企业安全生产预警系统的优化研究

项疆腾，朱晓虹，陈新

（浙江图讯科技股份有限公司，浙江　杭州　310000）

摘要：对企业安全生产预警系统进行了优化研究。首先，在安全生产预警理论的基础上，总结得出了包含5个模块、2条路径的企业安全生产预警模型。其次，在预警模型的指导下，结合预警系统实施过程中的问题，提出对预警系统的改进措施，包括：扩展预警指标体系；利用物联网技术对预警指标进行自动采集；对预警指数进行分级/分项展现。

关键字：安全生产预警系统　预警指标　预警指数　物联网

1.引言

预警系统发展于军事领域，成熟于经济领域，此后不断延伸到社会和自然科学的诸多领域，如地震预警、人口预警、农业灾害预警、粮食预警、地球环境预警、财务预警、宏观经济预警和行业预警等。我国安全生产预警系统的研究开始于20世纪90年代，目前在理论研究上已取得了一定的研究成果。例如：侯茜^［1］等提出以新员工比例、员工工龄、事故隐患以及事故、事件等指标，建立一种小型、简单、易于操作的生产安全管理预警模型，定量化表示企业安全生产现状和发展趋势；张道斌^［2］以作业环境中物的不安全状态、人的不安全行为、有害作业环境和管理上的缺陷等预警要素，将预警要素及可能造成的后果进行量化，计算得出安全生产预警指数；赵代英^［3］采用安全生产指标的同比指数作为预警指数，应用二次指数平滑法对预警指数进行短期预测，并设定了预警指数模型的警限和警度，最终建立了煤矿安全生产预警指数模型。但是研究主要集中在预警指标体系建设^［4，6］、预警预测模型（算法）^［7～11］等方面的理论研究。

本文在对企业安全生产预警理论研究基础上，总结形成了安全生产预警模型，并在预警模型的指导下，结合企业应用实际，对预警系统进行了优化研究。

2.企业安全生产预警模型

在前人研究的基础上，总结出包含5个模块、2条路径的企业安全生产预警模型，其框架如图1所示。此预警模型工作机制为：

（1）从工作路径出发，首先选取指标并对其进行预处理，接着通过选取特定的算法计算得到预警指数及预测值，再采用数据可视化技术展现预警结果，最后对预警结果进行分析，找出实际工作中的安全问题，提出有针对性的措施。

（2）优化路径：将预警结果与实际安全生产情况比对分析后，如果发现计算结果无法准确反映实际安全生产状态，再结合实例库中对已发生的事件/事故总结出的规律，及时改进预警指标与算法。

计算与优化路径不断循环，直至得出的结果能准确反映安全生产状态为止。这个过程刚开始需要人为调整，当完整记录每次调整的模型所有参数后，经过一段时间可以实现模型的智能化。下面对预警模型中各模块进行详细说明（见图1）。

（1）指标模块：描述和表征出某一段时间，企业生产安全各个方面的状况及变化趋势。搭建指标体系是实现预警系统的基础，其有效性、完整性、准确性是成功预警的先决条件，指标体系的建立包括以下四个过程：

①指标选取。人、机、物、环、管5大因素是指标选取的主要来源，根据不同行业的安全生产现状及企业安全生产特点，初步筛选出基本指标项。

②指标评价。基于科学性、系统性、动态性、可操作性、相对独立性及可对比性六项基本原则，结合现有资料及行业专业学者经验，对初步筛选的指标进行评价，最后筛选出能全面反映本企业安全生产状态的基本指标。

③指标采集。指标选定后，对多数不能自动采集的指标，通过建立完善的指标采集规范，以实现及时、有效、完整的指标内容采集。

④指标预处理。对于存在分项指标的指标项，进行指标权重设置。

（2）算法模块。选取预警指数及其预测值的计算方法，并对指数设置报警阀值。算法中对各指标权重设置体现了指标的重要程度。

（3）结果模块。反映企业安全生产状态的各项内容及其表达，包括了结果内容与结果表达。结果内容包括重要指标、预警指数、指数预测值。结果表达包含数据可视化、预警区间可视化、预警结果分级展示。

（4）分析模块。对结果各项内容（包括预测值、实际值、历史数据等）进行分析，得出存在问题，提出安全生产管理工作的改进措施，提炼安全生产规律。

（5）事故/事件模块。对企业实际发生的事故/事件的致因进行分析，且将经验规律总结提炼，作为计算结果的对比的内容以及指标、算法改进的依据之一。

3.企业安全生产预警系统优化

本公司预警系统根据《冶金等工贸行业企业安全生产预警系统技术标准（试行）》设计实施，在实施过程中，发现了若干问题，主要有：

（1）只设置4个预警指标，最终得出预警指数，往往不能精确全面地反映企业的安全生产状态。

（2）各预警指标录入往往靠人工完成，智能化水平不高，同时也会带来数据真实性问题。

（3）系统只设置展现反映企业整体安全生产水平的预警指数，会导致企业员工的安全意识下降。因为如果预警指数处于较安全的阀值内，且数值较低，企业职工过分关注预警指数，便认为自己处于安全状态下，从而在工作过程中的安全意识就会有所减弱。

针对上述几个问题，通过深入分析研究后提出以下几条措施。

3.1　指标体系扩展

原系统包含了事故隐患预警指标、安全教育培训指标、应急演练指标和安全生产事故指标4项一级预警指标。为了使系统更加符合实际安全管理的需要，在对企业安全影响因素的统计分析之后，加入人员安全预警指标和设备安全预警指标两项一级指标。预警指标扩展后的预警系统指标体系，如图2所示。

3.2　物联网技术的应用

针对设备安全预警等各项指标，可以在物联网的感知层上，选择不同的传感器，例如温度、压力、电流等传感器和视频监控设备，对生产现场设备相关参数进行智能监测，同时利用物联网的组网技术实现数据实时上传。对于需要人员录入的指标，开发相应的移动终端，便于安全管理人员及时录入相关信息，并拍照记录情况，便于事后追溯。

一般预警系统主要监测对象是可能导致事故的安全管理薄弱环节和重要环节，而物联网技术的应用使监测系统的主要对象向预警指标的全样本自动采集转变，从而为大数据在预警系统中的应用奠定数据基础。

3.3　预警指数的分级/分项展现

按照企业组织架构将预警指数分为厂级预警指数、车间级预警指数和班组级预警指数，将企业领导、管理人员和职工各自关心的指标纳入各级预警指数。或按照预警内容，将预警指数进行分项展现，如图3所示。图3将整体预警指数数值置于图中心位置，对按照一级预警指标设置的分项预警指数采用雷达图的形式展现。图3可将预警指数以及分项指数变化情况直观展现，帮助企业人员提前采取防范措施。

4.结论

（1）在安全生产预警理论的基础上，总结得出了包含5个模块、2条路径的预警模型，从而指导预警系统的建设。

（2）在预警模型研究的基础上，结合预警系统实施过程中的问题，提出对预警系统的改进措施：扩展预警指标体系；结合物联网技术对指标进行自动采集；对预警指数进行分级分项。

（3）在某生产型企业应用了改进的预警系统后，企业领导及员工普遍反映系统得到了很大的提升，对企业的安全生产管理有很大的帮助。

参考文献

［1］　侯茜，吴宗之等.企业生产安全管理预警指标探研［J］.工业安全与环保，2013，39（8）：93-95.

［2］　张道斌.企业安全生产预警预报机制建设研究［J］.中国安全科学学报，2013，23（9）：154-158.

［3］　赵代英.何学秋等.我国煤矿行业安全生产预警指数模型研究［J］.中国安全科学学报，2014，10（1）：81-86.

［4］　Hou Q.Wu Z Z.The Research of Enterprise Work Safety early Warning Index Based on Risk Management［J］.Advanced Materials Research，2012，（11）：594-597：3040-4.

［5］　雎永文.杨雪等.基于遗传神经网络的我国煤矿安全预警评估研究［J］.物流技术，2012，31（8）：285-287.

［6］　Li M. Industrial Security Evaluation System and Early Warning［J］Research on Industrial Security Theory.Springer Berlin Heidelberg，2013，（5）：319-369.

［7］　张文芬.罗周全等.工贸行业安全生产预警指数数学模型构建［J］.环境工程，2015，33（1）：137-140.

［8］　罗文柯.施式亮等.基于混沌、灰色理论模型、预测煤矿生产中安全状况的对比分析［J］.中国安全科学学报，2008，18（10）：34-39.

［9］　张明媛.袁永博.基于RS-GA-BP的建筑施工安全预测研究［J］.工程管理学报，2010，24（6）：647-651.

［10］　刘香兰.赵旭升等.基于物联网的煤矿瓦斯爆炸动态安全预警系统的设计研究［J］.煤炭工程，2012，1（19）：17-19.

［11］　陈清光.陈国华等.基于免疫机理的化工园区安全生产预警预测模型研究［J］.高校化工学报，2014，（3）：626-633.

作者简介：项疆腾，1990年，男，硕士。