基于GIS的煤礦安全MIS研究

摘 要：在煤炭企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的過程中，各環(huán)節(jié)的操作安全一直是企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。企業(yè)信息化管理為煤炭企業(yè)的生產(chǎn)安全提供了必要的技術(shù)支持。地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用為管理信息系統(tǒng)提供了直觀、完善的空間信息，為系統(tǒng)能更有效地管理生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。簡要介紹了基于地理信息系統(tǒng)的煤炭安全管理信息系統(tǒng)的技術(shù)來源、系統(tǒng)要求、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，以期為日后的相關(guān)研究提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè)；地理信息系統(tǒng)；管理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.004

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）作為重要的空間信息系統(tǒng)，是通過計(jì)算機(jī)軟硬件的配合獲取、儲存、運(yùn)算、分析、管理、顯示和描述某個(gè)區(qū)域與地表空間有關(guān)的地理分布數(shù)據(jù)的信息技術(shù)，并將相關(guān)信息集合起來。地理信息系統(tǒng)（GIS）與管理信息系統(tǒng)（MIS）的結(jié)合對煤炭行業(yè)勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、管理和安全等方面的工作有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 必要性分析與技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 煤礦安全信息管理的發(fā)展現(xiàn)狀

煤炭安全管理信息系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)采集、存儲、分析煤炭企業(yè)在各生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)中已出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的各種隱患數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)、管理和處置相關(guān)危情，以提高企業(yè)安全管理判斷的準(zhǔn)確性和決策的有效性。分析回收到的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以綜合評價(jià)實(shí)施運(yùn)行的生產(chǎn)作業(yè)情況。另外，在執(zhí)行相關(guān)工作的過程中，可以快速提取信息進(jìn)行行為跟蹤、不安全分析，為煤炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對突發(fā)安全事故提供基礎(chǔ)信息，幫助相關(guān)工作人員快速作出反應(yīng)決策，降低事故發(fā)生的概率。

目前，我國煤炭企業(yè)的安全管理信息系統(tǒng)包括日常安全管理、自然災(zāi)害預(yù)防與處理、人員行為安全管理、突發(fā)事故應(yīng)急管理和安全知識培訓(xùn)管理等。

我國煤炭企業(yè)信息技術(shù)發(fā)展相對滯后，工作人員對信息技術(shù)的認(rèn)識不足，對其應(yīng)用投入也相對不足，尤其在企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的過程中，信息化建設(shè)的政策、標(biāo)準(zhǔn)也不完善。由于基礎(chǔ)建設(shè)投入不足，安全生產(chǎn)軟硬件在研發(fā)和后期服務(wù)維護(hù)等方面存在較大的缺陷；再加上管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍有限，沒有形成產(chǎn)業(yè)化形態(tài)，所以，很難滿足煤炭企業(yè)對安全生產(chǎn)管理信息化發(fā)展的需要。

1.2 地理信息系統(tǒng)的概念與特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)，在軟硬件的支持下獲取、存儲、查詢、管理、分析、計(jì)算和描述相關(guān)地表空間信息分布的綜合技術(shù)系統(tǒng)，它集地學(xué)、環(huán)境科學(xué)和信息技術(shù)于一體。

地理信息系統(tǒng)一般由人員、信息、硬件、軟件和過程5個(gè)部分組成。作為一種信息系統(tǒng)，信息內(nèi)容的獲取決定著系統(tǒng)內(nèi)容，硬件與軟件的配合能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能，而人員決定系統(tǒng)的功能和操作結(jié)果。計(jì)算機(jī)硬件是地理信息系統(tǒng)的載體，包括信息數(shù)據(jù)的輸入輸出設(shè)備、中央處理器和存儲設(shè)備。除了與地理信息系統(tǒng)相關(guān)的軟件外，計(jì)算機(jī)軟件還包括數(shù)據(jù)庫、圖形處理系統(tǒng)、匯編語言、操作系統(tǒng)和其他針對實(shí)際情況而開發(fā)的應(yīng)用軟件。管理人員作為地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，需要在系統(tǒng)開發(fā)初期規(guī)劃和部署空間模型，在應(yīng)用過程中維護(hù)、更新系統(tǒng)和信息數(shù)據(jù)。信息數(shù)據(jù)包括在指定范圍內(nèi)從地表空間所獲取到的各種社會人文、文字?jǐn)?shù)字、符號語言、圖形圖像等信息，根據(jù)指定需求識別、分類、存儲、判斷和計(jì)算獲取到的信息數(shù)據(jù)。同時(shí)，系統(tǒng)還采取掃描、攝像、錄入等手段獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，即實(shí)體坐標(biāo)信息、空間關(guān)系和相關(guān)信息的其他關(guān)系特征等。

2 構(gòu)建煤炭安全管理信息系統(tǒng)

現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)分為專題地理信息系統(tǒng)、區(qū)域地理信息系統(tǒng)和工具地理信息系統(tǒng)。在構(gòu)建煤炭安全管理信息系統(tǒng)的過程中，區(qū)域地理信息系統(tǒng)需要配合相關(guān)系統(tǒng)完成地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建工作。

2.1 組件式GIS

基于應(yīng)用的需要，地理信息系統(tǒng)也與其他軟件一樣，用戶可以根據(jù)自身需要確定相關(guān)GIS組件。同時(shí)，用戶可以針對自身通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出生產(chǎn)功能相對獨(dú)立的軟件部件和其他相關(guān)子程序。組件式GIS技術(shù)的廣泛應(yīng)用為GIS技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 系統(tǒng)需求

在制作、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟件的過程中，要根據(jù)用戶的實(shí)際使用需求確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、用戶界面的表現(xiàn)形式。煤炭安全管理信息系統(tǒng)結(jié)合其自身的發(fā)展需求，利用地理信息系統(tǒng)獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢大大提高其安全使用效率，提高事前分析的能力，增強(qiáng)信息查詢功能。

煤炭安全管理信息系統(tǒng)需要根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)空間數(shù)據(jù)，針對用戶具體需求合理分析相關(guān)數(shù)據(jù)，從而在軟件結(jié)構(gòu)和功能上滿足用戶的實(shí)際需求。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中，要遵循安全生產(chǎn)相關(guān)文件、條例的要求和集成化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中，采用C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的體系，從結(jié)構(gòu)上保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用的廣泛性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)、分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)4個(gè)階段。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過程中，要充分滿足用戶的需求，在保證用戶需求的情況下確定系統(tǒng)目標(biāo)，采用開放式與模塊化相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路。基于地理信息系統(tǒng)的煤炭安全管理信息系統(tǒng)的用戶包括系統(tǒng)管理員、部門管理調(diào)度人員，具體管理對象為一線參與工程作業(yè)的設(shè)備和作業(yè)人員。系統(tǒng)必備的管理和操作功能模塊包括用戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、安全預(yù)警模塊、應(yīng)急管理模塊、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序和系統(tǒng)幫助模塊等。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與系統(tǒng)部署

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為軟件的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中，是以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為對象設(shè)計(jì)、構(gòu)建應(yīng)用程序的，從而滿足用戶采集、錄入、存儲、分析數(shù)據(jù)的要求，完成需求分析，數(shù)據(jù)采集，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫備份、維護(hù)等工作。

與煤炭安全管理信息系統(tǒng)配合使用的是地理信息系統(tǒng)，因?yàn)榈貓D數(shù)據(jù)龐大、空間數(shù)據(jù)繁雜，所以，要配合使用SQL Server2000數(shù)據(jù)庫。SQL Server數(shù)據(jù)庫具有性能穩(wěn)定、兼容性強(qiáng)、擴(kuò)展性好并且支持超大數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，可以滿足ACID的使用特性。在煤炭安全管理信息系統(tǒng)安裝、部署服務(wù)器端和用戶端時(shí)，應(yīng)用SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫中的管理和開發(fā)工具可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，同時(shí)，它與其他Web應(yīng)用程序的兼容性良好，便于后期維護(hù)。

數(shù)據(jù)庫是煤炭安全管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、分析和相關(guān)功能的基礎(chǔ)。該數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是以數(shù)據(jù)庫為核心構(gòu)建相應(yīng)的應(yīng)用程序，能滿足各個(gè)用戶對數(shù)據(jù)的要求。地理信息系統(tǒng)收集的各種空間數(shù)據(jù)會根據(jù)不同的屬性分布存儲在數(shù)據(jù)庫中，形成點(diǎn)、線、面結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，利用面向?qū)ο蟮姆椒▽⒏鱾€(gè)空間數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。各種不同的數(shù)據(jù)存儲與不同數(shù)據(jù)庫的位置相互區(qū)分又緊密聯(lián)系，方便用戶根據(jù)各自需要查詢相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在出現(xiàn)突發(fā)安全事故時(shí)，也便于系統(tǒng)作出緊急判斷、分析，給出正確的處置結(jié)果。基于地理信息系統(tǒng)的煤炭安全管理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)與煤炭安全管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，將地理信息系統(tǒng)中獲得的空間信息直觀地引入管理信息系統(tǒng)中，使管理工作變得更直觀、形象，進(jìn)一步提高了工作人員在生產(chǎn)作業(yè)過程中對突發(fā)安全事故和安全隱患的判斷能力、決策分析能力、日常管理能力。基于地理信息系統(tǒng)的煤炭安全管理信息系統(tǒng)是根據(jù)用戶使用需求設(shè)計(jì)的，有穩(wěn)定、實(shí)用、可靠的特點(diǎn)，能夠降低安全管理人員的工作強(qiáng)度，為隱患的事前判斷、事中決策提供直觀、可靠的數(shù)據(jù)支持。

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作者簡介：孫煜東（1975—），男，河南長垣人，研究生，工程師，主要從事企業(yè)管理科學(xué)與工程、信息化建設(shè)方面的工作。

〔編輯：白潔〕

Abstract： In the process of production operations in coal enterprises， the operation safety of all links has been the focus of the business enterprise. Enterprise information management provides the necessary technical support for the production safety of coal enterprises. The rapid development and wide application of GIS provides direct and perfect spatial information for management information system， which can be used to manage production more effectively， and to avoid the occurrence of safety accidents. This paper briefly introduces the technical sources， system requirements， system structure and database structure of coal safety management information system based on GIS.

Key words： coal enterprise； geographic information system； management information system； database structure