基于煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的雙控機(jī)制APP系統(tǒng)研究

曾發(fā)鑌，蔣仲安

(北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，北京 100083)

0 引言

《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考核定級方法》(以下稱《方法》)進(jìn)一步整合和細(xì)化了考核專業(yè)，旨在構(gòu)建“安全風(fēng)險預(yù)控”“事故隱患排查”與“安全質(zhì)量達(dá)標(biāo)”三者相結(jié)合的“三位一體”安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系[1]，以適應(yīng)煤炭行業(yè)梯隊由東部向西部逐漸轉(zhuǎn)移的戰(zhàn)略布局，使煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)工作向OHSAS18000標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)步過渡。

目前，煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考核定級工作大多采用專家評分、紙質(zhì)記錄、二次錄入等傳統(tǒng)安全信息管理的模式[2]。該模式下依托于B/S或C/S架構(gòu)，為標(biāo)準(zhǔn)化考核定級的信息化管理提供了一定的技術(shù)支持，但局限性在于定點巡檢過程中的數(shù)據(jù)采集時效性較差、數(shù)據(jù)錄入工作量繁瑣、數(shù)據(jù)匯總分析不明確，同時數(shù)據(jù)經(jīng)各級安全管理人員的儲存、處理和轉(zhuǎn)移，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失、變更、缺漏等問題，這將阻礙煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考核定級工作的開展。隨著礦用防爆手機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，基于礦用防爆手機(jī)開發(fā)應(yīng)用程序在井下數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展[3]。因此，為了有效解決定點巡檢過程中數(shù)據(jù)紙質(zhì)記錄、二次錄入等問題，有必要研發(fā)一款服務(wù)于煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作的手持式終端系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)需求分析

軟件的需求分析分為業(yè)務(wù)需求、用戶需求以及功能需求3個部分[4]。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求為：①研發(fā)的APP系統(tǒng)要達(dá)到強化煤礦安全風(fēng)險預(yù)控；②強化煤礦隱患排查治理；③強化煤礦安全質(zhì)量達(dá)標(biāo)的目的[1，5]。用戶需求為：①系統(tǒng)從不同權(quán)限的角度考慮，對用戶進(jìn)行若干分類；②界面應(yīng)簡潔、美觀、大方，界面人機(jī)交互性友好，功能名稱淺顯易懂，功能操作簡單便捷；③研發(fā)的系統(tǒng)的安全性能應(yīng)較優(yōu)。功能需求為：①該系統(tǒng)應(yīng)該涵蓋煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作中雙控機(jī)制部分評分標(biāo)準(zhǔn)的所有內(nèi)容；②能夠根據(jù)實地礦井中存在問題進(jìn)行風(fēng)險評價、隱患記錄，實現(xiàn)結(jié)果的自動打分、數(shù)據(jù)匯總及結(jié)果輸出等功能，以提高標(biāo)準(zhǔn)化工作的效率；③實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作結(jié)果的數(shù)據(jù)可視化分析功能，確保發(fā)現(xiàn)的問題能夠得到及時、迅速、有效地解決，為煤礦企業(yè)的安全管理人員的安全管理決策提供技術(shù)支撐。

1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計

煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化雙控機(jī)制系統(tǒng)開發(fā)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)開發(fā)流程Fig.1 Flow chart of system development

本系統(tǒng)采用瀑布生命周期模型的軟件開發(fā)方法[6]，該模型適用于需求明確且易于完整定義的軟件。由圖1可知，按照其設(shè)計思想，本次研發(fā)的雙控機(jī)制系統(tǒng)主要分為6個階段，即軟件概念、需求分析、軟件設(shè)計、程序編碼、軟件測試以及運行維護(hù)。在研發(fā)該系統(tǒng)的過程中，每一階段內(nèi)容明確且貫穿著自上而下的頂層設(shè)計思想，前一階段的輸出是后一階段的輸入，后一階段的輸入亦是下一階段的輸出，同時也存在著反饋機(jī)制，便于每一個階段的工作完成并加以確定。

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

研發(fā)的煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化雙控機(jī)制智能終端系統(tǒng)主要分為后臺端、基礎(chǔ)平臺層、數(shù)據(jù)支持層、核心功能層、用戶界面層、用戶端6個層次，其系統(tǒng)架構(gòu)[7]具體內(nèi)容如圖2所示。后臺端為開發(fā)者提供進(jìn)入軟件的入口，以實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測、分析以及軟件更新的發(fā)布；基礎(chǔ)平臺層是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，操作系統(tǒng)采用Windows8.1版本，E4A中文可視化編程集成開發(fā)環(huán)境為5.3版本；數(shù)據(jù)支持層是對系統(tǒng)使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查，分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；核心功能層是依據(jù)軟件的功能需要分析進(jìn)行設(shè)計的；用戶界面層是軟件的界面操作部分；用戶端為使用該終端系統(tǒng)的人員提供人機(jī)交互接口。

1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQLite數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，考慮到數(shù)據(jù)調(diào)用的便捷性、高效性和安全可靠性，本次研發(fā)的雙控機(jī)制系統(tǒng)包含Db1_grxxgl，Db2_aqfxfjgk，Db3_sgyhpczl 3張數(shù)據(jù)庫，共8張數(shù)據(jù)表，用于存儲在考核定級過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如圖3～5所示。

2 系統(tǒng)功能及關(guān)鍵技術(shù)概述

2.1 個人信息管理模塊

該模塊主要的功能有短信注冊及驗證、用戶名及密碼登錄、第三方快速登錄、修改及找回用戶密碼、修改用戶資料、其它功能等。利用SMSSDK組件在APP中植入SDK可實現(xiàn)短信驗證功能[8]；第三方快速登錄是借助第三方臨時授權(quán)的code參數(shù)，通過AppID和AppSecret換取access_token并進(jìn)行接口調(diào)用，實現(xiàn)獲取用戶基本數(shù)據(jù)資源的基本操作[9]；用戶名及密碼登錄則采用已存儲至數(shù)據(jù)庫的個人信息進(jìn)行登錄，以保證系統(tǒng)的安全性能。

2.2 安全風(fēng)險分級管控模塊

該模塊的設(shè)計是基于危險源辨識、風(fēng)險評估、風(fēng)險定級及采取相應(yīng)的管控措施的[10]風(fēng)險評價流程，其基本功能見圖2中安全風(fēng)險分級管控模塊。其中風(fēng)險定級打分計算功能應(yīng)包含《方法》中安全風(fēng)險分級管控專業(yè)評分要求的所有內(nèi)容，并以此為依據(jù)研發(fā)出定級打分算法，即在每次檢查工作結(jié)束后，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)目及其分值的不同，顯示出當(dāng)前所檢查對象的風(fēng)險等級，給用戶最清晰、直觀的檢查結(jié)果[11]。

圖2 系統(tǒng)功能架構(gòu)Fig.2 Function architecture of system

圖3 Db1_grxxgl數(shù)據(jù)庫Fig.3 Database of Db1_grxxgl

圖4 Db2_aqfxfjgk數(shù)據(jù)庫Fig.4 Database of Db2_aqfxfjgk

圖5 Db3_sgyhpczl數(shù)據(jù)庫Fig.5 Database of Db3_sgyhpczl

2.3 事故隱患排查治理模塊

從煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)工作介入時間的角度考慮，隱患是風(fēng)險演變成事故的中間環(huán)節(jié)，是在風(fēng)險管控措施失效后出現(xiàn)的[12]。基于此，采用PDCA循環(huán)思想，設(shè)計了本模塊，其基本功能見圖2中事故隱患排查治理模塊，其中，事故隱患排查治理是依據(jù)《方法》中的事故隱患排查治理專業(yè)的評分要求而設(shè)計的，主要包括工作機(jī)制、事故隱患排查、事故隱患治理、監(jiān)督管理、保障措施5項[13]內(nèi)容。

2.4 數(shù)據(jù)可視化分析模塊

對安全風(fēng)險分級管控與事故隱患排查治理2部分工作中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，通過可視化的數(shù)據(jù)分析，清晰、直觀地展現(xiàn)存在風(fēng)險失控漏洞、可能導(dǎo)致隱患的部分，進(jìn)而有針對性地采取進(jìn)一步的措施避免事故的發(fā)生，從而保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)與正常的運營。

2.5 法律知識庫檢索模塊

該模塊主要包括煤礦法律法規(guī)資料文獻(xiàn)查閱、煤礦安全生產(chǎn)事故案例分析以及法律知識庫檢索等功能。其中，資料文獻(xiàn)能夠使煤礦安全管理人員實時了解與煤炭行業(yè)相關(guān)的最新法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，便于其日常的安全管理工作，研發(fā)的APP具有資料文獻(xiàn)查詢、閱讀、導(dǎo)入、修改、刪除等功能操作[11]；煤礦安全法律知識庫采用調(diào)用相關(guān)平臺資源的方法[14]，在有局域網(wǎng)的情況下，通過標(biāo)題檢索、全文檢索、高級檢索等不同的檢索方式，用戶可以查閱相關(guān)的法律法規(guī)，以供學(xué)習(xí)相關(guān)的資料，其中用戶摘抄是系統(tǒng)提供逐條選擇，將選中條目突出顯示，并可根據(jù)需要進(jìn)行選中條目的摘抄、轉(zhuǎn)換為txt文本格式以方便保存和編輯。

2.6 關(guān)鍵技術(shù)概述

Google推出的Android 系統(tǒng)具有開放性和開源性的優(yōu)點，能夠使開發(fā)人員根據(jù)用戶的需求量身定制適合其應(yīng)用場景的應(yīng)用程序[15]。利用易安卓編程語言與SQLite數(shù)據(jù)庫技術(shù),實現(xiàn)代碼的編譯、數(shù)據(jù)的持續(xù)化存儲；采用瀑布生命周期模型的軟件開發(fā)方法，與頂層設(shè)計思想相結(jié)合，降低了系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜性，提高了信息化平臺開發(fā)效率及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性。

3 系統(tǒng)運行及其效益

3.1 系統(tǒng)運行

以內(nèi)蒙古自治區(qū)的呼倫貝爾某煤礦對APP系統(tǒng)進(jìn)行功能測試及現(xiàn)場應(yīng)用，系統(tǒng)主要的功能運行流程圖如圖6所示，主要是測試法律知識庫檢索模塊、安全風(fēng)險分級管控模塊、事故隱患排查治理模塊、數(shù)據(jù)可視化分析模塊的功能達(dá)標(biāo)性，對該系統(tǒng)在使用的過程中存在的錯誤和漏洞進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的修改方案并持續(xù)完善系統(tǒng)。運行結(jié)果如圖7所示。

3.2 系統(tǒng)運行效益

本次研發(fā)的煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化智能終端系統(tǒng)的運行效益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1)該系統(tǒng)體現(xiàn)了全過程風(fēng)險管理的思想，能夠推進(jìn)煤礦企業(yè)安全管理的關(guān)口前移[16]。通過安全風(fēng)險分級管控，采取有效的管控措施，降低風(fēng)險的大小；通過事故隱患排查治理，查找煤礦安全生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，即時關(guān)注風(fēng)險失控的情況，逐步實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)工作關(guān)口前移。

2)研發(fā)的終端系統(tǒng)能夠免去二次錄入的繁瑣工作量，能夠在進(jìn)行煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考核定級工作過程中，自動將數(shù)據(jù)存儲至相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，對數(shù)據(jù)的完整性提供了良好的技術(shù)支持。

3)通過該系統(tǒng)的運行應(yīng)用，能夠有效地辨識煤礦安全生產(chǎn)活動過程中存在的風(fēng)險，夯實標(biāo)準(zhǔn)化工作的基礎(chǔ)，也為非煤礦山、冶金、石油化工等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作實現(xiàn)信息化管理提供了較好的應(yīng)用模式。

4 結(jié)論

1)所研發(fā)的APP依據(jù)風(fēng)險評價的基本流程，實現(xiàn)對安全風(fēng)險分級的風(fēng)險點排查、危險源辨識、定級打分計算、管控措施編制、統(tǒng)計分析等全過程的信息化管理。

2)依據(jù)PDCA閉合管理的思想，實現(xiàn)對事故隱患排查治理的隱患記錄、隱患錄入、隱患下達(dá)、隱患整改、整改復(fù)查、隱患銷號等全過程的信息化管理；同時提供良好的數(shù)據(jù)可視化預(yù)警與分析、法律知識庫檢索接口，為煤礦安全管理人員和有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行科學(xué)決策提供了較好的技術(shù)支持。

圖6 系統(tǒng)主要模塊運行流程Fig.6 Flow chart of operation of main modules in system

圖7 系統(tǒng)運行示意Fig.7 Schematic diagram of system operation