智慧安监综合信息管理系统设计与实现

邢慧芬，车辉，苗碧舟，杨波

企业安全生产不但关乎企业的生存，也关乎到人民的生命财产安全，因此受到国家及各级政府的重视.但传统监管方法存在监管方法各自为政、安监巡检工作效率低下和执法流程差异大等不足，无法满足企业发展和政府服务管理的需要.

智慧安监［1-2］系统综合运用大数据、云计算和移动互联网等技术，整合各类安全生产信息资源，方便了解企业日常安全生产状态，强化企业安全生产主体责任，进一步提高安全生产动态监管能力；同时系统通过整合社区（村）、安监办、交警支队、消防支队和城管等多个职能管理部门，建立高效灵敏、反应快捷、运行有效的安全生产监督管理体系，形成一个互联互通、责任落实和预警监管处置顺畅有力的安全监管工作格局.

近年来，国内学者和智慧城市建设单位或组织对智慧安监平台建设开展了大量研究和应用实践.文献［3］设计了基于模型-视图-控制器（Model View Controller，MVC）软件架构的安监系统，实现了监管部门、企业和市民对企业安全生产的有效监管；文献［4］针对危险化学物品设计了监督平台，实现法律法规的查询、宣传和安全监管；文献［5］设计了基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）信息的安监系统，实现包括社区、企业、安全设备和重大危险源的准确定位，方便社区安全生产监管；文献［6］利用无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，实现了物联网和管理系统的集成，进而实现了危险化学物品的安全监管；文献［7］建立县级安全生产监管平台，实现了隐患排查、上报和消除的联动机制；文献［8］以南京市为例设计了基于SpringBoot和MyBatis的安监平台，并以微信公众号实现执法监督、检查和法规宣传.由上述研究发现，目前的安监系统虽然都能实现对企业安全生产的有效监管，但是无法实现对监管效果的客观评价.因此建立一套既能实现对企业安全生产有效监管，又能对安监员工作效率和监管效果客观评价的综合管理平台势在必行.

本文构建了镇-街道-社区三级联动的安全生产监督管理信息综合平台，该平台创新传统安全生产监管模式，能够提升政府智能监管水平，增强政府安全预警预防能力和应急救援能力.系统通过算法模型实现了对安监员工作职责和工作效率的有效考核，同时结合企业的安全指数实现了对网格、社区（村）、办事处和全镇的安全指数评定，进而实现了对监督机构的合理考评.

1 系统方案设计

1.1 系统架构

智慧安监综合信息管理系统以地理信息系统和电子政务网络为基础，以安全生产专题数据库为重点，完善顶层设计，建立镇-街道-社区三级互联互动的监督管理综合信息平台基本框架，实现企业安全生产、居住出租房消防安全监管和安监员日常巡检工作的监督等核心功能的正常运转，总体架构如图1所示.

平台整体体系结构可分为四层，基础平台层提供最基本的系统运行环境，包括计算机软硬件、操作系统、数据库软件、存储、网络环境和防火墙等；数据资源层提供核心的数据存储支持，是存放平台信息资源的实体层，该层整合了各类企业、隐患和事故等数据、文件、图片和多媒体等信息；应用支撑层建立一个基本服务的支撑环境，向应用层提供所需的各种通用服务，如数据集成和数据交换服务、GIS开发平台和用户管理等；业务实现层根据业务需求建立相应的功能模块，提供最直接的安全生产监督管理业务运营的信息化支撑.

1.2 功能模块

智慧安监综合信息管理系统功能包含两部分，一部分是服务器端的智慧安监管理平台，一部分是客户端的智慧安监APP，下面介绍两大模块的主要功能.

1.2.1 智慧安监管理平台设计

安全生产监督管理综合信息平台集成企业分级分类动态监管、居住出租房消防监管、重点关注企业信息、安全生产事故管理、分类统计、预警公告、政策法规、知识库、应急队伍和安监员管理等多种应用功能.平台功能架构如图2所示.

①通知公告管理模块：用于安全生产、消防安全、应急管理等信息的发布，可根据不同的人群发布特定的信息，实施“角色管理”.

②生产经营单位管理模块：提供工业企业、童装企业、居住出租房、九小场所、宾馆酒店、封闭式小区等6类生产经营单位的查看功能；提供不同单位的基本信息、详细信息、检查情况、门头照及地理位置信息的查看.

③安检员管理模块：安监员分政府安监员和社会化安监员两类，该模块实现安监员基本信息、检查分布、数量分布、安全等级分布、检查记录列表、巡检统计及查询等功能.

④监管日志管理模块：提供政府监管、社会化监管和企业自检日志的查看功能，监管日志的列表查询功能；提供安监员检查日志、社会化检查日志和自检日志的详细信息查看功能，提供企业自检日志的详细信息查看功能.

⑤工作考核管理模块：工作考核分别对安监员、社区、办事处三个方面进行考核，其中对安监员的考核是整个考核工作的基础，是对安监员一个月监管工作的客观评价.社区、办事处根据对安监员的考核结果计算后得出分数，三类考核都是百分制.考核内容包括工作纪律、日常监管、完成任务、一票否决和奖励等.

⑥应急管理管理模块：实现对消防救援大队、4个智慧消防站、18支社区微型消防站、17支村志愿消防队4种消防应急救援力量的管理.

⑦统计报表管理模块：统计报表分为辖区隐患分类统计、辖区工作量分类统计、社会化安监员检查统计和生产经营单位自检统计四种，从而实现对全镇、办事处、社区（村）和安监员等主体所辅佐的隐患数量、工作量、企业自检的工作量完成情况的统计.

⑧安全指数管理模块：安全指数分全镇、办事处、社区（村）和网格四个安全指数，采取百分制，其中网格安全指数是基础.网格安全指数由生产经营单位安全指数、安监员的工作考核成绩和网格事故数据影响换算得出.

⑨知识库管理模块：知识库主要是汇总了安全生产、消防安全和应急管理的有关法律、法规、规章制度、各类整治标准、工作方法、安全生产（火灾）事故案例等.

⑩系统管理模块：系统管理提供组织机构、角色管理、用户管理和网格管理，实现对某镇各办事处、社区机构，用户和网格等信息的管理.

1.2.2 智慧安监APP设计

安监员通过移动终端APP进行日常的监管工作，将生产经营单位基本信息排查、生产经营单位日常检查/复检结果上传，并通过移动终端接收工作通知、考核结果等通知通告、查看个人工作情况汇总信息.智慧安监APP共分为8个主要页面视图，分别是登录页面、企业管理、居住出租房管理、事故管理、灾害预警、我的关注、通讯录和其他.

2 系统实现

2.1 系统软件架构设计

系统软件采用SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）架构，其中Spring是一个分层架构，通过Spring将各层进行整合，并进行事务控制，从而降低系统分层之间的耦合度；Spring MVC是一个轻量级Web开发框架，采用松耦合可插拔的组件结构，具有高度可配置性、扩展性和灵活性；MyBatis是一款优秀的持久层框架，它支持定制化SQL、存储过程及高级映射；MyBatis可以使用简单的可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）或注解来配置和映射原生信息，将接口和Java的普通的Java对象（Plain Ordinary Java Object，POJOs）映射成数据库中的记录.根据SSM软件框架，智慧安监系统分为展现层、业务层和持久层，智慧安监系统软件架构如图3所示.

图3 智慧安监系统软件架构

其中展现层接收来自客户端的表单请求，划分请求为细粒度业务，并调用相应Service完成业务，其功能包括表单校验、控制跳转、调用服务和异常处理；业务层将复杂的业务进行细粒度划分，并对拆分的业务逻辑进行定义和实现，其功能为校验查询条件、调用数据访问对象（Data Access Object，DAO）层、业务逻辑处理、数据封装、异常处理和事务处理；持久层则完成Service层提交的数据库操作、事务控制、持久化数据和连接数据库.

如在系统管理模块，系统在展现层系统则 设 计 了RoleAuthorityController（）、SysRole-Con-troller（）、LoginController（）等17种 控 制器，用来实现角色授权、角色管理和角色登录等多种来自客户端的请求和业务处理；在业务层则设计了RoleAuthorityService（）、RoleService（）和Login-Service（）等相应的Service接口和Impl函数，用来响应展现层的需求，同时根据需要调用持久层的DAO函数，如RoleAuthorityDao（）、SfRoleDao（）和SfLoginDao（），再由DAO函数实现连接数据库和数据库操作.

2.2 数据库设计

服务器接收到通过APP或者企业自检平台递交的数据包，包括安检企业信息、安检员信息、企业检查类型、隐患数量、检查结果和是否整改等信息.系统依据安全生产标准和规范自动评估不满足安全生产的企业信息，并生成一个企业待处理事件信息表，表中包括检查事件编号、隐患的附件类型、附件文件编号和检查时间等信息.安监员根据系统评估处理结果，申请执法机构对需要处理的企业进行执法处理，进而生成执法申请表，申请表包括企业信息、执法类型和申请时间等信息；为记录最后的执法处理结果，执法人员则需提交执法记录信息，记录执法时间、执法原因、被执法企业等相关信息.企业检查、检查事件、执法申请和执法记录数据表关系如图4所示.

图4 安全事件检查执法数据表关系图

系统对接收到来自应用终端传来的数据包进行结构化处理，以满足数据库对数据格式和长度的需求，便于数据的存储、查询、修改和统计.系统根据需求设计的企业检查信息、已查事件信息、执法申请信息和执法记录信息表如表1至表4所示.

表1 执法记录信息表

表3 事件文件信息表

表4 企业检查信息表

2.3 GIS地理信息实现

通过GIS地理视图可在地图上直观展现企业、居住出租房、事故和安监员的地理位置及概况，并提供切换到详情页面的链接，同时还支持全屏/非全屏显示切换、实时天气预告等.通过GIS地理视图还可生成安检员巡查轨迹，从而实现对安检员巡查企业行动轨迹的考核.智慧安监系统通过应用程序编程（Application Programming Interface，API）接 口调 用百度地图，从而减少系统的复杂性.安监员巡查轨迹生成代码如下：

function map_load（）；//异步调用百度js

function map_init（）；//GIS地图初始化

function map_drawline（markerArr）{

for（var i=0；i＜markerArr.length；i++）{

var p0=markerArr［i］.point.split（"，"）［0］；

var p1=markerArr［i］.point.split（"，"）［1］；

var maker=addMarker（new window.BMap.Point（p0，p1），i）；

addInfoWindow（maker，markerArr［i］）；

}//绘制点；

var points=new Array（）；

for（var i=0；i＜markerArr.length；i++）{

var p0=markerArr［i］.point.split（"，"）［0］；

var p1=markerArr［i］.point.split（"，"）［1］；

var thePoint1=new BMap.Point（p0，p1）；

points.push（thePoint1）；}

drawPolyline（map，points）；//划线

}//绘制安监员检查轨迹；

2.4 安全指数计算

安全指数指通过综合考虑监管区域内安监考核成绩、生产经营单位安全指数和事故影响等因素，对监管区域内企业生产消防安全性能的综合评价指标.安全指数是区域内监管部门履行监管职责的综合评价，它以网格安全指数为基础，进而换算出社区（村）、办事处、全镇乃至更高监管部门的安全指数，从而计算出区域内监督部门的得分值和同级别监督部门的安全指数排名.

由于网格安全指数是基础，其计算公式如（1）所示.

网格完全指数=安监员考核分*0.7+生产经营单位安全指数*0.3-扣分项， （1）

式中的安监员考核分、生产经营单位安全指数和扣分项的计算按照下面的规则和要求获取.

①扣分项计算.扣分项指网格内突发安全生产事故或火警火灾事件，影响到了企业生产安全，由管理员手动输入一定的分值，分值的大小根据事故的影响级别由事先设定的分值决定.

②生产经营单位安全指数计算.生产经营单位安全指数基础分是100分，由企业自检上传数据和企业安全隐患的整改率组成.其计算方式为企业上下半月各上传一次企业自检信息，每少一次1分；复查率、整改率小于80%，每个百分点扣1分.

③安监员考核分计算.安监员考核分综合考虑安监员工作纪律、任务完成量和日常监督等多个方面，进行自动或手动打分，其中日常监管计算比较复杂，是通过系统算法模型进行实现，其计算过程如下：

行业标准率计算公式如式（2）.

其中：i代表企业类型（出租房、童装企业、工业企业、九小场所和其他），∑Ei和∑r分别代表全镇i类型企业总数和该类型查出的隐患总数.

S网格内标准隐患比率计算如式（3）.

其中：k代表网格，分母代表k网格内根据行业标准率计算出的理论各类隐患总数量，分子代表网格内各类企业总数.

网格内实际隐患比率计算如式（4）.

其中：∑kr代表k网格内实际检查出的隐患总数量.

比差率计算如式（5）.

当D(k)值的范围在［-10%-10%］时，安监员日常监督项不扣分，当D(k)的绝对值每超过10%一个百分点，则扣1分，扣完为止，这样就实现了对安监员工作职责和工作效率的考核.

对于更高监督部门区域内安全指数的计算，计算公式如式（6）.

其中：n=（1、2、3，代表社区、办事处、镇），F（n-1）代表下一级监督机构的安全指数，G（n-1）级代表下一级监管部门的数量，a是扣分项，为出现较大事故时手动输入扣分值.

3 系统应用

为了满足用户应用需要，系统的性能指标设计为Web客户端和APP客户端用户响应时 间 不 超 过30秒，Web Client和APP Client支持用户并发数1 000个，并发用户数每秒不低于100个.同时系统提供Webservice（restful）数据接口，以实现系统间的对接和数据的互联互通；同时预留简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）Webservice接 口以对接视频平台和网关设备等，进而实现系统功能的扩展.

在软件功能方面，系统提供三种视图，分别是GIS视图、页面视图和统计视图.GIS视图可在地图上直观展现企业、居住出租房、事故和安监员的地理位置及概况；页面视图提供对企业、居住出租房、事故、隐患排查、执法、安全生产知识等信息的填报录入、修改、搜索查询等功能；统计视图通过各类自定义条件选择提供以统计图、表等形式的展现、导出和打印输出.系统2020年度按辖区隐患分类统计如图5所示.

图5 按辖区隐患分类统计

同时系统可以通过对生产经营单位安全指数、安监员的工作考核成绩和网格事故数据影响换算得出网格完全指数，进而得出社区（村）、办事处和全镇安全指数，并在系统显示，实现安全排名.表5显示了2021年9月该地区安全指数.

系统自2020年1月投入应用至今，共检查出消防安全隐患189 763个，现场整改139 182个，提交执法195次.考虑到疫情因素，以童装企业生产旺季为例，2021年第三季度消防安全隐患同比下降34%，有力地保障了企业安全生产和人民的生命财产.已查出隐患数量对比如图6所示.

图6 已查处隐患数量对比

4 结语

大数据、云计算和移动互联网的快速发展和应用，促使企业安全生产监督从人工时代迈入智慧化时代，不但克服了传统监管方法各自为政、安监巡检工作效率低下和执法流程差异大等不足，也实现了信息的互联互通和监督执法联动，有力地保障了企业的安全生产.文章对智慧安监综合信息管理系统进行了方案设计，并对系统的软件架构、数据库、GIS地理信息和安全指数进行了技术实现，最后在某镇进行了应用实践.通过应用证明，该系统不但能够满足政府对企业生产安全监管的需求，同时实现了对安监员的工作职责和工作效率的有效监督，有力地提高了城市的安全生产和消防水平.未来，借助物联网、人工智能和视频分析等技术，智慧安监可实现对企业生产的全天候监督、大数据挖掘和智能分析，实现安全隐患的自动识别、报警提醒和隐患关联分析，同时实现与消防部门数据的共享互通，做到生产监督的实时化、隐患处理的智能化、数据的可视化和隐患处理的及时化，从而进一步提高对企业安全生产的监督服务能力.