和闭环管理等问题。基于此，本文引入可视化管理思想和隐患闭环管理理念，针对风险源管理和隐患管理两个环节设计了安全预警与检查闭环管理系统，并在潞安集团司马煤业有限公司进行了应用。

1　系统总体架构

安全预警与检查闭环管理系统架构总体分为用户层、交互层、应用层、数据层和感知控制层，5个层次相互依赖、相互支持，并以安全闭环管理体系和信息化标准体系为架构实施提供管理层面的支撑。安全预警与检查闭环管理系统总体架构模型如图1所示。

图1　安全预警与检查闭环管理系统总体架构模型

（1）感知控制层。感知控制层通过设备点检仪、电压传感器、瓦斯传感器、GPS以及RFID等物联网感知技术获取机电设备、电压电流、瓦斯抽采以及人员定位等井上和井下信息，并通过Zig-Bee、WIFI和UWB等技术进行数据传输，其中安全生产评价数据可用于绩效考核，通风瓦斯、供电管理和顶板管理等数据可用于预警和应急指挥。

（2）数据层。数据层为感知层获取的数据提供面向大数据的存储环境，构建基于云存储的煤矿安全数据库。安全预警与检查闭环管理系统中的技术管理、供电管理、通风瓦斯、选煤、顶板管理以及机电设备等数据从各自对应的预警专业数据库调用，安全类数据与CERP系统中绩效考核对接。煤矿安全数据具有多源异构特性，因此还需构建多维度下的数据中心，包括数据交互中心、信息资源中心和计算维护中心。

（3）应用层。应用层通过集成各预警专业数据库中的信息并进行分析，进而实现系统的安全生产任务评价、安全生产任务整改、预警信息考核、预警延期申请以及监测监控、综合信息、技术管理、应急救援、供电管理、资质证照、机电设备、辅助运输、通风瓦斯、选煤、顶板管理、生产组织以及矿井地质与水文13个专业预警平台。

（4）交互层。交互层连接用户层和应用层，其架构包括广域网和局域网，交互层实现了安全预警与检查闭环管理系统各子功能和用户之间的人机交互。

（5）用户层。用户层处在系统顶层，整合集成不同的子功能模块，并为用户提供统一身份认证登录平台。

（6）两大体系。安全闭环管理体系和信息化标准体系为系统正常运行分别提供管理和技术保障，安全闭环管理体系应用于煤矿安全管理的各个阶段和层次，为信息反馈系统提供业务和流程基础，为发现安全问题并进行整改提供制度保障。信息化标准体系为各层次提供规范化的协议、接口、编码和信息传输与交换，为系统集成和数据整合提供标准。

2　系统业务流程

2.1安全预警业务流程

安全预警业务是指煤矿通过集成供电监控系统、矿压监测系统、排水监控系统、人员定位系统、产量监控系统、压风机在线监测系统以及可视化换班指挥调度系统等信息化系统，对获取的实时监测数据进行风险源识别，通过对风险的预警抑制或者消除潜在的安全风险。安全预警业务主要包括风险源识别、风险评价、安全预警以及反馈考核等工作。

风险源识别是指通过综合自动化系统对煤矿中存在的瓦斯和矿压等不安全因素进行实时监测，分析其可能带来的生产风险；对于识别出的风险源，需要进行风险评价，按照风险的重要和紧急程度分为普通预警、中度预警和重度预警；预警信息以颜色对预警的重要程序进行区分展示，系统用户进入专业预警平台页面后可看到预警信息，CERP系统将预警信息自动推送给责任人并弹出提醒对话框；反馈考核主要是指将预警信息处理情况和绩效考核相结合。

2.2安全检查业务流程

当危险源发展为隐患时，就需要针对安全生产隐患进行检查和评价，否则隐患将最终可能引发事故。煤炭企业在实际安全生产管理过程中，常常由于各种原因造成隐患检查不够全面、检查效率低下以及缺乏有效监督和反馈。安全预警与检查闭环管理系统在设计过程中融入了安全闭环管理思想，形成了安全管理信息的闭环反馈循环，提升了隐患处理效率并实现了对安全生产事故的事先控制。此外，将安全检查整改和复查的执行情况与员工绩效相结合，真正调动员工在安全生产工作方面的积极性。安全预警与检查闭环管理业务流程图如图2所示。

图2　安全预警与检查闭环管理业务流程图

3　系统功能设计

煤炭企业安全预警与检查闭环管理系统主要有安全生产检查任务、安全生产整改任务、专业预警平台以及预警延期申请4个功能模块。

（1）安全生产检查功能模块。该模块主要包括检查任务下发、检查任务上报、检查任务复查以及检查任务审核等流程，此外还包含检查任务台账和反馈功能，提供时间、空间和属性等多维度的检查任务可视化查询及展示。该模块涉及到的主要信息有任务名称、检查时间、执行单位、负责单位、隐患类型、隐患地点以及隐患详细描述等功能。

（2）安全生产整改功能模块。该模块主要包括整改任务下发、整改任务上报、整改任务复查以及整改任务审核等流程。该模块涉及的主要信息除了任务和隐患相关描述外，还包括处理措施、处理结果、复查部门以及结果反馈等功能。

（3）专业预警平台功能模块。该模块包含了监测监控、综合信息、技术管理、应急预案、供电管理、资质证照、机电设备、辅助运输、通风瓦斯、选煤、顶板管理、生产组织以及矿井地质与水文13个专业预警平台。专业预警平台通过集成司马煤业有限公司原有CERP系统和监测监控等第三方系统，实现对不同专业的周期、点值以及距离预警。

（4）预警延期申请功能模块。该模块所有预警信息都会以弹窗的形式推送给相应的预警专业负责人，提醒其对预警信息进行处理。如果涉及到资质证照等专业，需要根据具体业务情况进行预警延期，该模块由预警专业责任人提出延期申请，并由主管领导审核通过可实现预警延期。

4　系统效益分析

安全预警与检查闭环管理系统2014年4月在潞安集团司马煤业有限公司上线使用，为公司带来了显著的效益。

（1）加强了反馈控制，形成了安全闭环管理。安全生产预警与检查闭环管理系统通过将安全检查事项以检查单的形式下发给被检查者，被检查者进行自查并上报检查单，管理者对检查情况进行评价，并将评价结果反馈给被检查者，同时将相应信息进行预警提醒，从而形成了闭环反馈控制。

（2）增强了管理者的领导力度。安全生产预警与检查闭环管理系统将被检查者填报的数据与CERP系统的数据进行比对，如有不实者则进行相应惩罚，同时管理者有权通过系统对被检查者进行评价，评价结果将和员工绩效挂钩，从而增强了管理者的权利，加大了其领导力度。

（3）提高了安全管理信息传递和反馈的效率。传统安全管理采用安全执行人员手工填报表单，以表单上报的形式进行安全信息反馈，信息传递效率较低，执行人员浮于形式。安全生产预警与检查闭环管理系统采用信息化技术，给管理者和被检查者之间架起一道沟通的桥梁，同时还能对被检查者形成监督和督促的作用，极大地提高了信息反馈的效率。

5　结语

安全预警与检查闭环管理系统将闭环管理及可视化管理的思想引入煤炭企业安全管理的具体业务中来，管理者通过布置检查问题来制定检查单，被检查者通过回答检查问题进行数据上报，同时利用CERP中的安全管理数据进行比对和监督，管理者对上报的数据给出相应的评价，并将此结果用于整改和绩效管理。此系统与CERP系统对接，利用CERP中安全管理系统的数据，并将评价结果运用于绩效管理系统中，从而对安全任务执行者起到检查和监督的作用。随着大数据时代的到来，该系统可以为未来煤矿安全管理工作储存海量数据，对收集多源和异构的安全数据提供巨大帮助，对推进煤矿安全生产管理信息化进程具有重要意义。

［1］ 王建强，谭章禄.基于信息化的煤炭企业安全检查评价机制构建［J］.煤矿安全，2014（9）

［2］ 李贤功，宋学锋，孟现飞.煤矿安全风险预控与隐患闭环管理信息系统设计研究［J］.中国安全科学学报，2010（7）

［3］ 田永康，吴均平，刘爱华.矿山生产安全检查闭环管理模式及其信息化技术［J］.安全与环境学报，2012（4）

［4］ 赵继平.煤矿本质安全智能平台的研究与应用［J］.中国煤炭，2006（10）

［5］ 刘永立，王海涛，石兴龙等.基于综合评价的煤矿本质安全管理系统研究［J］.中国煤炭，2010（11）

Research and design of closed-loop management system of mine safety pre-warning and inspection

Tan Zhanglu，Ren Chao，Wang Ze
（School of Management，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China）

In view of the problems existing in the coal mine safety management at present that the identification of risk sources was not intelligent，the hidden dangers were not effectively supervised and inspected，and the feedforward control and closed-loop management were lacking，a set of closed-loop management system of mine safety pre-warning and inspection was designed. The overall architecture and operation processes were introduced and the system function was elaborated.The practical application of this system in Sima Coal Industry of Lu＇an Group showed that it improved the transfer and feedback efficiencies of the safty management information and the closed-loop management was achieved，which was a certain reference for coal enterprises to promote the informatization of safety management.

coal mine safety，pre-warning and inspection system，closed-loop management，system design

TD672

A

谭章禄（1962-），男，江西赣县人，教授，博士研究生导师，工程管理博士点首席学科带头人，主要研究方向为管理信息系统和企业信息化等。

（责任编辑 路 强）

国家自然科学基金资助项目（61471362）