摘要:为了完善安全监管信息化体系，适应目前安全生产的监管对象多元化、监管要求复杂化的现状，基于移动通信构建了矿山安全生产管理平台，从平台总体架构，移动端开发以及模块设计等方面开展研究，最终通过系统建设，矿山管理人员能够在地表的调度中心对全矿安全生产的各个环节及相关设备进行实时监测、监视及远程监管，实现全矿的安全数据采集、决策指挥的信息化、科学化，为矿山安全生产、有效预防和及时处理各种突发事故和自然灾害提供有效手段。
关键词:矿山安全;生产管理平台;移动通信;安全监管
0引言
近年来，随着社会的发展，矿山在用工模式、管理模式以及安全管理要求等方面都与过去有较大的变化，而矿山生产的安全问题至关重要。影响矿山安全的因素非常多，需要进行综合、系统地检测和分析。信息技术的快速发展，给矿山的安全管理工作带来了新的方法和手段，信息化安全管理系统能够有效满足矿山安全管理的需要，提高矿山生产和管理的效率[1-4]。目前，矿山信息化建设进行了许多基础建设工作，包括矿山井下安全避险六大系统、OA办公系统、财务信息化系统等，并建立了部分设备运行工况的在线监测系统。但在安全管理方面，基本上各个矿山都投入了大量资金建设“安全避险六大系统”，但是并没有建立起完善的安全管理监控和管理的信息化体系，不能适应目前安全生产的监管对象多元化、监管要求复杂化的现状，使得已建的系统没有发挥应有的作用，从整体上来说，矿山安全管理信息化尚处于初级水平[5]。由于矿山井下生产条件恶劣，环境情况复杂，通信设施不完善，给安全管理工作带来很大的难题，传统的管理手段费时费力，工作效率和管理水平都难以满足现代矿山的需要。随着智能手机的普及，移动应用在矿山安全管理信息化建设中发挥了重要作用，它具有使用方便、操作简单、投入少、可移动和扩展性好的特点，受到矿山安全管理人员的青睐[6-8]。
1矿山安全生产管理平台的设计
1.1总体架构
为了确保系统的安全性，稳定性及可扩展性，系统总体架构采用微服务架构，各个服务均采用基于BWAD（即浏览器+Web应用服务器+数据库）的三层体系架构，支持Windows、Linux主流操作系统。微服务架构是一种新的架构模式。根据实际业务和性能需求，将系统分解为多个微服务，每个微服务代表着一个小的业务能力，仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务，通过规范统一的API提供对外接口。系统功能被放置到分离的多个服务进程中，可被独立部署，不同的服务可分布于不同的服务器[9-12]。平台使用微服务架构，将具备以下优点：（1）针对不同的业务功能，可以独立使用针对性的设计来满足业务需求；（2）通过分布式部署，对服务器配置要求较低；（3）每个业务功能可以独立部署，可以灵活有效地进行扩展；（4）易于与外部系统集成和对接。系统总体架构见图1。平台下的每一个微服务都遵循SOA软件系统架构，将服务作为基本元素，每组服务实例都包括服务提供者、服务消费者、服务注册表、服务条款、服务和服务契约，详细说明了如何提供和使用服务，这些服务之间是可互操作的、独立的、模块化的、位置明确的、可耦合的并且可以通过网络查找其地址[13]。为了充分满足系统在安全性、实用性、可移植性、易扩操作、易维护性等方面的要求，系统采用基于Java系统的J2EE技术体系和B/S三层应用体系结构，并采用JSP、Servlet、EJB、XML等编程技术和面向对象程序设计方法，将复杂的业务逻辑、流程控制逻辑和数据存取逻辑通过在不同的技术层面上实现，在应用服务器之上，实现业务逻辑的快速部署和灵活调整，充分保证数据库系统的安全可靠访问[14]。
1.2移动开发
移动用户终端（包括手持POS终端、智能手机和平板电脑）运行矿山安全生产管理平台APP，连接网络并登录后，可以获取管理平台的实时信息，实现安全生产管理系统工作从电脑到移动端的延伸，把部分需从电脑端的工作内容通过移动应用平台执行，实时采集现场的相关数据传递到数据库，有助于管理人员及时了解情况并进行处理，提高安全生产治理的有效性、高效性，实现移动办公。移动端拓扑结构见图2。本文所研究的系统在Android系统进行实现，Android系统包含了Activities、Services等诸多组件，不同的组件分别对应着功能应用、逻辑架构、基础服务、封装、部署等开发，为程序员进行相关系统的开发提供了极大的方便。
1.3模块设计
1.3.1安全管理
（1）任务管理。对于巡检过程中发现的隐患问题，管理人员可以下派任务，填写要求完成时间，任务内容，选择具体的执行人员。执行人员接受到任务后，到达现场处理问题后，通过手机在APP中登记并现场拍照，及时反馈给任务下达人。接收到执行人员的反馈信息后，确认隐患问题已解决，最后办结任务。（2）现场巡检。巡检人员按照检查项目的要求，在现场依次检查，如发现问题，则在APP中标记，按照APP要求填写输入项，采集并录入现场的相关数据；拍摄现场照片；记录当前地理位置；输入需补充说明的文字信息。（3）巡检台账。通过巡检日历查看每一天的巡检工作的计划与完成情况，日历中显示指定月份的巡检工作统计数据，包括正常巡检次数、漏检次数、发现异常的次数，并在日历上特殊标记有漏检的巡检日期。
1.3.2培训考试
建立不同类别的考试系统，对员工的安全培训进行提醒、通知，有效管理员工安全考试。准确无误的记录考试和培训情况，强化其素质和安全意识的提升。针对不同岗位、不同级别，设立电脑考试卷，并自动判分和统计，客观无误地记录考试结果，并为个人建立永久档案。
1.3.3带班下井
通过系统编制带班下井计划，系统自动给相关人员发送提醒短信。下井检查时系统根据人员定位系统数据，自动形成检查路线。通过手机实时记录巡视过程中发现的问题，在连接网络情况下APP自动上报数据并提醒相关人员进行整改。
1.3.4现场安全确认
安全管理人员在作业现场利用智能手机连接便携式气体检测仪等便携式设备，通过智能手机从设备中读取气体状况等环境数据进行作业环境确认。在完成确认后，利用智能手机对确认点进行扫描，在手机上填写作业点特殊情况描述。企业管理人员可通过查看下属所有安全确认点的总体情况，同时可查看每一个确认点最新状态以及相应环境数据。
1.3.5统计分析
对安全管理、培训考试、现场确认等进行自动统计，分类别、部门、地点生成统计报表和图表，更清晰了解安全管理各方面的情况，有效加强安全工作的考核。通过对日常工作中积累的隐患进行综合分析，全面辨识评估企业安全环保风险，制定风险清单，构建符合企业实际的风险数据库；同时建立风险三维动态预警系统，实现对风险的实时掌控和动态预警。
1.3.6应急管理
应急预案管理，主要是预案的编制、查询和展示，同时可根据企业现有的各类监测系统进行联动预警。应急管理模块中包含预案登记备案、应急物资管理、应急队伍管理、事故管理等。
1.3.7系统管理
实现统一的用户管理、单位管理，并与其他各系统的用户信息、单位机构信息进行整合与同步，实现统一管理。对用户设置角色、权限以及进行权限验证。通过系统日志实现对系统运行情况的记录，包括系统的运行状态以及错误记录，同时对各业务系统的操作使用情况进行统一监控，包括用户登录情况、业务使用操作情况等。可通过日志管理功能对系统内各个模块产生的日志信息进行查询、统计等管理。
2矿山安全生产管理移动端的实现
矿山安全生产管理移动端包括手持POS终端、智能手机和平板电脑，运行矿山安全生产管理平台APP，连接网络并登录后，可以获取管理平台的实时信息，实现安全生产管理系统工作从电脑到移动端的延伸，把部分需从电脑端的工作内容通过移动应用平台执行，实时采集现场的相关数据传递到数据库，管理人员能及时了解情况并进行处理，实现移动化办公。主要模块包括任务管理、现场巡检、巡检台账、培训管理、在线考试等，如图3所示，能实现PC端的基本功能，使用更方便灵活，操作简单。系统建设完成后，操作人员能够在矿山地表的调度中心对全矿山安全生产的各个环节及相关设备进行实时监测、监视，必要的情况下可以远程控制，实现全矿的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化、科学化，为矿井安全生产、有效预防和及时处理各种突发事故和自然灾害，提供有效手段，为矿山数字化、信息化应用及发展奠定基础。
3总结与展望
矿山安全生产管理移动端的开发及应用可利用矿山企业员工的智能手机，让每个人都参与到安全管理、违章监管、隐患发现的工作中，建立良好的安全管理环境，积极调动员工参与安全管理的积极性，真正实现“矿山是我家，参与安全管理为大家”的目标。将安全管理的各细节纳入规范化的系统管理，杜绝人为遗漏的可能。加强对各环节的管理，有效控制生产、安全管理情况等。将安全管理纳入系统，进行流程化闭环管理。全面反映企业安全生产的实际状况，为企业进行问题分析、决策支持提供了良好的平台。实行全员培训和考试，考试系统的建立，为规范和全面执行矿山人员培训和考试提供条件，并减少工作量。实现人人培训、人人考试，凡进必训，凡进必考。系统平台可以查询，员工智能手机也可以查询，实时掌握矿山的安全管理信息。充分利用历史信息数据对企业各级业务部门进行管理和监控，配套相关动态监控管理绩效变化报表体系，作为绩效考核的重要依据，以及时反馈和纠正管理中存在的问题，进一步提高管控力度。随着信息化建设工作的不断推进，企业业务流程也逐步趋于合理化，为企业建立一个今后可以不断进行自我评价和管理、不断改善持续化发展的机制。
作者:寇向宇 吴?文 张翼翔 单位:长沙矿山研究院有限责任公司 金属矿山安全技术国家重点实验室
