高晓旭1.2 聂 尧1 董丁稳1.2 丁自伟1.2
（1．西安科技大学能源学院，陕西省西安市，710054；
2．西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西省西安市，710054）
摘 要针对陕西南梁矿业有限公司危险源数据庞杂以及管理困难等问题，在三类危险源理论的基础上，研究设计了基于B/S结构模式的煤矿危险源辨识信息管理与评价系统，介绍了系统功能设计和系统结构设计，在Matlab强大的数学计算功能基础上，采用C#与Matlab混合编程实现了基于熵权一灰色关联分析模型的安全评价模块。实际应用表明，该系统能有效提高企业安全风险管理水平，促进矿井现代化管理进程，为管理者提供科学的决策支持。
关键词 危险源辨识 三类危险源理论信息管理系统安全评价模型
中图分类号 TD918 文献标识码 A
风险管理是实现煤矿本质安全化的重要组成部分，而危险源辨识又是风险管理过程最基本的步骤之一，因此做好危险源辨识研究尤为关键。当前煤矿以大数据为基础的各类信息管理系统发展迅猛，但多数开发的煤矿相关信息管理系统在风险等级等评价模块有缺失或者运算速度慢等缺陷。基于此，采用B/S结构模式、主流的ASP·NET开发技术以及SQL Server作为系统数据库，在C#有较好界面及调用功能的基础上，结合Matlab强大的数值计算功能，将熵权一灰色关联分析模型调用到危险源风险等级评价模块，研究开发了一种具有友好交互界面的数值计算与Internet相结合的煤矿危险源辨识与评价系统。
1 基于三类危险源理论的危险源辨识
1.1 三类危险源理论
陈宝智教授在20世纪90年代提出了两类危险源，第一类危险源是指整个系统中存在、有可能发生突然释放的物质或能量，实际作业中经常把这些能量源或拥有能量的载体作为第一类危险源来处理；第二类危险源是指导致约束、限制能量措施失效或破坏的多种不安全因素。田水承教授于2001年提出了第三类危险源的具体概念，认为在煤矿事故中，几乎所有伤亡事故都与人或组织的不安全行为存在关联。因此就此提出第三类危险源为组织因素，即包括组织的程序、文化、制度、规则和作业的失误以及人的不安全行为等。事故发生机理如图1所示。
1.2 危险源辨识
陕西南梁矿业有限公司危险源数据庞杂且管理较难。为了有效预控事故的发生，在基于上述三类危险源理论的基础上，通过对企业的生产系统和生产活动中存在及潜在的风险进行评估，将系统分为井上与井下两个单元，依据岗位、工序和工种辨识出危险源，制定相应措施对其进行消除、减少和控制，以实现矿井4M（人、机、环、管）系统的良好匹配。以危险辨识为基础，把其分为井上及井下两个系统。井上系统主要分4个区域来评估，具体包括办公区、生活区、居住区和选煤厂，井下系统包括生产通用、综采、掘进、机电运行、主要运输、辅助运输、“一通三防”风险、生产服务准备、机电设备专业修理以及综合业务管理，整体共计14个评价单元。从井上系统和井下系统两个方面出发，辨识出该煤矿危险源3328条，其中人的因素为2516条、机电设备为520条、作业环境为199条、组织管理为99条。
通过对危险进行辨识，评估确定危险源可能产生的风险及后果，对辨识出的危险源进行等级分类、监测预警和控制，建立危险辨识动态化管理与评价系统，预防事故的发生并给企业管理者提供有力地决策支持。利用矩阵风险评估表对危险源进行深入分析，确定风险值并将风险划分为5个等级。对已辨识出的危险源进行定期、实时和动态监测，达到有效控制。同时根据监测结果对所辨识危险源进行再次评价，并对危险源进行增减与升降级调整，对危险源实行精细化管理，以求实现煤矿风险的闭环管理。
2 系统设计
2.1 系统功能设计
在三类危险源理论基础上，结合主流信息管理系统开发模式设计了煤矿危险源辨识信息管理与评价系统。系统功能将划分为危险源原始信息管理、危险源动态信息管理、岗位危险源信息管理、Matlab风险等级评价模块、文档管理和系统管理6个子系统。系统总体功能结构如图2所示。
2.1.1 危险源原始信息管理子系统
该子系统主要是针对所有已经经过辨识工作辨识出的矿井各单元危险源信息（包含组织因素等）进行查询、信息维护、危险源数据信息录入、已发现问题跟踪以及数据复查的功能。
2.1.2 危险源动态信息管理子系统
该子系统保存对原始危险源信息的修改记录及领导审批记录，针对风险级别对隐患整改，实时记录危险源动态信息，以促进煤矿风险管理的持续改进。
2.1.3 岗位危险源信息管理子系统
该子系统在进行危险源辨识工作中，专门将辨识出来的危险源进行了不同工种的分类，终端使用者可以进行对应工种的查询，所显示的信息包括危险源名称、岗位工种、管理标准和管理措施，并以列表形式呈现。
2.1.4 安全评价子系统
该子系统创新地加入了后台评价模型，将原本的危险源评价结果更加客观科学以及定量化的评价数据展示出来，评价结果包括评价单元、评价对象、评价分值和评价等级，提供良好的科学决策支持及人机友好交互。
2.1.5 文档管理子系统
该子系统能提供对煤矿安全管理手册、人员考核评价标准、法律法规、制度标准和学习资料等进行分类管理的功能，并且给煤矿各级管理工作人员提供方便地查阅和学习文献资料的平台。
2.1.6 系统管理子系统
该子系统由参数设定、用户管理和密码设定组成。参数设定中参数名称指代一类参数，如“事故类型”，参数值指某个具体参数，如“物体打击”。用户管理主要是对矿井工作人员的信息进行日常维护管理，并且按照部门不同及角色定位进行了系统功能权限设定，按照所对应部门的工作性质及人员职务相对应地分配各个系统的业务处理操作权限，从而在组织管理上达到经精细化管理的目的。
2.2 系统结构设计
2.2.1 硬件结构设计
系统硬件由服务器、系统数据库及用户PC端组成，是一个基于Web平台运行的系统。应用系统服务端程序可以和系统数据库服务器部署在同一台机器上，也可以用两台机器分别部署，在完成系统管理人员对系统初始化之后，用户可通过终端浏览器登录并访问该系统。
2.2.2 系统软件架构设计
软件应用ASP. NET技术作为开发框架来实现基于B/S模式结构的软件系统开发，采用WebService技术实现软件与矿井其它专业系统的数据通讯，选用SQL Server作为系统数据库服务器，应用ADO. NET技术来实现面向对象数据访问以实现巨量数据存取，继而采用OLE DB技术实现非结构化数据上传及导人，主流的AJAX技术使得软件系统界面友好且操作实用方便，基于COM技术（组件对象模型）可使整个系统高效和可靠，并具有易扩展、便于维护和查询方便等特点。系统软件架构图如图3所示。
3安全评价模块
3.1 评价模型简介
运用熵值法及灰色关联系数法相耦合，分别计算煤矿危险源待评价对象的指标权重以及灰色联系数矩阵，用于确定待评估对象赋权后的灰色关联度，避免主观影响，并且通过加权灰色关联度分析对比，最终确定煤矿危险源各个待评估对象的风险等级，以期为风险预控提供科学的决策支持。
3.2 C#与Matlab混合编程技术及调用过程
Matalb数值计算强大，软件中自带的小波分析、神经网络以及模糊评价等特殊应用程序可以轻松实现数据处理，但如果运用C#等进行编程会稍显繁琐，因此在评价时决定应用C#去调用Mat-lab中的计算模型，达到良好的数据处理速度及友好交互。调用过程如下：
(1)录入原始数据（一般为后台录入），如各工序的标准化指标值。
(2)C#调用Matlab计算模型。首先在Mat-lab中编写熵权一灰色关联分析模型，并且保存为.m文件。将.m文件编译成C#可以调用的*．dll和*．h等文件。建立C#工程，将计算所用的.h文件中的函数使用C#语法声明。C#调用Matlab工作区计算并返回结果。使用Matlab-DeployTooI生成COM组件(COM是一种说明如何建立可动态互变组件的规范)。使用Matlab-DeployTooI生成．NET组件，并使用．NET将风险等级评价结果展示出来，实现友好交互。
4应用效果分析
该系统于2013年12月在陕西南梁矿业有限公司进行了试运行，经过初期的不断调试和数据的不断完善，已经稳定运行至今。
(1)该系统将辨识的大量危险源信息录入到系统数据库中，实现了陕西南梁矿业有限公司危险源辨识的信息化，有效地解决了危险源数据庞杂和管理困难的问题，丰富的系统功能模块使得风险源管理工作变得高效和快捷。
(2)该系统将所辨识的危险源按照岗位工种进行二次归类，煤矿职工在终端登录后可根据自己所在岗位和所属工种进行相应的危险源查询及学习，这对工人不安全行为及人的本质安全管理具有实际指导意义。
(3)采用C#与Matlab混合编程技术，将熵权一灰色关联分析模型嵌入软件中，使系统中原本繁琐的评价模块变得更加人性化，交互性更好。
(4)管理者通过该系统可以及时发现危险源及可能的事故隐患，进而及时且有针对性地制定整改措施。作业人员可以根据系统所指定的措施及时进行落实整改，避免危险再次产生，降低事故发生的可能性，达到风险预控的目的。
(5)该系统有效推动了煤矿本质安全风险管理体系的建设，对企业制定的“零伤害”的管理理念给予有力的科学支持。
