28高晓旭--煤矿双重预防机制信息系统研究与应用.pdf

第 ４７ 卷第 ５ 期煤 炭 科 学 技 术Ｖｏｌ.４７ Ｎｏ.５ ２０１９ 年５ 月Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ２０１９ 移动扫码阅读 高晓旭ꎬ申阳阳ꎬ门 鸿.煤矿双重预防机制信息系统研究与应用[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１９ꎬ４７５１５６－１６１. ｄｏｉ１０.１３１９９/ ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｓｔ.２０１９.０５.０２５ ＧＡＯ ＸｉａｏｘｕꎬＳＨＥＮ ＹａｎｇｙａｎｇꎬＭＥＮ Ｈｏｎｇ.Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ￣ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ４７５１５６－１６１.ｄｏｉ１０.１３１９９/ ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｓｔ.２０１９.０５.０２５ 煤矿双重预防机制信息系统研究与应用 高晓旭１ꎬ２ꎬ申阳阳１ꎬ门 鸿１ １.西安科技大学 能源学院ꎬ陕西 西安 ７１００５４ꎻ２.西部矿井开采及灾害防治重点实验室ꎬ陕西 西安 ７１００５４ 摘 要为了预防煤矿重特大事故的发生ꎬ解决现行风险和隐患信息系统在煤矿应用中存在的问题ꎬ 在调研基础上ꎬ优化了风险预控流程和隐患闭环管理流程ꎻ设计了由数据采集层、通信传输层、信息服 务层、应用层和接入层构成的系统总体架构ꎻ以 Ｊ２ＥＥ 为开发平台、ＳＳＭ 为开发架构ꎬ借助 Ｊａｖａ 语言开 发了包括安全风险分级管控、隐患排查治理、安全生产标准化以及系统管理在内的双重预防机制信息 系统ꎻ采用熵权－灰色关联度评价方法评价系统的风险数据ꎬ隐患数据借助 ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ 算法对其在多 个维度间的关联关系进行挖掘ꎬ为煤矿提供辅助决策ꎮ 结果表明系统部署在云服务器上ꎬ员工可通 过浏览器和手机 ＡＰＰ 登录进行随时随地办公ꎻ系统的业务流程符合煤矿实际工作需求ꎬ统计与分析 模块能为煤矿风险管控和隐患治理提供可靠的决策建议ꎮ 关键词双重预防机制ꎻ管理流程ꎻ信息系统ꎻ安全评价ꎻ数据挖掘ꎻ辅助决策 中图分类号ＴＤ７６ 文献标志码Ａ 文章编号０２５３－２３３６２０１９０５－０１５６－０６ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ＧＡＯ Ｘｉａｏｘｕ１ꎬ２ꎬ ＳＨＥＮ Ｙａｎｇｙａｎｇ１ꎬ ＭＥＮ Ｈｏｎｇ１ １.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅꎬ Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｘｉ’ａｎ ７１００５４ꎬＣｈｉｎａꎻ ２.Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｍｉｎｅ ａｎｄ Ｈａｚａｒｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ ＥｄｕｃａｔｉｏｎꎬＸｉ’ａｎ ７１００５４ꎬ Ｃｈｉｎａ ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅ ｐａｐｅｒ ａｉｍｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｎｄ ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｉｓｋ ａｎｄ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｅｓ.Ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｐｒｅ－ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ.Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄꎬｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｌａｙｅｒꎬ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌａｙｅｒꎬ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌａｙｅｒꎬ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒꎬ ａｎｄ ａｃｃｅｓｓ ｌａｙｅｒ.Ｕｓｉｎｇ Ｊ２ＥＥ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍꎬＳＳＭ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬａｎｄ Ｊａｖａ ａｓ ｌａｎｇｕａｇｅꎬａ ｄｕａｌ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅ￣ ｖｅｌｏｐｅｄ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｉｓｋ ｇｒａｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌꎬ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔꎬｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｓｙｓ￣ ｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ. Ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｎｔｒｏｐｙ ｗｅｉｇｈｔ－ｇｒａｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｄａｔａ ｉｓ ｍｉｎｅｄ ｂｙ ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅ￣ ｐｌｏｙｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄ ｓｅｒｖｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｅｍｐｌｏｙｅｅｓ ｃａｎ ｌｏｇ ｉｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｂｒｏｗｓｅｒ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ＡＰＰ ａｔ ａｎｙｔｉｍｅ ａｎｄ ａｎｙｗｈｅｒｅ.Ｔｈｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｗｏｒｋꎬａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎｄ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ ｍａｋｉｎｇ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｄｏｕｂｌｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓꎻ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍꎻ ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎꎻ ｄａｔａ ｍｉｎｉｎｇꎻ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ 收稿日期２０１９－０４－１０ꎻ责任编辑王晓珍 基金项目国家自然科学基金资助项目５１６０４２１２ꎻ陕西省创新能力支撑计划科技创新团队资助项目２０１８ＴＤ－０３８ 作者简介高晓旭１９７８ꎬ男ꎬ山西吕梁人ꎬ副教授ꎬ博士ꎮ Ｅ－ｍａｉｌｓ１２６２５０９９４３＠ １２６.ｃｏｍ ０ 引 言 为预防重特大事故的发生ꎬ国家要求对易发生 重特大事故的行业实行风险分级管控、隐患排查治 理双重预防性工作机制[１]ꎮ ２０１７ 年 ７ 月 １ 日ꎬ煤 矿安全生产标准化基本要求及评分方法 开始试 行ꎬ它在质量标准化的基础上ꎬ增加了对双重预防机 制工作的考核ꎬ要求采用信息化手段对其管理ꎮ ６５１ 中国煤炭行业知识服务平台w w w . c h in a c a j . n et 高晓旭等煤矿双重预防机制信息系统研究与应用２０１９ 年第 ５ 期 通过对陕北一些煤矿双重预防机制信息系统的 建设情况调研可知ꎬ少数国企有与此相关的系统ꎬ但 大多是分割开来各成体系的ꎬ而未整合在一起ꎮ 在 双重预防机制信息系统的研究中ꎬ国内外学者都细 致地研究了风险信息系统数据库的构建过程ꎬ为系 统构建奠定了基础[２－３]ꎬ沈立[４]把 ＧＩＳ 地理信息系 统应用于危险源和隐患监控领域ꎬ李贤功等[５]根据 风险预控和隐患管理流程ꎬ设计了满足煤矿安全风 险预控与隐患闭环管理的信息系统ꎬ郑丽[６]针对具 体煤矿设计了安全风险管控云平台ꎬ这在一定程度 上提升了煤矿风险在线监测能力ꎬ但是没有对风险 隐患数据进行分析利用ꎮ 随着大数据、云计算等技 术的快速发展[７－８]ꎬ煤矿大量的风险隐患数据之间 的关系迫切需要被挖掘[９－１０]ꎬ为煤矿提供辅助决策ꎬ 苟怡等[１１]设计了隐患闭环管理系统ꎬ只对隐患在多 个维度间的关联关系进行挖掘ꎮ 基于上述情况ꎬ笔者提出通过对风险和隐患的 管理流程进行分析设计ꎬ并设计出与之对应的系统 软件架构ꎬ借助云计算、大数据等信息化技术进行煤 矿双重预防机制信息系统开发与应用ꎬ同时对系统 中的风险数据进行评价ꎬ对隐患数据进行挖掘ꎬ给煤 矿提供可靠、便捷的辅助决策ꎮ １ 煤矿风险、隐患管理流程 １.１ 煤矿风险管理流程 本流程在风险预控[１２]流程的基础上ꎬ明确了带 班领导和科室领导对本矿辨识出风险的管控过程ꎬ 做到管控过程有据可循ꎬ体现了风险的分级管控ꎬ并 且将风险和隐患关联起来ꎬ便于在发生事故时责任 的反向追溯ꎬ做到责任到人、责权分明ꎬ风险管控流 程如图 １ 所示ꎮ 图 １ 煤矿安全风险管控流程 Ｆｉｇ.１ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ 煤矿首先要建立安全风险分级管控管理部门ꎬ 每年底矿长组织分管负责人和相关科室、区队对全 矿易发生群死群伤事故的危险因素开展年度安全风 险辨识ꎻ新工作面设计前、生产系统工艺发生重 大变化时、新技术应用前和本矿发生死亡或涉险事 故等要进行一次专项辨识ꎮ 辨识完成后形成风险清 单ꎬ带班领导、科室领导定期对风险尤其是重大风险 进行管控ꎬ并对管控效果进行评估ꎬ如发现隐患ꎬ进 入隐患管理流程ꎮ １.２ 煤矿隐患闭环管理流程 隐患的闭环管理流程把上级领导、矿领导、科室 或区队人员排查出的事故隐患从编号到确实按“五 落实”要求完成整改的隐患进行销号的全过程记录 下来ꎬ增加了隐患的延期申请过程ꎬ满足由于不可抗 拒因素导致的在规定时限内不能完成整改的需求ꎬ 还增加隐患的分析挖掘与辅助建议ꎬ完善了原有的 隐患管理流程ꎬ隐患闭环管理流程如图 ２ 所示ꎮ 图 ２ 煤矿事故隐患闭环管理流程 Ｆｉｇ.２ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒｓ ａｂｏｕｔ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ２ 煤矿双重预防机制信息系统 ２.１ 系统架构 系统将采用 Ｂ/ Ｓ＋Ｃ/ Ｓ 相结合的方式ꎬＢ/ Ｓ 方式通 过浏览器访问系统[１３]ꎬＣ/ Ｓ 通过手机 Ａｐｐ 操作系统ꎬ 实现了随时办公ꎮ 要实现随地办公ꎬ需要将系统布置 在公网的服务器上ꎬ而 ＩａａＳ 云服务器恰好满足ꎬ而且此 服务是按需购买使用ꎬ方便灵活ꎬ还省去了购买昂贵硬 件的开支ꎬ因此本系统采用现成的云计算服务平台提 供的基础设施即服务ＩａａＳ[１４]ꎬ即云服务器来搭建系 统ꎬ只需为用户提供访问接口即可ꎮ 系统总体架构分 为数据采集层、通信传输层、信息服务层、应用层和接 入层５ 个层次ꎬ如图３ 所示ꎮ ７５１ 中国煤炭行业知识服务平台w w w . c h in a c a j . n et ２０１９ 年第 ５ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４７ 卷 １数据采集层主要实现煤矿井上下信息的采 集ꎮ 采集的数据分为资料性数据和检查业务类数据ꎬ 资料性数据包括煤矿安全生产标准化材料、作业规程 和操作规程等ꎻ检查业务类数据主要包括煤矿年度和 专项辨识出的风险、矿领导和上级主管部门检查出来 的隐患、安全生产标准化月度自评打分情况等数据ꎮ 图 ３ 煤矿双重预防机制信息系统总体架构设计 Ｆｉｇ.３ Ｏｖｅｒａｌｌ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ２通信传输层包含信息系统的主要传输网络ꎬ 它是煤矿数据可靠、长距离传输的基础ꎮ 通常由卫 星网络、３Ｇ/４Ｇ 网络和有线局域网络构成ꎮ ３信息服务层主要实现对数据的标准化处理 和存储ꎬ并向上层应用提供服务访问的接口ꎮ 煤矿 数据经通信传输层传至云计算信息中心后ꎬ依托云 平台进行集中处理ꎬ来解决异构信息融合、中性访问 和端对端访问等一系列问题ꎬ具体为硬件管理、镜像 管理、资源部署管理、ＳＤＫ 与 ＡＰＩ 运行环境、数据解 析与处理、数据持久化存储、虚拟化服务、信息服务、 应用服务、安全管理服务及接口的提供等ꎮ ４应用层是双重预防机制信息系统的核心ꎬ系 统的设计依照面向服务的核心思想ꎬ采用基于 ＭＶＣ 设计模式的 ＳＳＭ 框架[１５]ꎬ遵循低耦合、高内聚的思 想进行模块化开发ꎮ 系统依托云计算平台ꎬ将安全 风险分级管控、隐患排查治理、安全生产标准化等应 用集于一体ꎬ为煤矿企业提供定制化信息服务ꎮ ５接入层根据接口的不同划分为浏览器和手 机 ＡＰＰꎬ服务端通过监测不同的端口给手机 ＡＰＰ 和 浏览器端提供无差别的数据和业务逻辑服务ꎬ用户 可以随时随地进行办公ꎮ ２.２ 系统功能实现 系统的功能模块如图 ４ 所示ꎮ 安全风险分级管 控子系统和隐患排查治理子系统是从前一节设计的 风险管控流程和隐患闭环管理流程出发ꎬ在浏览器 和手机 ＡＰＰ 端针对每个流程提供相关的操作ꎬ如图 ５ 所示ꎮ 图 ４ 煤矿双重预防机制信息系统功能模块 Ｆｉｇ.４ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ 图 ５ 浏览器端及手机 ＡＰＰ 界面 Ｆｉｇ.５ Ｂｒｏｗｓｅｒ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ＡＰＰ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ８５１ 中国煤炭行业知识服务平台w w w . c h in a c a j . n et 高晓旭等煤矿双重预防机制信息系统研究与应用２０１９ 年第 ５ 期 属于不同角色的人员ꎬ只拥有其相应的操作权限ꎬ系 统管理员具有最高权限ꎬ能看到所有操作ꎻ安全风险 统计分析和隐患统计分析模块则是对煤矿所有的风 险和隐患ꎬ按照责任人、等级、类型、检查日期等不同 的条件进行查询与统计并形成柱状、饼状和曲线图 等多种类型的展示图表ꎬ其次ꎬ运用熵权－灰色关联 评价方法对风险数据进行评价和 ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ 数据关 联规则挖掘算法对隐患数据进行挖掘ꎬ最终给出相 应的建议ꎮ 安全生产标准化子系统根据标准化自评 打分表的要求ꎬ在自评完成后ꎬ自动汇总得分ꎬ还可 以将标准化所需材料分类上传到系统中ꎬ形成一个 资料库ꎮ 系统管理主要是对系统的角色、用户、系统 运行所必须的字典字段和企业的部门及员工进 行管理ꎬ满足系统运行要求ꎮ 系统选用 ＭｙＳＱＬ 作为系统数据库服务器ꎬ采用 Ｊ２ＥＥ 技术实现软件开发ꎬ遵循面向服务的思想ꎬ运 用组件式开发技术框架来进行业务应用的快速开 发[１６]ꎬ应用 ＪＤＢＣ 数据库访问技术实现数据存取ꎬ 采用 ＡＪＡＸ 和 ＪＱｕｅｒｙ 技术使得界面友好ꎬ操作简单 方便ꎬ使用 Ａｐａｃｈ－Ｔｏｍｃａｔ 作为服务器端应用管理软 件ꎬ使得系统具有运行可靠、高效ꎬ查询方便、可扩展 和易维护等特点ꎮ ３ 数据分析与预测 缺乏对大量风险和隐患历史数据的深入分析与 利用是目前双重预防机制信息系统普遍存在的问 题ꎮ 系统结合安全评价方法对风险数据进行评价和 数据挖掘算法对隐患数据进行挖掘ꎬ最终给煤矿提 供辅助决策ꎮ ３.１ 风险分析与预测 煤矿是一个显著的灰色系统ꎬ灰色关联评价方法 非常适合对煤矿风险状况进行评价ꎬ而熵权法属于客 观赋权法ꎬ它避免了人为因素对各因素权重的确定ꎬ 因此风险数据利用熵权－灰色关联度方法[１７－１８]进行 评价ꎬ用风险类型代替文献[１８]中的工序层指标ꎬ对 海湾煤矿 ２０１７２０１９ 年 ３ 个年度 ３２２ 条风险进行挖 掘ꎬ得出每个年度海湾煤矿的安全状况和本年度需要 在哪些风险类型上提高重视程度ꎮ 挖掘的灰色关联 系数矩阵和熵权－灰色关联度结果见表 １ꎮ 由表 １ 可知ꎬ２０１７ 和 ２０１９ 年度海湾煤矿安全 状况评价得分在７０ꎬ８０]ꎬ评价等级为中等Ⅲ级ꎬ ２０１８ 年度评价得分在８０ꎬ９０]ꎬ评价等级为较好Ⅱ 级ꎬ从整体来看ꎬ２０１７２０１９ 年度海湾煤矿系统安 全性为中等ꎬ２０１９ 年度较 ２０１８ 年度安全性下降ꎬ说 明该矿本年度安全风险分级管控工作有不到位的地 方ꎬ导致风险评价等级又有所上升ꎬ需引起重视ꎮ 灰色关联系数越小ꎬ说明和理想参考矩阵差距 越大ꎬ笔者选取的都为接近 １ 的参考矩阵ꎬ即假设每 类风险类型的安全状态都为很好ꎬ所以从 ２０１９ 年度 灰色关联系数矩阵可得出影响本年度海湾煤矿安全 状况程度由强到弱的风险类型依次为其他、机电、瓦 斯、火灾、顶板、煤尘和水灾ꎮ 由此可知本年度安全 风险分级管控工作的重点对象依次是机电和瓦斯ꎮ 通过熵权－灰色关联评价方法实现对信息系统 中已有风险数据的评价ꎬ给煤矿管理人员决策提供 辅助ꎬ使其在接下来的工作中有所侧重ꎮ ３.２ 隐患分析与预测 隐患数据的挖掘目前有 ２ 种主流的研究方法ꎬ 一种是基于文本数据挖掘ꎬ另一种是基于关联规则 挖掘ꎬ代表方法有 Ａｐｒｉｏｒｉ 算法和 ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ 算法ꎬ 鉴于 Ａｐｒｉｏｒｉ 算法对大数据挖掘性能的劣势ꎬ本系统 采用 ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ 算法[１９]ꎬ对已有隐患数据处理后存 储在数据库中ꎬ从隐患地点、隐患等级、隐患类别、责 任部门等 ４ 个维度进行关联规则的挖掘和发现ꎬ关 联规则是支持度和置信度分别满足给定范围的规 则ꎬ用形如 Ａ→Ｂ 的式子表示Ａ、Ｂ 表示项集ꎬ其中 支持度表示 Ａ→Ｂ 关联规则在数据库中出现的频 率ꎬ即 ＳｕｐｐｏｒｔＡ→Ｂ＝ ＰＡ∪ＢꎬＰ 为频率ꎬ置信度 表示 Ｂ 在 包 含 Ａ 的 事 务 中 出 现 的 频 率ꎬ 即 ＣｏｎｆｉｄｅｎｃｅＡ→Ｂ＝ ＳｕｐｐｏｒｔＡ→Ｂ / ＳｕｐｐｏｒｔＡ＝ Ｐ Ｂ｜Ａꎮ 在可参考的支持度和置信度范围内ꎬ发现 隐患发生的主要地点及常见隐患类别ꎬ并与责任单 位相结合ꎬ给出针对性的改进方案ꎬ减少同类型隐患 出现的次数ꎬ为相关部门隐患预防预测提供数据 ９５１ 中国煤炭行业知识服务平台w w w . c h in a c a j . n et ２０１９ 年第 ５ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４７ 卷 支持ꎮ 图 ６ 隐患关联分析 Ｆｉｇ.６ Ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ 隐患关联分析如图 ６ 所示ꎬ以海湾煤矿现场一 个月的隐患分析数据来看ꎬ总的隐患数量为 １６７ 条ꎬ 其中机电类的支持度为 ４９.７％ꎬ采掘类的支持度为 ２６.９５％ꎬ而机运队和综采队 ２ 个部门下的 ３ 个地点 的 ２ 类隐患之和的支持度为 ４４.３％ꎬ置信度均在 ３３.３％以上ꎮ 通过分析发现了机电类→机运队→变电所ꎬ机 电类→机运队→风机房ꎬ采掘类→综采队→２２０２ 工 作面这 ３ 条关联关系比较强ꎬ由以上数据的支撑ꎬ建 议该矿下个月加强对以上 ３ 个地点的机电类和采掘 类隐患的整治力度ꎬ对机运队和综采队相关人员开 展安全管理教育培训ꎬ提高安全意识ꎬ增强作业规范 的能力ꎬ这对减少煤矿隐患以及险兆事件的发生ꎬ起 到了一定的积极作用ꎬ对辅助煤矿决策有着重要的 指导意义ꎮ ４ 结 论 １在风险预控流程的基础上明确了带班和科 室领导风险分级管控的具体过程ꎬ完善了原有的隐 患管理流程ꎬ并将风险与隐患联系起来ꎬ形成煤矿双 重预防机制工作流程ꎮ ２系统设计遵循面向服务的设计思想ꎬ采用 Ｂ/ Ｓ＋Ｃ/ Ｓ 相结合的技术架构ꎬ由安全风险分级管控子 系统、隐患排查治理子系统和安全生产标准化子系 统组成ꎬ可以在 ＩａａＳ 云服务器上部署ꎬ实现随时、随 地访问和办公ꎮ ３实际应用表明ꎬ系统业务流程符合煤矿实际 情况ꎬ熵权－灰色关联度评价方法和 ＦＰ－Ｇｒｏｗｔｈ 挖 掘算法可分别对系统中的风险和隐患数据进行评价 和分析挖掘ꎬ给煤矿提供相应的辅助决策ꎬ且符合煤 矿实际情况ꎮ 参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ [１] 张冬阳.信息化助力风险分级管控与隐患排查治理工作[Ｊ].中 国安全生产科学技术ꎬ２０１６ꎬ１２Ｓ１２９６－２９９. ＺＨＡＮＧ Ｄｏｎｇｙａｎｇ. Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｔｈ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｈａｚａｒｄｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｂｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ [Ｊ].Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ￣ ｎｏｌｏｇｙꎬ２０１６ꎬ１２Ｓ１２９６－２９９. [２] ＴＡＨ Ｊ Ｈ ＭꎬＣＡＲＲ Ｖ.Ｔｏｗａｒｄｓ ａ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔ ｒｉｓｋ ｋｎｏｗｌ￣ ｅｄｇｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｕｐｐｌｙ ｃｈａｉｎ[Ｊ].Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅꎬ２００１ꎬ３２１０/１１８３５－８４６. [３] 刘占乾ꎬ陈 全.煤矿企业安全风险信息系统的建立[Ｊ].煤矿 安全ꎬ２０１５ꎬ４６１２２７－２２９. ＬＩＵ ＺｈａｎｑｉａｎꎬＣＨＥＮ Ｑｕａｎ.Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｓａｆｅｔｙ ｒｉｓｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ [Ｊ].Ｓａｆｅｔｙ ｉｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅｓꎬ２０１５ꎬ４６ １２２７－２２９. [４] 沈 立.关于重大隐患监控 ＧＩＳ 模式的研究[Ｊ].中国安全科学 学报ꎬ２００２ꎬ１２５５－８. ＳＨＥＮ Ｌｉ.Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＧＩＳ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ ｍａｊｏｒ ｒｉｓｋｓ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ[Ｊ]. Ｃｈｉｎａ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌꎬ２００２ꎬ１２５５－８. [５] 李贤功ꎬ宋学锋ꎬ孟现飞.煤矿安全风险预控与隐患闭环管理 信息系统设计研究[Ｊ].中国安全科学学报ꎬ２０１０ꎬ２０７８９－ ９５. 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