安全生产信息共享平台在陕煤矿井中的应用

赵宇波，雷小平，康孝武，张鹏鹏，范倩楠，李 祥

(陕西煤业股份有限公司，陕西 西安 710054)

0 引言

近年来，国家对现代化煤矿安全生产、管理决策提出了更新更高的要求，加强信息化、智能化建设已逐步成为煤炭企业发展的必然趋势。目前，互联网技术正逐步由消费互联网向工业互联网迈进[1]。陕西煤业股份有限公司响应国家大政方针号召，密切关注工业互联网新动向，充分结合煤炭工业和陕西煤业信息化存在的问题和实际需求，基于大数据、计算机网络、分布式协同一张图等技术，建成了陕西煤业安全生产信息共享平台，实现了全公司一体化管控的新型安全生产管理模式。

1 项目概况

陕西煤业安全生产信息共享平台基于“一张图”的管理理念，采用云计算、大数据、移动互联网等技术构建智能煤矿安全生产信息共享平台，建设从最末端的生产技术人员到陕西煤业管理决策层工作流程的统一的、高度集成的生产执行系统，实现集团煤炭业务板块的“大调度”协同指挥、集中监管。为陕西煤业领导层正确决策提供科学依据，使陕西煤业领导和管理部门能够及时、全面、准确地掌握情况，实现陕西煤业领导提出的对所属企业单位“全覆盖”，业务板块安全生产“全透明”，矿井实景“全展现”的管理理念，如图1所示。

图1 陕西煤业安全生产信息共享平台

项目自2018年末开始建设，陕西煤业总经理作为一把手对工程高度重视、全面部署，各级单位从股份到矿业公司，从矿业公司到矿井，从领导到员工，全员参与平台建设，包括需求的详细探讨，各专业数据的标准化处理，监测类数据接口的讨论，网络建设等方方面面的工作。经过8个月的全员奋战，最终实现了股份、8个矿业公司、36对矿井三级管理模式的一体化管控平台。通过数据标准化、业务流程标准化，实现煤矿基础地测、生产技术、监测监控、综合自动化、安全管理等业务数据在矿井内部以及矿井到陕西煤业的横向联通、纵向共享，形成陕西煤业的安全生产共享大数据平台。同时，建立基于大数据的煤矿安全生产智能诊断模型、安全生产综合分析模型等，实现陕西煤业安全生产管理的协同调度、集中管控及科学决策，为企业领导层正确决策提供科学依据，使集团和陕西煤业领导及管理部门能够及时、全面、准确地掌握情况，彻底改变煤矿安全生产现有的管理模式[2]。

2 平台架构

2.1 平台介绍

该平台是陕西煤业安全生产各业务板块信息化建设的规划设计及总体指导框架，是生产运营管理相关子系统及其内部各要素之间有效组合运行的动力机制、建设机制和发展机制的模型化设定，以保证平台及系统功能统一规划、相互协调、结构一致、资源共享、标准规范。平台采用业务为中心的系统框架，达到各级生产业务及管理部门均能“看得到、管得着、控得住”，提升部门间的横向整合以及各级管理部门间的纵向集成。

2.2 系统架构

系统采用云服务架构，主要按照陕西煤业的业务标准以现有成熟的产品化系统进行安装部署和发布运行，如图2所示。

图2 系统架构

陕西煤业：陕西煤业安全生产信息共享平台安装部署在陕西煤业数据中心，中心主库主要存储系统的安全生产数据，陕西煤业主要通过数据融合的方式根据需要获取(或交换)各矿业公司和矿端的数据，而矿业公司和煤矿只需要直接访问部署在矿业公司的云端系统，最大限度的节约网络资源。平台也能根据国家安全监管部门、省级电子政务网及政府相关部门数据交换的需要对外提供数据。

矿业公司：针对陕西煤业统一数据存储以及网络带宽的压力，将煤矿的一张图协同数据、在线监测和综合自动化数据集中存储在矿业公司，陕西煤业通过数据交换方式来获取各矿业公司存储的监测数据。

生产矿井：生产矿井部署安全监测数据采集设备和一张图协同操作站，方便矿端的数据采集与技术人员的协同在线更新。

3 平台功能

陕西煤业安全生产信息共享平台基于GIS“一张图”的管理理念，实现了陕西煤业一体化的新型安全生产管控体系。平台提供的功能包括以下6个方面。

3.1 建立数据标准规范体系

建立了满足陕西煤业智能煤矿安全生产管理和应用的数据标准规范体系。梳理陕西煤业安全生产与经营管理业务流程，分析综合自动化及监测监控、综合调度等数据，结合行业相关数据集成标准、制图规范、煤矿安全规范以及陕西煤业的具体情况，建立一套陕西煤业综合数据集成标准，此标准是安全生产信息共享平台数据中心建立的前提及基础。

3.2 为实现公司“一张图”的管理奠定基础

建立了全公司GIS“一张图”的应用体系及三级架构的分布式在线协同工作。通过GIS图形及煤矿地测、通防、供电、采矿设计等系列专业技术方法，实现稳定可靠的分布式一张图协同服务系统，解决了采、掘、机、运、通的空间数据存储、查询、版本管理等核心技术。基于大数据集中存储及网络服务模式创新，完成多终端、多人在线的一张图数据录入及编辑，安全、稳定的数据提交，满足全公司地质、测量、通风、机电、生产管理等专业同时在线协同编辑、多部门协同办公等应用，从而实现矿井各专业、各部门之间数据的即时动态更新，大大提高了数据的更新周期，为最终实现全公司“一张图”模式的集中管理打下坚实基础。

3.3 安全生产信息共享平台

建立了基于“一张图”和云服务的安全生产信息共享平台，实现煤炭板块综合信息的智能展示和预测预警。煤矿安全生产、管理和运营源源不断地产生着大量的数据，滚滚而来的实时数据以及浩瀚无垠的历史数据，往往会淹没屏蔽掉工作人员的关注点和兴趣点，使其茫然失措、无所适从。传统的信息系统多是将各类数据接入进行显示，但忽视了决策层的关注点和挖掘海量数据背后蕴含的安全生产规律及“人机环管”各要素之间的相关性。针对煤矿企业集团安全生产业务流程复杂、数据来源多样、海量数据存储等问题，基于地理信息服务技术与云服务架构技术，在“一张图”框架下，通过煤矿GIS“一张图”汇集的监测监控、综合自动化、生产采掘接续、安全管理等数据，建立了水害、火灾等预警模型，有效支撑安全生产信息共享平台面向企业集团级的全面业务管控及深度分析的需求。

3.4 安全生产动态诊断

建立了基于煤矿大数据分析的安全生产动态诊断。基于生产和管理的专业化分工及效率，企业往往会把人员、设备、环境、管理4大安全要素分开来考虑并建立不同的管理信息系统，如人员定位系统、机电设备管理系统、综合自动化设备监控系统、环境安全监测系统以及各类管理信息系统。但是，任何一个安全问题和异常现象通常都是人员、设备、环境和管理4大要素综合作用的结果，也通常会对人员、设备、环境和管理过程产生影响。因此，煤矿安全生产的安全诊断必须把“人机环管”4大要素综合联系起来总体评判。构建基于大数据的安全生产智能分析与预警模型，并基于云计算、物联网、数据挖掘技术实现相应模型。实现煤矿安全生产态势的动态诊断与一张图的可视化预警、风险预控、“三违”、隐患治理；基于全平台动态智能预警提醒。从而对煤矿安全生产的各类信息进行展示、分析、推理，诊断并概括现势安全状态，预测未来安全形势。

3.5 多业务综合调度管理系统

建立了多业务综合调度管理系统，实现全公司煤炭板块业务全覆盖。陕西煤业矿井布局分散、生产环节众多，现有的综合调度管理无法满足产运销存和安全生产工作的需要，各企业安全监控、工业视频、统计分析等系统孤立运行，数据、信息资源未能有效整合，无法实现陕西煤业在地域与业务的全覆盖，通过建立煤业公司综合调度管理系统，实现建成以信息化、自动化、智能化为核心的数字化经营调度指挥中心。通过陕西煤业现有的综合调度指挥中心调度大屏，以一张图、综合分析等多种数据形式，展示煤矿生产调度、安全监测、生产运行监控等信息，全面反映全公司各矿井的生产、安全、经营状况，协同调度指挥。

3.6 特色安全培训管理系统

建立满足陕西煤业安全管理特点的全员安全培训管理系统，解决煤矿职工培训与生产的矛盾。结合陕西煤业股份有限公司安全管理特点，建立股份公司、矿业公司和生产矿井三级模式的全员考试题库构建统一的考试管理系统，实现各层级的考试系统基础信息的统一编码和全员考试题库统一管理，满足陕西煤业全员安全培训在线考试的要求，通过对公司内所有煤矿职工海量的“考试数据”进行分析，根据煤矿内每个岗位的证件、知识点、能力的需求，通过高效、精准、实用的培训，提升煤矿内每个岗位上员工的知识与能力。

4 结语

(1)陕西煤业安全生产信息共享平台自2019年9月上线以来，平台用户数达到12 139个，各类数据合计80多亿条。陕西煤业各级单位建立了《平台运行管理制度》和《平台运行管理考核办法》对平台的使用进行规范和考核，确保平台安全、稳定使用。通过平台应用，彻底改变了煤炭人管理和工作模式，各专业技术人员协同线上工作，为共享平台提供最新的数据，矿井及上级单位领导通过共享平台能快速了解最新的矿井安全生产状况，辅助领导科学决策。

(2)通过该平台的应用，矿井安全生产管理各类业务实现从上到下、业务部门之间的无缝融合，提高了劳动效率、减轻了劳动强度；同时数据的自动传输、协同共享消除了人为误差，提升了决策准确性和可靠性；基于“一张图”管理理念解决了“管图难、看图难、更新难”的困境，实现了煤炭企业以图管矿，以图管量，以图救灾的目的，建立煤矿井下重大灾害预警模型实现一张图上危险源动态诊断与预测预警，同时通过平台建设与应用在陕西煤业集团自上而下培养锻炼出一支高水平的信息化管理和应用的专业人才队伍，为矿井的安全生产管理和煤矿智能化建设提供了有效的技术支撑。

(3)陕西煤业安全生产信息共享平台建设与应用，有效满足了煤矿对安全生产空间信息管理的综合需求，为陕西煤业智能矿山建设奠定了基础。不仅实现煤矿空间信息管理软件的国产化，而且改变了煤矿安全生产的传统管理模式，解决了智能开采空间信息管理的关键问题。