六盘水市煤矿安全风险管控系统设计与实现

刘仲勇，苗 增

（1.贵州省六盘水市机关事务局，贵州 六盘水 553000；2.西安科技大学，陕西 西安 710054；3.广东酒店管理职业技术学院，广东 东莞 523960）

0 引言

煤炭是我国的主体能源，煤矿安全生产也是我国当前安全监管的重要任务之一。六盘水市作为我国重要的产煤城市，提高煤矿信息化管理的水平，加强煤矿应急管理能力，并运用矿山大数据的思想，结合当前六盘水市煤炭产业安全生产的需要，构建六盘水市煤矿安全风险管控系统显得尤为重要。

六盘水市是我国重点产煤城市之一，煤炭行业GDP占六盘水市总GDP的60%以上，2017年共生产原煤6 031万吨，在我国排名第16位［1］。根据六盘水市能源局统计，2021年六盘水市共有生产煤矿90处，生产规模6 980万吨/年；而在十四五末，随着贵州的周边省份逐步退出煤炭市场，煤炭需求旺盛。按照规划，十四五末，全市煤炭产量将达到1亿吨。

对于政府监管而言，煤矿事故预防最主要的手段便是加强煤矿井下安全隐患的识别、控制和反馈；而安全隐患的识别一般由应急管理局、煤炭局等单位进行监管，但是对于隐患的控制和反馈的过程，六盘水市信息调度中心可以结合全市煤矿企业的基本信息，及时地把握煤矿井下实时信息，建立完好的反馈机制，使得煤矿企业可以更好地完成安全生产。

1 煤矿安全风险管控系统设计的可行性分析

对于煤矿信息化平台而言，平台位于六盘水市市区内，但大部分的煤矿企业都在偏远的乡村地区，在信息上存在着数据准确性、数据传输性等问题。为此，构建一个可靠的系统，解决上述问题，具有重要的意义。

1.1 技术可行性分析

煤矿信息化平台的建设过程中，首先，要考虑信息化设备和网络的稳定性，保证煤矿企业能够准确有效地上传和下载相关的安全生产数据［2］；其次，要通过政府的力量，构建统一的中央数据化平台网站，组建既懂煤矿又懂信息化的管理团队；最后，结合煤矿信息化平台，增设危险源辨识系统、风险评价系统，提高煤矿信息化监管的技术基础。

通过B/S架构，把Web服务器加入到客户端和服务端之间，减轻系统开发和维护的工作量，也使得煤矿安全系统的用户通过浏览器就可以直接登录系统；同时构建SQL Server数据库，保障数据的安全性［3］。综上，从技术层面来看，系统的开发有较高的可行性。

1.2 经济可行性分析

在系统构建的过程中，六盘水市政府组建了专门的团队分析每种方案的成本及最优方案，同时确定了安全生产标准化的验收，明确要求了煤矿所要具备的安全管理信息系统。并通过对原有系统的升级改造，提高系统的实用性，进而更好地辅助煤矿井下的安全生产水平，降低了煤矿企业的安全管理能力。

1.3 社会可行性分析

2017年，国家开始更加系统、全面重点地关注煤矿企业的安全问题，本研究工作响应了国家的政策，为煤矿的安全管理体系建设添砖加瓦。同时，系统的设计符合行业行规，响应法律政策和社会的潮流，且对于提高煤矿企业的安全管理能力具有充分的必要性。

综上所述，从经济、技术、社会3个方面来看，都对煤矿有很大的帮助，具有较强的系统可行性，可以更好地对煤矿企业提供安全生产管理。

2 信息化系统建设的目标和需求

2.1 信息化系统建设的目标

通过信息化手段，改善辖区内的安全现状，是贵州省六盘水市信息调度中心重要的目标要求之一。根据安全生产监督管理工作的业务实际情况，结合未来信息化发展、大数据技术在工业领域中的全面应用情况，进而制定而成，用来约束当前矿山安全生产企业在数据录入过程中所存在的问题。矿山安全生产监督管理系统的建设目标是：

(1）通过安全生产监督管理行业的数据统一化、规范化、标准化，建立合格的安全生产监管信息数据库，提供煤矿安全数据的下载和浏览；

(2）通过建立安全生产监管系统，促进政府的各个参与方进行资源共享，进而加强各方的联动，保证煤矿企业的安全生产数据和煤矿集团公司生产数据与六盘水市信息调度中心的数据相匹配，也保证其他安委会成员单位能够快速地调用数据；

(3）提高工作效率，加强对数据元的管理，使得矿山安全生产信息化平台的增、改、删等业务的管理更加灵活，提高查询效率，同时通过增设计时器，改善煤矿企业证照的期限问题；

(4）开放数据接口，为未来煤矿的安全生产大数据提供宝贵的经验，为未来发展提供数据平台，形成政府联动数据管理中心。

2.2 信息化系统建设需求

对于需求而言，其功能需求主要满足以下方面：用户管理，数据元素管理，目录管理，数据元管理，数据处理，应急预警，数据挖掘，数据反馈。

对于系统需求而言，主要应当满足以下功能：具有良好的性能，满足六盘水市信息调度的能力；具有一定的拓展性，能够保证系统未来继续完成升级和改造；具有较强的可靠性，保证系统在使用过程中能够正常运行，不会出现恶意的bug或是经常性地宕机；具有一定的安全性，保证云平台系统在建设过程中，能够满足系统的安全性要求；具有易用性，方便用户多端、多网络进行使用。

3 系统的设计与实现

对于六盘水市风险管控系统而言，采用面向对象法进行分析，可以更好地适应煤矿企业的实际情况。同时，通过B/S技术，在网络上搭建门户网站，将矿山安全生产监督管理过程中所涉及到的全部数据，采用统一的标准化模式，全面有效地展现在系统用户面前，同时该系统应当具备一定的数据处理能力，并能够及时地反馈给用户［4］。煤矿安全风险管控信息系统的运行环境是广域网，B/S模式应当满足“远程业务、集中管理”的实时要求。系统用户主要是煤矿作业人员、政府监管人员等，该系统不仅配置在煤矿公共区域，还需要在调度室甚至井下配置。

系统在使用过程中，主要在表示层、功能层和数据层进行数据交换。其中，在表示层中，能够将网络的数据上传、下载和显示，保证矿山安全生产监管数据的传输使用；在功能层中，联系系统内部服务器与web服务器的连接，保证内部的稳定性，同时实现共享，并能够及时地进行查找和观看；在数据层中，通过数据服务器和数据库，对数据元的底层存储进行了验证。

3.1 系统的实现

系统在建立过程中，主要依托原有的六盘水市监控中心来进行和开展，将新的风险管控系统直接嫁接到原有系统中，保证系统的运行和管理，具体如图1所示。

图1 六盘水市风险管控系统

3.2 总集成方案

3.2.1 服务器

在服务器上，采用2台服务器作为数据中心的数据存储服务器；2台服务器作为数据中心的综合应用服务器；1台服务器作为数据采集服务器，用于响应矿端数据上传服务；1台服务器作为Web服务器，与提供外网访问控制的防火墙DMZ区，用于响应Internet以及手机等外部用户的应用请求［5］。

3.2.2 网络设备

在网络设备中，主要以核心三层千兆交换机作为中心内部网络连接，二层千兆作为工作区接入交换机，1台防火墙内网防护，1台防火墙外网防护并提供VPN接入。

3.2.3 存储设备

采用1台FC交换机、1台磁盘整列组建SAN区，提供整个数据中心的核心存储服务，用于存放核心监控数据与业务数据；1台BDA(一体化数据保护机）作为数据备份设备，提供数据备份服务。

4 应用能力分析

4.1 安全风险管控能力分析

六盘水市煤矿安全风险管控及应急管理系统可以针对隐患整改尚未完成的销号指令进行跟踪督促，降低隐患引发事故的可能性；同时也针对煤矿事故发生的后果严重程度，对煤矿企业的安全管理人员进行督促，保证风险等级处于较为稳定的水平。

在风险管理的过程中，针对应急管理局、煤炭监察局、能源局等相关职能单位的指令，对煤矿企业进行跟踪督促，保证煤矿风险管理的运营。运用PDCA循环进行开展，保证煤矿企业能够合规化生产，并将风险进行反馈，保证隐患的闭环整改落实。

此外，运用系统对煤矿企业中存在的大部分隐患进行分析，督促落实相关政策和规定，运用安全检查表法、故障树分析法等进行分析和管理，提高六盘水市煤矿企业的整体安全性。

4.2 安全风险预警能力分析

对于煤矿企业的风险预警而言，以瓦斯突出为例：当发生煤矿隐患时，煤矿井下的瓦斯传感器会在发生的第一时间，传输到六盘水市信息调度中心，并根据报警的级别，按照相关规定传达给相关应急预警的管理人员。同时，通过视频监控系统的调用，实时了解煤矿企业的情况，进行远程操控。

通过六盘水市煤矿安全监管系统，督促落实相关的政策和规章，提高煤矿企业的安全管理能力。

4.3 安全隐患管理能力分析

六盘水市煤矿安全监管系统可以结合煤矿企业在实际过程中存在的问题，进行分析和管理。对于“人”的因素，结合其身体状况、家庭情况等客观因素、心理因素进行分析，减少恶意违章事故的发生；对于“物”的因素，在检查的过程中，对煤矿企业存在的机械、设备隐患进行重点管理，保证设备的正常及安全运行；对于“环境”因素，通过视频监控系统，对煤矿井下生产环境进行跟踪监测，同时也要增加照明、噪声、粉尘的跟踪管控；对于“管理”因素，既可以通过信息调度中心执行培训登记制度，又可以通过特种作业人员、矿长等资质的跟踪，保证煤矿企业数据的准确性和有效性。

4.4 应用效果分析

4.4.1 利用数据分析助推精准监管

充分运用政府数据和企业数据，应用大数据的理念和技术，不断提高政府服务和监管的精准性、有效性［6］。通过对煤矿企业各类环境监测监控实时告警的处置、采掘工程进度管理、隐患的分类处置，驻矿安监员及企业的日常工作管理等系统保障，保证监管部门第一时间掌握企业的安全生产状态，督促企业消除各类隐患及紧急状态，制止企业的各类违章行为，有效预防和降低企业生产安全事故发生；同时利用视频监控系统，可以及时地将煤矿井下产生的数据，实时地反馈到六盘水市应急管理部门，更好地引领六盘水地区的安全监管发展，提高煤矿安全生产能力。

同时，通过构建“大数据安全风险分级管控”和“隐患排查治理”双重预防工作机制，降低六盘水市煤炭伤亡事故，提高安全隐患，为构建数字化矿山的发展奠定基础。

4.4.2 大力提升企业安全生产数字化管控水平

随着企业信息化程度的逐步加深，煤炭等高危行业数字化水平也在不断地提升。借助大数据、云计算技术，构建各类科学、客观的企业安全生产分析评价体系，从不同监测监控对象和众多监测信息中及时发现企业可能存在的异常和危险，通过提前预警、及时介入，及时发现并消除隐患，将隐患消灭在萌芽状态。

此外，构建企业的安全管理机制，运用企业档案提醒机制，提高和改善六盘水地区的信息化水平，提高企业的办事效率。尤其是围绕矿井通风、地测防治水、采煤、掘进、机电、运输、安全管理、职业卫生、应急救援、生产调度、地面设施等方面的安全生产管理，积极推广应用，待推广成功后向煤矿企业全覆盖，进而更好地实现数字化矿山全覆盖的过程。

4.4.3 以需求为导向、以应用为核心,以购买服务带动经济发展

紧紧围绕政府监管需求，开发面向不同业务领域、不同用户对象、不同应用层次、不同应用规模的应用服务程序，为对象提供安全生产大数据应用服务，让政府和企业根据自身需求定制和购买服务，形成安全生产大数据产业链，引领安全发展。利用六盘水市信息安全监管的经验，带动六盘水地区煤炭行业的发展，以煤矿信息化平台应用为核心，配合贵阳市大数据中心的发展，带动区域性的煤炭新经济发展，形成安全生产大数据产业链，运用区块链技术和AI报警技术，打造品牌，将六盘水市煤矿信息化管理系统推出去，引领安全信息化发展。

5 结语

六盘水市煤矿安全信息化平台上线以后，六盘水市的安全生产管理水平显著提高，达到了预期的效果和要求。

(1）基于GIS一张图原理，全面构架六盘水市安全云平台，将六盘水市煤炭行业的煤矿数据全部体现了出来，并部署开发行业监管、综合监管、公共服务、应急救援和大数据分析应用5大系统。

(2）在原有内容的基础上，整合煤矿井下的矿山安全监管数据和平台，并制定了统一的接口和规范，为六盘水市煤炭行业数字化、智能化、自动化发展奠定了宝贵的基础。

(3）目前已覆盖全市煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等行业领域的数据采集，煤矿的信息数据已上传至省安全监管局“云上贵州 安全云”平台，未来将更快地完成六盘水市大数据云平台的构建工作。

(4）截至2022年3月底，全市共处置企业证照预警453次，特种作业人员持证预警1 246次；共处置各类告警760 423条，其中：黄色告警3 521条，橙色告警23 498条，红色告警68 321条；共录入安全隐患267 543条、闭合消号227 305条，其中：执法隐患154 052条、闭合消号149 620条，企业自查自纠隐患124 774条、闭合消号100 685条；安全生产形式发展良好，六盘水市信息化平台建设工作已经初见成效。