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★王興庭山西天地煤機裝備有限公司

1　背景

為推進我國安全管理體系及能力現代化，習近平總書記提出“要適應科技信息化發展大勢，以信息化推進應急管理現代化，提高監測預警能力、監管執法能力”。

山西是能源大省，歷來重視安全監管信息化建設工作，2020年山西省人民政府辦公廳就下發了《關于進一步加強安全生產監管能力建設的意見》（晉政辦發〔2020〕107號），提出了“積極利用現代信息技術發展成果，建立覆蓋全省各級、各部門、各類生產經營單位的安全生產管理、部門監管執法和綜合監管信息平臺，提高安全監管信息化科學化水平，實現‘智慧’監管”。我國《安全生產法》也對安全監管部門提出了信息化監管的要求，“通過推行網上安全信息采集、安全監管和監測預警，提升監管的精準化、智能化水平”。煤礦是我省工業經濟的重要組成部分，構建集理論、方法、技術和裝備于一體的煤礦安全雙重預防系統是企業主要負責人的法律職責和任務，是保障安全生產的重要手段，也是遏制事故發生的重要舉措。當前山西省安全生產形勢不容樂觀，涉危企業多，重大危險源分布廣，企業安全管理水平相對落后，安全監管力量明顯不足。因此，構建煤礦安全雙重預防系統，是在貫徹國家政策的要求，也是在極大地滿足煤礦安全生產的要求。

2　煤礦安全雙重預防系統建設

2.1　系統目標

煤礦是山西省工業生產的重要組成部分，占全國產量的1/4，因其生產過程的高危險性和復雜性引起了社會廣泛關注。在這種情況下，為滿足政府單位及各大煤企公司安全部門的監管需求，同時為保障煤礦生產安全穩定進行，構建煤礦安全雙重預防系統勢在必行。

煤礦安全雙重預防系統針對當前安全生產事故突出的問題，強調安全生產的關口前移，從傳統的隱患排查環節提前至先將安全風險分級，制定管控。安全生產要強化風險意識，需對生產的全過程進行風險管控，防范安全風險及隱患未及時管控和未被發現演變成事故。其目的就是要斬斷生產過程的危險源到事故發生的傳遞途徑，形成安全風險分級管控及隱患排查治理相結合的安全風險監管及預防體系。

2.2　系統架構設計

煤礦安全雙重預防系統的總體架構分為數據采集層、數據管理層、應用服務層、系統展示層，其系統架構如圖1所示。

圖1 煤礦安全雙重預防系統架構圖

基礎設施層：搭建系統必要的網絡環境、數據平臺、可視化組件、終端設備等。

數據管理層：是煤礦安全雙重預防系統架構中的基礎，包含數據采集和預處理、傳輸、管理等，通過現代信息技術，尤其是物聯網、無線通信、數據中臺技術，為系統功能模塊提供數據來源。數據采集主要采集煤礦企業生產過程中的安全類信息數據，主要可分為安全檢查數據和資料數據。安全檢查數據主要包括煤礦企業安全專項檢查、常規檢查中辨識出的風險，資料數據是通過查閱煤礦安全法律法規、標準規范、作業和操作規程等各種資料得到的數據，然后通過系統I/O端將采集到的數據輸入進終端設備，或通過物聯網技術連接不同煤礦生產區的物理設備。采集到的各類數據存在非結構化、數據錯誤、缺失等問題影響了數據分析結果，通過對安全數據清洗和預處理，抽取有效性數據，最終構建系統可用的數據集，形成安全生產風險數據庫、風險責任清單與風險措施清單。

應用服務層：主要是面向服務，是煤礦安全雙重預防系統的核心。系統為工作人員提供風險管控與隱患排查相應的操作功能，以及系統的常規管理功能。依托基礎設施層，基于高內聚低耦合原則，將安全風險分級管控、隱患排查治理、不安全行為管理等應用集于一體的煤礦安全雙重預防系統。應用服務層為系統展示層提供各類接口，依據工作人員前端的不同請求，通過各類組件訪問數據庫，實現數據讀取及加工處理。

系統展示層：根據接口不同分為瀏覽器、移動端APP、可視化大屏展示。服務端通過監測不同的端口給瀏覽器、移動端App、可視化大屏提供無差別數據展示及業務功能，工作人員可以隨時辦公，且可視化大屏可為領導層提供友好直觀的界面服務，方便領導宏觀掌握和辨識煤礦安全風險。

2.3　系統功能設計

系統功能模塊主要針對煤礦企業的需求分析和雙重預防體系的業務流程分析進行設計，涵蓋了煤礦安全雙重預防的各項具體工作，包括風險分級管控子系統、隱患排查治理子系統、安全風險統計分析和隱患統計分析模塊和系統管理模塊，各功能模塊下設置多個子功能模塊。系統功能結構如圖2所示。

圖2 煤礦安全雙重預防系統功能模塊圖

（1）風險分級管控子系統。業務流程是風險辨識-風險分級管理-動態管控風險。該子系統實現在煤礦安全生產過程中的風險源辨識與評估，對風險進行入庫管理，完善安全生產風險數據庫、風險責任清單與風險措施清單，為隱患排查提供標準。其主要功能包括風險點管理、風險管控清單管理、風險動態管理、檢查項目標準庫管理，同時支持將失控風險、管控不合格風險上報高層并轉入隱患處置功能。

（2）隱患排查治理子系統。該子系統實現隱患輸入、整改督辦、復查、上報、驗收歸檔、隱患數據庫更新的全業務流程閉環管理。其主要功能有隱患錄入分派、隱患整改督辦、排查結果上報、隱患審核、整改通知單下達、隱患延期、整改反饋、復查驗收、隱患排查清單管理。

（3）安全風險統計分析和隱患統計分析功能。該模塊用于風險和隱患信息的統計分析并進行可視化展示。將雙重預防系統中的數據：風險隱患地點、類型、整改方式、排查時間、責任部門、隱患致因等類型下進行統計。同時按一定的時間周期劃分，通過折線圖、餅圖、柱狀圖、折線圖等可視化分布圖，展現多類型、多條件下的數據分析，并引入數據挖掘和大數據分析算法，對已出現的風險隱患進行大數據分析，實現隱患的預測預警。

（4）系統管理模塊。該模塊用于保證系統友好性、可使用性等的輔助功能，主要包含用戶角色管理、用戶授權管理、部門及人員管理、通知公告管理等。

3　系統優化方向

雙重預防是一個不斷完善、提升的過程。煤礦中與安全相關的系統、數據眾多，企業能夠收集、管理、分析的數據越多，當前煤礦的安全透明度就越高，對風險評估、預測預警的準確度也越高。隨著智能化建設的推進，煤礦安全雙重預防系統也將持續優化，要不斷提升系統安全分級、隱患排查、預測預警的準確性，保障系統在智慧礦山行業內的可推廣性。系統可通過以下技術持續優化：

（1）采用云計算服務平臺提供的基礎設施服務，為用戶提供訪問接口，減少設備購置費。通過云計算擴容性及其運算能力，實現煤礦安全信息實時上傳和存儲，為后續數據計算提供支撐。隨著煤礦安全雙重預防系統的普及，數據量將持續增大，云計算的優勢將更加凸顯。

（2）在不同煤礦生產廠區的物理設備運用物聯網技術進行互聯互通，通過5G技術搭建廠區之間的安全互聯網，實現煤礦安全及時預警以及監控，實現安全信息實時傳輸，節約了礦井下布線成本。

（3）在數據管理層搭建安全數據中臺，采集煤礦安全生產風險點、危險因素、危險因素等級及其管控措施、各個部門和崗位的安全風險管控清單等雙防安全數據，建立安全風險等級動態評價模型；通過建立算法模型進行綜合風險管控預警，如生產設備故障、瓦斯濃度升高、工作人員操作不當等的風險管控預警；通過AI識別技術將安全生產中的設備運行風險和人員行為風險納入雙重預防體系，如對生產設備故障、生產環境突變、工作人員行為異常（未執行工作規章）等進行動態識別，進一步提升煤礦安全監管能力。

4　結論

在國家相關文件的指導下，煤礦企業分別從風險分級管控與隱患排查治理兩個方面構建安全監管體系。本文首先闡述了構建煤礦安全雙重預防系統的必要性，其目的就是要識別生產過程的危險源并根據危險源等級進行隱患的排查處理，形成安全風險分級管控和隱患排查治理閉環管理的預防體系。在全面梳理需求后，本文進行了煤礦安全雙重預防系統架構的設計，并實現了系統功能。本系統可應用于省內各煤礦企業，實現了風險分級管控和隱患排查治理的自動化，以及風險和隱患數據統計的可視化，有助于實現企業人員管控風險及處理隱患，大幅度提升了煤礦安全治理能力。

作者簡介

王興庭（1992-），男，山西太原人，助理工程師，學士，現就職于山西天地煤機裝備有限公司，主要從事煤礦智能化方面的研究。

參考文獻：

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摘自《自動化博覽》2025年1月刊