智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究

智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究

韩金刚

伊春鹿鸣矿业有限公司黑龙江伊春152500

摘要：为了解决矿山企业在职业健康安全管理中存在的问题，提出了物联网视角下的智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究。能够最大限度地降低对矿山职业健康安全具有危害的因素所造成的影响，保证矿山生产工作处于安全监管的良好环境。

关键词：职业健康；安全管理；物联网；智慧矿山；实时监控

引言

长期以来，我国矿山行业在进行安全生产工作时，只注重生产安全而忽略了职业健康安全，但是在实际的生产过程中，职业健康的危害已经远超过了直接事故死亡。为了解决矿山企业在职业健康安全管理中存在的问题，提出了物联网视角下的智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究。能够最大限度地降低对矿山职业健康安全具有危害的因素所造成的影响，保证矿山生产工作处于安全监管的良好环境。

1职业健康安全监管信息系统设计

1.1系统业务流程分析

根据职业健康安全管理相关法律法规建立以风险识别、风险评估为主线的职业健康管理工作业务流程，对辨识出的风险因素进行定量监测与定性评估，通过外接监控系统、传感器等对需要定量监测的风险因素进行实时监测，针对监测到的风险因素指标值与标准值进行对比，根据对比结果进行危害警示，需要进行定量风险评估的因素，进行职业健康安全危害因素风险评估和风险等级的确定。

1.2系统建设思路

系统在建设时，将职业健康安全管理相关的结构化和非结构化的数据转换成数字化信息进行网络传输与综合处理。系统内与职业健康安全管理相关数据来源有2个方面，一方面是通过人工进行录入，另一方面是通过外接监测系统、控制器、传感器等进行自动采集。系统能够通过上述2种方式获取到实时精准的员工职业健康安全管理所需的各项统计数据，同时能够利用建设中已经架设的局域网和广域网进行即时、可靠、安全的数据传输。系统设计时，要保证各个业务流程的规范化，确保数据的来源具有统一性和可行性。确认通信网络协议、网络接口统一等一切能够保证数据准确性和单一来源的技术需求。系统内的监测数据需要进行数据分析等操作，这些操作可以按照三维GIS、模拟仿真技术、可视化分析技术等方式进行展现[1]。系统能够满足24h、全天候的无人化自动监测和自动预警的功能需求。在功能上要根据职业健康安全管理体系以及自身信息化建设的情况进行设计。

1.3系统总体架构设计

职业健康安全管理系统是以信息技术、物联网、大数据、云计算、通信网络以及相关硬件设备进行支撑，同时与职业健康安全管理体系相互结合，遵照职业健康安全管理体系中的具体要求和总体目标，利用所述的各类技术形式进行设计开发。本系统是以J2EE技术为开发平台、SpringMVC为开发架构，借助Java语言开发而成的基于B/S模式的职业健康安全管理系统，这种模式开发出来的系统平台有效地避免了跨地区操作和PC等硬件设施不完善所产生的弊端，B/S模式的系统可以在任何接入到互联网的PC端输入所分配的账号和密码进行登录操作。系统的架构设计中主要包括展示层、业务逻辑层、中间件层和数据层。数据层是系统的数据支撑，主要是形成职业健康安全管理数据库，通过设备进行数据的采集、加工、存储等，主要存储结构化与非结构化文件，为展示层的数据分析提供数据支撑。系统对生产系统各个工作面的粉尘情况、有害气体情况、温度、噪声等监测数据依托实时监测设备、传感器、控制器等设备获取。业务逻辑层主要提供具体的业务逻辑功能，有职业健康危害因素的辨识、评估等智能管理、智能监测、智能控制、智能分析以及智能预警等，根据展示层不同的请求而选择具体的业务逻辑，并根据需要调用中间件层的相关模型、算法、指令和服务。展示层则主要是发起智能管理、智能分析、自动预警等请求，经过业务逻辑层以及中间件层的相关模型和算法处理，向数据层发送数据请求，通过逻辑处理最终反馈给展示层所需要的决策数据。

1.4系统网络拓扑设计

职业健康安全监管信息系统网络是在智慧矿山基础上建立的，而智慧矿山在建设过程中是基于工业以太环网，同时借助现代化的计算机技术、网络技术、通信技术、自动化控制技术、语音、视频、传感等综合技术而搭建的自动化、综合控制网络平台。矿山企业的职业健康安全监管信息系统可以采用工业以太网和现场总线网络相结合的网络结构，采用以太网、控制网和设备网组成的开放网络，能够利用监控设备同时采集所需数据，通过高速的开放网络实现井上与井下监控数据、控制指令、传感数据的一体化传送，从而实现矿山各生产系统的设备跟踪定位、职业健康安全管理远程监控以及各种职业健康安全环境参数的监测监控等。系统可以实现煤矿职业健康安全管理的实时监控、统一指挥管理，提高安全生产效率，及时排除安全危险隐患。

1.5系统数据库设计

职业健康安全监管信息系统需要存储和管理的数据复杂多样，而且数据来源较多、数据格式多样化，对于矿山生产作业设备、作业状态、安全、作业环境等数据对象按发生时间、地点、性质分类之后开展组织与管理，并与基础地矿信息进行有机融合，形成三维可视化实体信息。在实现海量的地矿、生产作业、生产环境数据管理的基础上，进一步实现数据深层次利用，为深入分析与决策提供辅助支持[2]。

2系统总体功能结构设计

系统在功能设计时，结合矿山职业健康安全管理业务需求，同时，要适用智慧矿山的需求，与传感器、控制器以及相关的实时监测系统实现数据对接，实现对职业健康安全管理工作的智能化管理，同时，系统还需要有相关的基础支持才可以正常运行。因此，系统主要从智能管理、职业健康体系管理以及基础支持3个方面进行系统功能设计。

1）智能管理功能。通过传感器等井下监测设备实现对粉尘、化学物质以及噪声、高温等职业健康安全危害因素进行实时监测，实时展示监测的数据。将监测结果通过与危害因素标准库进行对比，当监测结果超出标准阈值后，系统将自动开启报警装置，通过声音自动预警，通过可视化预警标识在系统中展示。同时，系统将根据监测因素超标情况，对喷雾控制器、水电闭锁传感器、风水闭锁传感器、风机开停传感器、高压泵开停传感器等进行智能控制，系统根据监测结果进行自动开、停。通过智能分析和统计分析功能实现职业健康安全管理数据的智能化、可视化分析。

2）职业健康体系管理功能。实现对职业健康体系下的方针目标、法律法规、应急预案、方针方案的综合管理与维护。实现对员工档案、体检结果、安全培训等的综合管理。实现对职业健康安全危害因素的辨识、评估以及控制。

3）基础支持功能。实现对用户、角色权限、单位部门等基础数据的管理。实现对职业病库、标准对应库、职业禁忌症库等基础数据的综合管理与维护。

结束语

通过职业健康安全监管信息系统可以将现有的职业健康危害因素进行梳理、辨识以及评估，形成职业病危害因素关键控制措施库，建立风险控制措施库，实现职业病危害因素的分层分级管控，实现对职业健康工作的持续改进，确保职业健康风险控制措施得到落实与闭环管理。在经济效益方面，实现信息化和工业化的高层次的深度结合，提高了管理水平和决策的科学性，提高了职业健康安全管理的工作效率，降低了人力、物资和沟通成本，带来巨大的经济效益。

参考文献

[1]申雪，刘驰，孔宁，等.智慧矿山物联网技术发展现状研究[J].中国矿业，2018，v.27；No.251（07）：123-128+146.

[2]陈晓晶，何敏.智慧矿山建设架构体系及其关键技术[J].煤炭科学技术，2018，46（2）.