用于煤矿安全生产的大数据应用管理系统设计分析

李苏扬

（晋能控股煤业集团云冈矿，山西 大同 037000）

1 煤矿安全生产信息化应用中存在的问题

当前由于我国在煤矿安全生产信息化建设方面已经取得了非常大的进步，在监测数据与设备、自动化设备监测方面也取得了长足的发展，可是经过调研发现依旧存在一定的问题：

（1）由于基础数据存在不完整性，导致数据库不健全。主要表现如下两个方面：其一，由于数据搜集以及整理不到位，导致数据库存在不完善的现象。其二，由于煤矿企业安监部门并不统一，因此导致在数据库方面标准不统一。

（2）在进行数据分析时，缺乏相应的分析工具，导致信息公开力度不足。主要表现为如下几个方面：其一，当前我国在促进煤矿安全信息化方面已经做了大量的工作，可是煤矿信息化整体水平依旧相对较低，往往存在多收集少应用以及不重视事件，这样导致不能较好地利用大数据。其二，大数据分析软件不足，在我国煤矿大数据方面普遍存在，分析软件不健全，导致不能较好地挖掘大数据。

（3）系统没有形成合力。由于煤矿安全监测系统在煤矿安全生产过程中仅仅存在互联互通，并未对煤矿设备进行分析。煤矿各个数据也存在一定的孤岛现象，从而导致信息的互联性不足。

为了能够有效地满足煤矿生产的需要，构建煤矿安全生产数据。借助该系统对煤矿井下数据进行分析，并且构建对应的数据模型，从而可以对数据进行关联分析，因此能够满足煤矿风险预警分析，大大提高风险预警的能力[1]。

2 煤矿安全生产大数据应用管理系统设计

该系统包括如下几个子系统：第一，数据采集子系统；第二，安全生产风险评估系统；第三，安全生产舆情互动子系统。

2.1 煤矿安全生产数据采集子系统

该系统包括如下几个方面的单元：第一，企业基础信息；第二，视频处理单元；第三，人员位置信息单元；第四，在线监测单元等。其中，企业基础信息单元主要涉及规章制度以及相应的企业基础信息等等。对于视频图像数据单元主要来源于井下设置的各种摄像头。对于人员位置信息而言，可以借助人员定位系统，进而能够得到井下人员的位置信息。对于在线监测数据单元而言，主要涉及井下环境监测数据比如瓦斯含量、通风参数、烟雾含量、温度与湿度等参数。往往可以通过设置的各种传感器获得相应的数据。

2.2 安全生产风险评估与决策支持子系统

该部分主要对安全生产检查以及安全生产事故进行分析。

2.2.1 安全生产检查主题分析

在进行安全生产检查主题分析时，主要从地域、时间、行业多角度分析安全产生检查，从而能够更好地对安全生产进行管控。

（1）安全生产风险评级模型。研发相关软件系统，对企业的安全生产风险等级进行评估，这样可以借助数据分析技术进而更好地实现对煤矿安全数据进行全面的分析，这样可以给煤矿安全等级制定科学的决策。

（2）制定安全检查以及相应的事故率模型，通常可以借助数据分析安全生产检查数据以及与之对应的事故发生数据，这样可以更好地发掘事故率，以及找到安全监测数据的内在关系，因此能够推演出安全事故率。

（3）构建安全事故风险指标异常模型，依据瓦斯含量制定相应的KPI，这样在数据挖掘技术的基础上实现构建异常数据模型，进而能够有效地检测异常问题，更好地防止安全事故发生[2]。

2.2.2 安全生产事故治理主题分析

在对安全事故治理的过程中，通常可以地区、时间以及行业方面进行治理，最大限度地对执行进度、完成质量进行治理，更好地帮助管理者有效地实现专项治理。

（1）治理方案选型推荐模型，煤矿人员借助数据分析，进而可以得到有关安全检查结果与相应的处理方案之间的内在联系，这样能够为存在安全隐患的企业提供相应的治理方案，进而能够有效地降低安全事故率。

（2）合理评估治理方案，在运用数据分析后，能够得到预选治理方案的合理性与有效性，最大限度地解决安全检查结果中发现的问题，为企业安全治理方案提供持续高效、稳定可靠的评估方案。

2.3 安生生产舆情互动子系统

对于舆情互动子系统而言，主要是由如下几个子单元组成：第一，实施监测预警；第二，网站舆情分析；第三，视频舆情监测分析等。这样能够实时监测、采集以及保存信息，可以在最佳的时间内发现问题，及时掌握热点问题。比如事故通报、事故案例分析、采取的相关应急措施等。

2.3.1 事故信息实时监测预警

事故信息实时监测预警功能主要借助网络爬虫来获得信息，与此同时依据相应的关键词，从而可以通过筛选预警信息，主要涉及如下几个方面：

（1）可以定向分级采集安全生产事故信息，这样能够有效地对安全生产信息进行定向分级采集，主要涉及一些国内排名前50的全国性媒体，地区性权威媒体、论坛、新闻网站、微博与微信等。从而可以做到对安全生产事故进行动态监测。

（2）收集大量的信息资料，在舆情搜索的过程中，应采用关键词，同时采用如下两个方式开展增加信息检索能力，其一，调整检索关键词，这样能够有效地过滤关键词，进而能够增加信息入库数量；其二，逐渐增加信息定向采集功能，主要通过主流媒体，实现信息媒体的采集。

（3）一般可以借助数据漏斗的形式来降低垃圾信息，进而能够有效地降低误报率。这样不仅可以有效地保证信息量，而且能够最大限度地降低垃圾率。因此选用数据漏斗以及相应三级预警形式，能够最大限度地保证采集到有用的信息。主要表现为如下几个方面：其一，当数据采集进入数据库后，可以成立相应的全文检索信息，这样能够以标题的形式检索出相应的安全生产事故信息，经过实践发现可以滤除90%的垃圾信息，对于经过过滤的信息，可以将其推动给预警单元，这样可以最大限度地降低误报率。其二，借助系统内部设置的过滤规则对信息进行二次过滤，这样可以对复合的信息进行二次预警。其三，借助地方单位对信息进行对接，这样能够实现更加全面的信息预警，进而能够更好地实现对事故的信息预警作用，这样能够与后续的单位进行信息同步。

2.3.2 网站舆情监测分析

通常网站舆情监测主要涉及如下几个方面的单元：其一，互联网信息采集；其二，舆情检索；其三，舆情分析；其四，内容管理以及相应的发布；其五，舆情给个人门户等。

（1）互联网信息采集单元。主要涉及如下几个方面：其一，信息采集器；其二，采集网站管理单元；其三，采集模块管理单元；其四，采集任务调度；其五，采集日志管理；其五，网页快照管理等。

（2）舆情检索单元。主要涉及如下几个方面：第一，智能检索单元；第二，信息监控单元；第三，语言检索；第四，关键词检索；第五，日期检索；第六，二次检索；第七，URL检索等等。与此同时该单元还可以实现对敏感信息进行监测，实现监测有害信息，并且可以对热点信息进行监测。

（3）舆情分析单元，该单元主要涉及如下几个子单元：第一，热点舆情自动分析单元；第二，敏感舆情自动识别单元；第三，舆情走势分析单元；第四，热点信息发现单元；第五，时间趋势分析单元；第六，信息分布分析单元。这样能够更加方便地了解信息安全，从而可以更好地处理突发事件。

（4）发布单元，该单元主要实现各个子系统数据的交互，整合各种信息资源，从而便于实现舆情平台的控制，最大限度地实现信息的无缝对接。

（5）舆情网页以及个性化门户单元，通常借助舆情网页向领导以及相关人员展示舆情，这样能够全面展示舆情。与此同时为了能够更好地实现个性化的设定，可以构建个性化门户，那么受众可以在界面随时添加、删除以及拖动功能单元，从而对界面进行个性化的编辑，这样便于受众参阅以及参与修改各种数据。

2.3.3 视频舆情监测分析

视频舆情分析主要涉及如下几个功能：第一，视频推送；第二，信息检索；第三，视频加工；第四，信息统计等。从而可以借助视频检测平台实现对电视台、网路电视以及相应的视频网站进行全面的信息检测，因此在进行视频舆情监测的情况下可以呈现出全方位与精准的舆论信息。同时该系统可以实现网站在线播放以及相应的下载等。

3 应用效果

基于对大数据的研究分析，选取部分煤矿企业将该系统模拟应用到煤矿生产中，经过系统数据运行表明，可以有效提高对煤矿安全科学化的管理，优化企业资源配置，大大提高矿井的安全高效运行。

（1）大大增加了智能监测设备的数量，当前由于大数据不断发展，各种智能化的技术得到了广泛的应用，为了能够更好地提高煤矿安全高效管理，因此借助大数据管理理念，比如借助PLC、光纤技术以及相应的网络技术，从而可以实现更好地信息优化以及改造，这样可以实现在线监测以及内部通信设备的管理，极大地提高了智能化设备数量以及效用。

（2）不断优化在线监测的能力，在借助大数据的前提下，能够对安全数据进行实时更新，通过对数据的分析研判，从而可以提高对安全问题的预防能力以及降低相应的安全事故率[3]。

（3）可以将安全隐患转变成为事前预警，在进行安全生产的过程中，可以运用数据云实现对数据的分析，一般将数据采集后，可以将采集后的数据传输到数据平台，经过对数据的汇总以及分析，进而将其划分为不同的监测数据预警等级，并且由相关工作人员开展相应的处理，从而可以有效地提高事故的应急处置能力。