煤炭工业统计系统的设计与应用

谭章禄 陈养才 马营营 胡 翰 姜 萱 刘永平

(1.中国矿业大学(北京)管理学院，北京市海淀区，1000832.中国煤炭工业协会信息化分会，北京市朝阳区，100013)

在大数据时代下，统计工作的最终目标是使社会资源得到最优配置和利用，通过数据的利用来确定市场价格，包括工资报酬、资本收益率、利率、技术、资源、产品、服务等的定价标准，从而保证市场的有效竞争，维持社会稳定、高速、健康发展。据国家统计局数据，2016年全国煤炭消费量占能源消费总量的比重为62%，按照《能源发展战略行动计划(2014-2020 年)》，到2020年，煤炭占能源消费总量的比重依然有56.5%的水平。煤炭行业统计作为国家统计体系的重要组成部分，其意义自然不言而喻。然而，煤炭行业发展具有大部分依旧为传统工业模式、经营模式构成复杂、统计指标繁杂等特点，统计工作具有其特殊性，而加强统计信息网络化建设是提升煤炭统计能力的有效手段。基于此，本文设计开发了一套煤炭工业统计系统，在规模化应用以后，将对煤炭行业乃至国家经济发展具有重要的战略意义。

1 煤炭工业统计工作现存问题

(1)传统数据采集和统计方式效率低，准确性难以保证。传统统计工作模式多为中国煤炭工业协会文件通知各煤矿企业需要统计的指标，由煤矿、各级分公司汇总到集团层或各省级煤炭管理部门，通过邮件提交到中国煤炭工业协会后人工进行汇总和统计分析。人工汇总数据不仅存在效率低的问题，同时也存在指标数据提交不及时、数据通过多层传递、表格形式不统一等问题，这就更增加了统计的难度和准确度。

(2)统计工作涉及对象范围广、指标复杂，统计工作难度大。参与上报统计数据的组织包含煤矿、集团及其分公司、省级煤炭管理部门、市县区煤炭管理部门等，报表上报周期分为月报、季报、年报，类型有快报、当月数据、累计数据、同比数据等。参与对象复杂、报表类型多样，加之部分上报企业存在积极性不高、配合不及时等问题，导致数据上报和采集难度加大，从而造成统计工作的拖滞。

(3)以往的统计系统存在诸多问题，难以满足统计业务需求。从使用情况看，以往的在线数据采集系统存在诸多问题，如对录入形式要求较为苛刻，系统的稳定性和准确性上也存在问题，难以满足基本要求。目前部分煤矿企业仍在使用的单机版数据统计系统，虽然比较符合使用者的使用习惯，但是由于该系统是单机系统且用户覆盖范围较小，中国煤炭工业协会无法利用它进行整个行业的协同工作，另外，该单机版系统只涉及到了煤炭综合统计报表和煤炭生产统计报表两个方面的统计内容，并没有覆盖完整的统计指标体系。

(4)标准化程度不足。不同的煤矿企业采用的信息系统参差不齐，在数据定义上各行其是，没有一个完全统一的标准，这就导致不同的系统间难以有效通信，从而形成信息孤岛。另一方面，传统统计工作没有标准化的业务流程，亟需借助新的管理信息系统来重新设计和规范数据上报业务流程。

(5)没有考虑未来行业大数据的发展。行业大数据是未来的大势所趋，是行业发展的方向。目前煤炭工业统计工作中落后的统计方式和常规统计工具仅仅能完成对煤炭行业基础的统计和分析工作，无法支持大数据情景下信息的挖掘与分析，从而失去了从数据中提取大量信息的机会。

2 煤炭工业统计系统构建思路

2.1 设计思想

2.1.1 标准化贯穿全过程

要着力解决煤矿上报的全部数据易于统计和便于汇总，数据标准的设计是基本前提。标准化的主要内容不仅包含指标的名称、含义、规范和算法，也包含煤矿企业的编码管理、数据采集流程和统计规范等，从自身标准、国家统计标准、下级煤矿企业标准3个方面考虑，系统的建设要做到承上启下且便于日后的数据上报与发布。标准工作要从顶层做起，并以标准化思想贯穿整个规划和实现过程。

2.1.2 可视化易操作指导设计

针对系统用户存在范围广和水平不一的特点，煤炭工业统计系统的界面应考虑到不同用户对界面的认知心理，比如简单清晰的录入、查看界面和重复录入的避免都能够从心理上减少信息填报人员的工作负担，清晰直观的分析图表展现能够增加统计人员的满意程度和配合心态。

2.1.3 互惠共利的思想

针对数据采集工作存在周期不同和单位繁多的特点，在系统设计的同时采用互惠共利的思想，在通过系统进行工作督促和数据采集的同时，设计上报情况、进度记录以及相应奖惩等政策，也一并在系统中体现和记录，最终通过信息化方式完善信息采集工作。

2.2 系统架构设计

通过需求分析和业务分析，为了方便系统的实施和使用，构建了表现层、业务逻辑层和数据访问层三层B/S体系架构。表现层通过网页和手机客户端两种用户界面来交互，用户包含统计系统管理员、中国煤炭工业协会管理员、外部注册会员等；业务逻辑层实现系统的具体的功能，包含填报、统计、管理和扩展4个模块；数据访问层主要职责是控制权限，提供对数据的存储及调用的接口。煤炭工业统计系统逻辑架构如图1所示。

图1 煤炭工业统计系统逻辑架构

3 煤炭工业统计系统功能设计

依据煤炭工业统计指标体系，统计工作主要包括对各地区煤矿企业的数据采集、汇总和分析等工作。煤炭行业各层级单位报送不同的数据，由统计系统协助中国煤炭工业协会管理员统一进行汇总分析，具体功能设计如图2所示。

图2 煤炭工业统计系统功能结构

3.1 数据直报模块

(1)数据填报。该功能的主要任务是完成表单的填报及提交，支持由上级单位代报下级单位的报表、本单位填报当期报表以及补报往期未填报表，同时提供数据准确性校验、暂存、报表导入及导出、打印等辅助功能。利用历史数据规律、字段类型、数值有效性、指标逻辑以及对比、环比、同比等多种数据校验规则的组合，验证数据的准确性和真实性，对可能存在错误的输入数据标红警告，自动暂存功能可以有效防止由于异常情况出现而造成的数据丢失。结合各级部门的从属关系，增加代报功能，可以有效提高工作效率。

(2)数据审核。该功能支持对下级单位上报的报表进行审核，结合多层级上报的实际情况，将审批方式设计为逐级审批，以确保数据的有效性。为了减少审批人员的工作量，同时考虑到实际业务需求，增加了批量审核、弃审以及审核驳回等功能。在审核过程中，对于存在问题的报表，上级可以驳回要求下级修改或直接修改但同时系统会自动记录详细的修改日志。审核界面做成报表看板样式，可以让审核人对报表审核情况一目了然。

(3)记录查询。该功能支持在填报记录中可以查看本账号填报完成或未完成(包含代报)的全部报表，在报表查询页面中可以按条件筛选查询本账号以及下级填报的所有报表的周期、上报人、内容、状态、进展等信息。报表查询设置为多条件复合查询，更易于定位目标报表。

(4)进展统计。该功能包括当期统计和往期统计两个板块。当期统计板块显示各类报表的应报、已报和未报企业数，并展示当前填报率，点击未报的数字可查看未报企业，在弹出页面可对相应企业通过短信和站内信的方式进行催报。往期统计板块里面展示缺报、漏报、迟报的企业名录，上级单位可以以此作为绩效奖惩依据，激励和鞭策上报单位提高其积极性。

3.2 统计分析模块

(1)智能查询。该功能分为综合查询和指标查询两大部分。综合查询从维度和维度对应的数值两个方面来组合查询，维度包含地区、企业、煤种等多个层面的信息，对组合的结果用可视化图表进行展示，同时展示对应的数据表；指标查询是对所有报表内的单个或多个关键指标信息结合筛选条件进行查询，例如可以查询一段时间内两个单位同一个指标的详细对标数据或者一个周期内同一个企业中几个指标的详细数据等。这两类查询方式极大地增强了查询的灵活性和实用性。

(2)报表统计。该功能分为两种模式，一是按照指标类别进行汇总统计，制作了国有重点煤矿原煤产量构成明细表、全国原煤产量(按煤种煤牌号分类)等近50份区类统计报表；二是按照报表原有指标构成，制作了近50份统计报表，为了方便查看，在报表页面点击企业即可查看单位明细。所有的统计报表均支持打印和导出。

(3)图表分析。该功能利用数据挖掘和可视化技术对历史数据中重点关注指标进行分析和可视化展示，可以揭示宏观层面的煤炭行业信息，也可以挖掘部分企业或地区煤炭生产上存在的问题或潜在的隐患趋势。

(4)分析报告。该功能根据每个周期内直报的数据，同时将外部接口收集到的一些数据作为参数，针对生产供应、市场需求、财务效益和运行数据这4个方面自动生成月度分析报告。报告内容图表结合，辅以文字解释，内容丰富且实时性强。此外，可以对往期分析报告进行查阅，为煤炭企业的统计人员提供第一手的煤炭统计分析资料，节省大量统计工作量，极大地提高了统计效率。

3.3 资源共享模块

通过资源共享模块，系统中的注册用户(包含行业内统计人员及外部注册会员)能够查看并下载中国煤炭工业协会开放的部分可公开的统计数据和报告等，可以方便政府、煤炭企业及相关业内的人士获取所需的行业运行数据。

(1)趋势分析。该功能能够分析数据中的潜在信息，从而了解煤炭行业的运行规律、把握运行动态，为政府、企业单位的政策制定提供决策支持，也极大地方便了科研人员的科研工作。提高业内人士对煤炭统计工作的认同，促进煤炭行业的发展。

(2)数据下载。该功能能够提供煤炭工业数据的下载接口，方便高校师生、政策研究人员等下载数据自行分析，对于煤炭企业运营、煤炭行业政策、煤炭市场趋势等方面的研究均有重要意义。

3.4 系统管理模块

系统管理模块能够满足多企业、各层级用户的多样化需求，在系统权限设计方面尽可能做到开放与便捷。该模块中涉及到的权限主要有报表填报权限、审核权限、统计结果查看权限、数据查询权限、单位用户设置权限等。

(1)单位用户管理。在该功能下，用户可以添加、修改、删除本机构及其所管理的下属机构信息及相关账号数据。为了方便统一管理，该功能为每个单位创建了唯一的编码，编码的每一段都包含了对应的信息。

(2)填报权限设置。该功能定义了填报单位与报表的对应，不同的单位需要填报不同的报表，在这里控制各个单位所能访问的报表，达到“能见到的报表都需要填，不用填的报表不出现在页面上”的使用效果。

(3)统计权限设置。因部分数据属于具体企业的运行数据，具有一定的商业敏感性，所以在查看统计数据的时候也设置了一些权限。为了方便操作，设置了“单位组”，将单位分成组，每一组设置一类权限，大大降低了系统管理员的工作量。

4 煤炭工业统计系统特色

4.1 智能推送服务

智能推送服务是指不需要用户自己去寻找其必需的或者常用的功能及信息，而是由系统根据用户的属性及历史使用情况，主动将业务所需的功能或信息展示在系统首页等显眼位置。该系统的推送服务可根据当前账号的层级、权限等信息自动将该当前未报的报表推送到首页，并依据其功能使用频率等使用偏好自动向用户推送其可能会重点关注的统计报表、状态信息以及热点新闻等。

4.2 功能结构网络化

该系统在功能入口上采用网络化设计，打破传统软件设计中功能入口单一的思维局限。如审核功能不一定要从导航栏的“填报审核”进入，当具有审核权限的用户从导航栏其它入口进入查看一张报表，需要审核该报表时，点击报表下方的审核按钮即可审核。类似这种交叉的功能入口就构成一张网络，使相关功能之间的关联更强，用户在系统操作时从一个功能到另一个功能之间的路径更短，极大地提高了用户体验。

4.3 分析报告智能化

利用采集到的数据，按照中国煤炭工业协会常用的分析报告模式，借助语义识别、机器学习等技术，由系统生成类似官方的统计报告。生成的报告以文字和图表结合的方式展示，可读性强，信息丰富，具有较高的阅读价值，不仅节省了统计人员大量的工作，也能为阅读者提供较好的决策支持。

4.4 可视化展示

该系统人机交互友好，重点体现在系统的展示上。开发团队在设计过程中，应用认知心理学相关理论，对界面布局、形状、色彩等进行了优化，让用户能够很自然地将关注点放在关键信息上，并且印象深刻，能够快速了解和掌握相关信息。在界面上也采用了大量各种类型的图表，如在全国范围某张报表的填报情况和报表的审核情况用进度条来展示，查询得到的数据表也能生成相应的图，展示数量的变化趋势、同比、环比等信息。

4.5 查询灵活

在智能查询功能中，通过自由组合维度和数值两个变量，从系统数据库中抽取对应的数据，并能够自适应地为这份数据表匹配出相应的图，使数据中的一些信息例如趋势能够方便地为管理者所掌握。

5 应用效果与展望

2017年8月，在中国煤炭工业协会的主持下，全国煤炭工业统计系统培训工作会议顺利召开，系统试运行正式开始。该系统通过一段时间的试运行，目前系统应用成效良好，具体应用效果如下：

(1)解决了人工采集煤炭行业数据困难大、效率低等问题，系统规范了煤炭行业数据的采集流程，实现了数据直报，提升了中国煤炭工业协会的统计工作效率与质量。

(2)增强了对煤炭行业的标准化管理。建立了煤炭行业标准编码体系，严格定义了数据项并统一上报数据，标准化了不同企业的数据，且建立起了不同指标之间的联系，解决了系统内数据的互联互通问题。同时该系统也考虑了与相关外部系统的对接，结合政策与市场，使数据产生更高的价值。

(3)随着数据的快速持续积累，逐步开放了煤炭行业数据，打造煤炭行业数据共享平台，让全社会共享互联网时代的数字红利。

(4)整合集中煤炭行业数据，逐步打造煤炭行业大数据平台，借助云计算、大数据等技术，有效地利用海量数据去支持煤炭行业各层面相关的管理决策，努力推动煤炭行业向着安全、绿色的可持续方向发展。