基于PDA的隐患管理系统在露天矿山的设计与应用

彭华志

（霍邱县应急管理局）

露天矿山一般分布在较为偏远的山区，自然环境复杂多样。采场工作人员分布宽泛，各类机械装备设施交叉作业较多，传统的矿山安全管理方式较为粗放，缺少科学的隐患风险辨识、预防与治理方法［1］，常态化安全管理效率较低，存在随机性与滞后性，即隐患事故后处理，且存在很多不足之处。随着露天矿山的智能化发展，隐患排查治理系统化是亟待解决的问题，一方面是因为生产本质安全保障是矿山企业最为重要的工作，通过加强隐患排查治理的信息化建设，能够减少隐患事故的发生；另一方面，能够最大程度上满足安全管理人员的业务需求，提升隐患辨识与治理知识，借助一个便捷高效的管理工具，提高安全管理水平。

露天矿山隐患致因涉及多个客观因素［2-3］，需要通过大量事故案例报告，用系统的方法归纳分析、识别与论证，建立风险辨识模型与治理策略，并应用到系统建设过程中。同时，针对不同矿山的环境特点设计最优的系统解决方案，实现软硬件与网络传输的稳定可靠，以系统推进矿山隐患排查治理制度执行，以制度执行结果不断完善软件流程，从而实现对露天矿山隐患可持续健康安全管理工作。

1 隐患辨识与治理模型方法

1.1 隐患源辨识

通过对安全管理网记录的100 起露天矿山隐患事故案例进行梳理，风险源主要分为2 类，一种是已知风险源，即已发类似事故或者较易引发事故的隐患问题，往往是违反相关全生产管理规定的行为或事件；另一种是潜在风险源，即可能不会直接引发事故，但会扩大事故影响范围。此外，隐患具有显著的动态演变的特性，即原本安全的事件受到外界干扰后，转变为隐患事件。通过对事故档案报告归纳统计以及从业人员调研访问，可以确定露天矿山隐患主要由自然环境、交叉设备、主要干系人及管理体系等因素互相作用形成，构成隐患源致因立体动态模型，如图1所示。

模型中，4 个主要因素维持安全体系的平衡，任意元素失衡都会导致矿山隐患事故的发生，多元素发生破化则会更大程度上叠加事故影响范围，直接反映在矿山的安全运行状况上。其中自然环境对隐患体系的影响体现在地质、气象等方面，如岩层坍塌、落石、山体滑坡等，往往不受人力控制，对矿山安全具有很大威胁。交叉设备主要是指进行生产相关的设施设备，如炸药混装车、铲运车、破碎机等。主要干系人是指从事生产与管理相关人员。管理体系指现行的安全管理制度，包括规章制度、风险预案、执行力度等因素。露天矿山隐患成因复杂，在进行隐患源分析辨识时，可归类于模型中的4 种隐患源，通过其对隐患事故的关联影响程度进行评分，从而确定隐患源属性。

1.2 隐患治理模型

露天矿山隐患风险类型多样，根据其特点，设定治理模型主要分为3个阶段，即隐患输入、隐患输出、隐患闭环处理，其中，隐患输入与输出经过采场大范围的筛查，一方面对隐患点形成前进行过滤，建立已有隐患点档案，方便后续的隐患点跟踪；另一方面保证了隐患闭环处理的科学性，减少后续隐患治理工作量。

在隐患输入阶段，通过隐患评价多个维度指标对隐患点综合评价，并借助适当的评价工具，实现隐患点批量赋值与定义。继而进入输出阶段，实现隐患点风险定级与信息标记，依据评价结果对隐患点注册与归档，形成采场隐患风险源清单，从而有利于风险预案的制定。在隐患闭环处理阶段，需要调用隐患点风险评价等级、分类与应对预案，通过安全管理人员实现风险把控，控制隐患管理闭环过程。隐患治理需要科学化、流程化、可追溯化，建立隐患治理模型就起到了关键的作用，针对露天矿山隐患治理特点，建立隐患治理模型，如图2所示。

2 系统设计与实现

2.1 系统架构

露天矿山地面辽阔，自然环境恶劣，对系统的实施具有以下2点显著的限制条件:

（1）隐患发生具有动态性与随机性，户外或者井下环境复杂，需要人为安全排查.

（2）采场位置偏僻，网络信号不稳定或者无信号。

隐患排查系统结构宜简洁可靠，对矿山具有广泛适用性与灵活操作性，并且需要加强隐患巡查管理人员的作用，基于无线PDA（Personal Digital Assistant）底层架构［4］则是一个很好的选择。PDA 作为手持终端智能设备，主要满足隐患排查移动端APP 的运行环境，不仅能赋予巡查管理人员权限标识，方便快捷拍照与记录隐患信息，适用不同通信环境，而且可作为应急专机，连线救援人员，实时上传事故发生与处理进展。本系统采用UROVO 全触屏手柄机型，搭载高通八核2.2 Ghz 高频CPU，前置200 万与后置1600 万像素，4 G+64 G 内存，配置安卓9.0 系统，支持全网通网卡，可满足隐患排查手机APP 软件的存储与使用要求。

通过综合考虑露天矿山的特点，隐患排查系统架构采用分布式结构，划分为三部分：信息层、传输层、应用层。信息层主要作用是搜集采场隐患相关信息，包括已注册备案的固定隐患点、新增发现的隐患点、信息管理人员等，信息层主要通过实地查验、风险辨识、软件流程等方式输出，保证了隐患排查的信息来源的准确可靠；传输层主要实现信息层向应用层传输与存储，包括PDA 无线信道、4 G 基站与云服务器等，能够提供安全可靠的采场隐患信息上传的通道，满足离线输入、联网上传的功能。传输层主要通过移动APP 设置、4GVPN 传输网络与端云服务器接口实现输入与输出，将采场隐患信息与治理过程数据在端与云服务器数据存储。应用层主要实现隐患排查应用人机交互，满足隐患排查治理相关人员与信息联动，防治结合，包括PDA 移动APP、PC 端软件系统与综合管理平台应用服务，应用层主要通过系统流程、指挥联动与统计图表和报表等实现输入与输出。系统组成架构如图3所示。

2.2 系统功能

隐患排查治理系统功能主要包括隐患辨识体系、隐患处理体系与隐患分析体系三大板块，由系统基础信息支撑，形成适用于露天矿山隐患排查的功能架构，如图4所示。

（1）隐患辨识体系。对于常规与专项检查表、偶发事件上报等新增隐患点，通过隐患评价子系统，使用评分机制对隐患点多维度评价，辅助专家知识判断等手段，确定隐患点风险定级，为隐患处理时效与力度提供依据。对采场范围短期内不能有效改善的隐患点，需在系统注册、登记与入库，形成隐患一览表，并将主要信息在采场地图标识，形成隐患地图，方便定期定点巡查与评估。风险一览表逐一巡查后，可根据风险状态计算生成风险等级标识二维码，以评估采场风险状态。

（2）隐患处理体系。采用分权授权方式贯穿，依次是巡查人、审批人、处理人、复核人，流程化处理方式。巡查人职责是定期巡查，检查隐患点风险状态与发现隐患点，并通过PDA 拍照与录入系统上报；审批人对巡查人上报的隐患信息进行分类与定级，授权并分发至处理人；处理人通过结合巡查人与审批人的信息，结合风险处理预案，对隐患点处理；复核员是检查隐患点处理结果，当符合安全要求时，通过验收，形成处理报告，收录隐患档案，否则重新递交处理流程，直到隐患点适当处理。

（3）隐患分析体系。通过隐患类型、等级、发生频率等进行统计，生成报表与统计图，并对隐患事件多维度分析，可以生成采场隐患画像［5-6］。通过发掘隐患多发频发事件机理，建立隐患事件档案，便于事故溯源，为隐患预防与治理提供思路。并根据隐患关联因素信息，定期新增智能应急预案。

（4）系统基础信息。主要涉及隐患排查账号、人员、地图等基本信息的增删与修改管理，提供系统正常运行的基础服务。

3 系统应用表现

隐患排查治理系统符合当前智慧发展趋势，符合矿山企业的实际需求，受到矿山企业的欢迎。系统开发阶段中，在某露天矿山组织隐患排查小组开展全面隐患排查工作，记录常规隐患点20处，通过风险源系统辨识，新增36 处。现有隐患应急预案仅10余例，通过对56处隐患风险致因整理归类，邀请行业专家与现场管理人员，采用3 轮菲德尔法进行评估，针对性地新增40 例应急预案，并完善了隐患分层排查治理过程的流程化程序、隐患辨识子系统。系统软件架构成型后，将开发阶段成果应用到软件系统中，很好地体现了隐患排查治理过程的应用支撑。系统试运行3 个月后，根据使用人员评价反馈，具有以下几个方面的优秀表现。

（1）有效促进了露天矿山隐患点全范围排查与登记，对隐患点进行了全方位系统地梳理，客观上减少了采场范围内隐患死角。

（2）提高了企业安管人员隐患辨识与处理专业知识，完善隐患预案的制定，增加隐患处理工具的配置，建立了专门的隐患排查治理制度与班组，形成了隐患排查治理的有效力量。

（3）提高了矿山人员安全隐患意识，通过奖励制度，提倡全员参与，促进了安管与工作人员隐患上报与治理的积极性，加大了系统运转活性，对于隐患防治具有很好的作用。

4 结 论

通过实地开展隐患排查治理调研与梳理工作，对露天矿山隐患排查治理理论与技术进行系统研究，设计出适合露天矿山系统实施架构与软件架构，开发了隐患排查治理系统，并成功应用到企业的实际生产过程，为企业隐患排查治理工作提供了很大的帮助，取得了以下成果。

（1）建立了有效的露天矿山隐患源致因动态模型与隐患排查治理模型，得出自然环境、交叉设备、主要干系人及管理体系对隐患发生的动态机理，并通过治理策略实现隐患等级评估与划分，应用到治理流程，为系统的建设提供了理论支持。

（2）设计了具有广泛适应性的露天矿山隐患排查治理系统实施架构，基于无线物联网移动PDA 智能终端信息采集，满足不同通讯环境要求，引入端云服务存储应用技术，确保系统运行的稳定性与便捷性。

（3）搭建了隐患排查治理系统功能板块，实现了隐患辨识系统化，隐患处理流程化，数据分析多样化，应用了矿山的隐患源信息与应急预案策略，为露天矿山隐患的发现、治理、预防以及溯源分析提供了基础。