1、大數(shù)據(jù)與煤礦應急管理融合摘要：煤炭開采在我國一直屬高危行業(yè)。安全生產(chǎn)仍然是煤炭企業(yè)可持續(xù)發(fā)展 的根本。煤礦安全應急管理過程中也產(chǎn)生大量的應急數(shù)據(jù)，通過對管理數(shù)據(jù)進行 處理，挖掘其背后的規(guī)律，力求讓數(shù)據(jù)說話”，從而更好推動煤礦應急管理提高 效率，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代突發(fā)事件事前預測、信息共享，形成應急的合力。同時， 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術在煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)中的大規(guī)模使用，采集到的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大， 這些數(shù)據(jù)需要向某些存儲和處理設施匯聚，而使用云計算來承載這些任務具有非 常顯著的性價比優(yōu)勢。關鍵詞：大數(shù)據(jù)；安全應急管理；煤礦安全隨著我國加快邁入智慧城市建設和大數(shù)據(jù)時代的步伐，在大數(shù)據(jù)下構建煤礦 安全應急管理標準體

2、系融合了新特點、發(fā)揮了新優(yōu)勢。大數(shù)據(jù)是指無法在一定時 間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，需要新處理模式才 能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力，它是海量、高增長率和多樣 化的信息資產(chǎn)，具有數(shù)據(jù)量巨大，結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)多 樣化，數(shù)據(jù)價值密度較低，能夠實時獲取所需要的信息方面的特征。當不同海量 的數(shù)據(jù)相結合與碰撞，就會產(chǎn)生對人們有用的信息，利用這些信息可以創(chuàng)造價值、 降低成本、提高管理效率。一、安全生產(chǎn)應急管理的內(nèi)涵安全是一種狀態(tài)，它泛指不受威脅，沒有危險、危害、損失，不出事故的狀 態(tài)。生產(chǎn)過程中的安全，即安全生產(chǎn)。所謂安全生產(chǎn)，指的是企事業(yè)單位在

3、生產(chǎn) 經(jīng)營過程中，為了避免造成人員傷亡和財產(chǎn)損失而采取相應的預防和控制措施， 以保證員工的人身安全，保證企事業(yè)單位的財產(chǎn)安全，保證生產(chǎn)經(jīng)營活動得以順 利進行的相關活動。安全生產(chǎn)的本質是生產(chǎn)經(jīng)營活動中的人身與財產(chǎn)安全。安全 生產(chǎn)中的生產(chǎn)不僅包括制造企業(yè)的生產(chǎn)活動，同時也包括建筑業(yè)、服務業(yè)的經(jīng) 營活動。安全生產(chǎn)應急管理是安全生產(chǎn)事故管理的中間環(huán)節(jié)，安全生產(chǎn)事故管理 包括事前的隱患管理，事中的應急管理，以及事后的恢復重建管理。安全生產(chǎn)應 急管理是指為了控制生產(chǎn)事故的勢態(tài)進一步惡化和減少事故造成的直接或間接損 失，在安全生產(chǎn)事故發(fā)生前，制定應急管理制度安排和編制應急預案，在安全生 產(chǎn)事故發(fā)生后，進行應

4、急預案的選擇與動態(tài)調(diào)整，應急資源的配備與調(diào)度，事故 現(xiàn)場的指揮的活動過程。二、大數(shù)據(jù)云計算環(huán)境下的煤礦應急管理1、云計算在煤礦應急管理中的可行性。從煤礦應急管理的各個階段來看，煤 礦安全事故事前階段主要包括應急規(guī)劃、預測預警、危險源辨識監(jiān)控、應急預案 生成、事件分類分級、應急演練等；在該階段中，預測預警是主要任務，首先需 要進行信息監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，如瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風 門開關等環(huán)境參數(shù)，煤倉煤位、水倉水位、壓風機風壓、箕斗計數(shù)、各種機電設 備開停等生產(chǎn)參數(shù)，而這些數(shù)據(jù)通常都由各監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供。煤礦應急管理事 中階段則是煤礦安全事故的應急響應階段，包括接警報警、現(xiàn)場處置

5、、指揮協(xié)調(diào)、 資源調(diào)度、人員疏散等環(huán)節(jié)。在該階段，應急需求隨著安全事故的情境改變而變 化，如何能夠動態(tài)、全面感知應急管理全過程中的情境信息成為了應急管理領域 的研究課題。云計算可以集成煤礦多源數(shù)據(jù)，包括煤礦安全事故的現(xiàn)場數(shù)據(jù)、歷 史數(shù)據(jù)、決策支持模型、知識及案例、應急設備物資、救援人員及專家等網(wǎng)絡化 的多源異構信息，通過標準化接口為信息快速采集、傳遞存儲的實現(xiàn)提供了可能， 采用數(shù)據(jù)挖掘等技術手段對實時、異構數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并提取出對決策有利 的相關數(shù)據(jù)?？梢姡朴嬎阍诿旱V應急管理過程中的應用，可以使得傳統(tǒng)的煤炭 行業(yè)突破原有應急管理模式的理念和技術，實現(xiàn)多源異構信息的集成、對管理決 策實現(xiàn)智

6、能化處理，在應急響應處置和含量數(shù)據(jù)處理方面都有所創(chuàng)新真正實現(xiàn)實 時、動態(tài)管理煤礦應急系統(tǒng)。2、基于SOA的煤礦應急云的總體結構?；赟OA構建的煤礦應急云分為兩 層，下層為Hadoop集群，上層由煤礦應急平臺云和煤礦應急信息資源云組成， 該層具備煤礦事故應急管理的屬性和功能，煤礦應急平臺云CEPaa構建在Hadoop 集群之上，通過一個開放的服務接入OSA： Open Service Access架構，公用API可 以通過Web Service的形式提供給開發(fā)人員，免除了開發(fā)人員部分系統(tǒng)管理操作 的工作。煤礦應急信息資源云就是提供煤礦應急信息資源服務的云平臺。它是煤 礦多源應急信息資源的管理與

7、整合平臺，主要針對各種虛擬化應急硬資源和應急 軟資源進行數(shù)據(jù)采集和多源異構數(shù)據(jù)融合，這些資源可以文本、數(shù)字、圖形、圖 像、聲音、視頻和動畫等多種形式存在，通過傳輸網(wǎng)絡，在煤礦應急云用戶層通 過專屬客戶端、Web瀏覽器或移動客戶端的方式提供給應急需求者，并可以根據(jù) 煤礦應急需求者的需求進行動態(tài)組合或擴展，具有信息數(shù)量巨大、增長迅速、類 型多、范圍廣。3、基于SOA的煤礦應急云體系構建。結合我國煤礦應急管理的服務需求， 借鑒云計算技術和云應急的體系構架，基于SOA架構構建了我國煤礦應急云的體 系結構，如圖。煤礦應急云包括物理資源層、應急云資源層、管理中間件、應急云服務層、 應急云響應層、應急云接口

8、層和應急云用戶層共七層。其中，下層為上層提供技 術及資源支持，上層向下層請求調(diào)用應急服務，實現(xiàn)煤礦應急云服務的按需調(diào)用， 提供實時動態(tài)的應急服務和輔助決策支持。（1）煤礦應急云信息資源池。資源池是將大量相同類型的資源構成同構或接 近同構的資源池，構建資源池更多的是物理資源的集成和管理工作。該層存儲著 海量異構、分散存在的礦井空間信息、事態(tài)信息、煤礦安全事故以及輔助決策信 息，這些信息分布在互聯(lián)網(wǎng)各個節(jié)點上，通過多源異構信息集成技術將所有應急 信息資源進行全面互聯(lián)，為煤礦應急云平臺的資源網(wǎng)絡化管理和均衡配置提供統(tǒng) 一的開放接口和開放標準的支持。此外，該層通過虛擬化技術對應急物理資源層 中分散分布

9、的異構信息實現(xiàn)邏輯上的信息融合，將信息資源統(tǒng)一分類管理，形成 計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡資源池、應急數(shù)據(jù)資源池、應急保障資源池、應 急模型資源池和應急知識資源池和應急軟件資源池，使這些資源共同為面向功能 應用和面向事故類型的煤礦應急服務提供支持。（2）管理中間件層。云資源、云任務、云用戶、和云安全管理是該層主要的 工作內(nèi)容。云資源管理主要指的是關聯(lián)和調(diào)度各種資源，平衡地使用云資源的節(jié) 點，共同為上層應急云需求提供彈性高性能計算、時空數(shù)據(jù)管理與存儲、分布式 并行存儲，以及數(shù)據(jù)、模型和案例等應急決策支持資源，試圖恢復或者直接屏蔽 掉檢測節(jié)點的故障并統(tǒng)計資源的使用情況。云任務管理，顧名思義完成用戶

10、或者 應用要求執(zhí)行的任務，任務的部署、管理、調(diào)度、執(zhí)行和生命周期的管理都包括 在內(nèi)。云用戶管理主要的工作與用戶有關，包括用戶交互接口的提供、用戶身份 的管理和識別、用戶執(zhí)行的環(huán)境的創(chuàng)建、用戶的使用情況的計費等，是實現(xiàn)云計 算商業(yè)模式一個必不可缺的環(huán)節(jié)。云安全性管理是用來進行身份驗證、安全防護、 授權訪問、審計等工作，進一步保障云計算設施的整體性安全。煤礦應急云服務層。該層利用精確語義服務化封裝技術，將煤礦應急云 資源轉化為煤礦應急云服務，通過統(tǒng)一的服務注冊設施管理和發(fā)布。該層主要包 括由具體的應急需求轉化的應急軟件資源服務，如安全生產(chǎn)應急預案管理、應急 輔助決策生成、預測預警、應急培訓演練、異

11、地數(shù)據(jù)和異地模型的在線協(xié)同推演、 在線異地會商等；以及應急云服務管理的服務，如SOA構件管理、服務接口管理、 服務注冊、服務組合、服務工作流等。煤礦應急云的服務內(nèi)容。煤礦應急云的服 務對象是煤礦企業(yè)和各級礦山救指揮中心，為實現(xiàn)應急管理各階段的重要功能提 供支撐性服務，著重關注基本應急能力事前階段、事中階段和事后階段的實現(xiàn)。 各種煤礦應急服務的應急軟、硬資源在后臺相互關聯(lián)、協(xié)同工作，完成煤礦日常 應急管理中相關信息的采集、數(shù)據(jù)分析、應急信息發(fā)布、應急預案管理、應急救 援方案優(yōu)化與應急救援指揮調(diào)度、應急能力評估等功能。同時，煤礦應急需求者 可通過應急云搜索引擎在煤礦應急資源池中尋找，獲取應急資源信

12、息，也可生產(chǎn) 輔助決策的應急方案。三、大數(shù)據(jù)下煤礦安全應急管理標準體系實施和完善1、加強以數(shù)據(jù)規(guī)范為基礎的共性標準建設。在法律制度層面，煤礦行業(yè)在應 急救援并沒有統(tǒng)一的術語及符號，所以在應急隊伍、預案編制、處理機制，對于 人口分布、標志標識等方面需要進行標準化管理。此外，由于大數(shù)據(jù)自身結構也 存在著若干安全隱患，所以在管理過程中還要規(guī)范數(shù)據(jù)安全和相應的數(shù)據(jù)隱私等 問題，按照實際情況規(guī)定相應的獎懲制度，明確管理職責和分工。2、提高以數(shù)據(jù)處理為主線的技術標準建設。數(shù)據(jù)處理是對數(shù)據(jù)管理過程的重 要環(huán)節(jié)。在定期做好對各類安全隱患的排查時，利用新的監(jiān)控技術對提升運輸、 頂板管理以及機電管理等方面進行實時

13、監(jiān)控和處理。在充分利用技術平臺進行管 理時，應加強大數(shù)據(jù)生命周期系列范疇、使用規(guī)范、統(tǒng)一的應急管理語言等，對 安全應急過程中數(shù)據(jù)存儲、分析、挖掘和可視化等環(huán)節(jié)處理進行規(guī)范。3、鞏固以數(shù)據(jù)共享為重點的管理標準建設。在安全應急管理中，分級管理既 能保證各個地區(qū)、各個層級之間的聯(lián)動，也有利于信息和資源的共享和互助，例 如設立分技術委員會，充分利用分級管理優(yōu)勢，任何緊急事件首先可由分級管理 進行處置。而使各分級管理地區(qū)和部門信息實現(xiàn)共享，就要牢牢抓住大應急平臺 建設這個樞紐。通過對硬件設備參數(shù)、通信技術、應急系統(tǒng)開發(fā)與測試、安全保 障體系等標準進行統(tǒng)一管理，統(tǒng)一規(guī)劃數(shù)據(jù)元、信息資源分類與編碼、數(shù)據(jù)庫表

14、 結構、平臺用戶視圖等標準，促進平臺數(shù)據(jù)的共建共享。這樣分級管理能將自己 所掌握的信息與其他委員會分享，打破專業(yè)化下的信息壁壘，同時可以及時相互 了解彼此在生產(chǎn)工作中存在的不安全狀態(tài)，借鑒經(jīng)驗，及時解決問題。4、普及以數(shù)據(jù)運用為輔助的服務標準建設。提升應急管理中日常值班、應急 業(yè)務處理、決策支持、信息服務、應急評估、模擬演練等數(shù)據(jù)運用能力和信息化 程度，規(guī)范各級政府及其職能部門應急管理服務內(nèi)容，建立應急服務標準。服務 標準體系方面，首先可以設立網(wǎng)絡培訓機構，比如設立領導培訓體系、相關專業(yè) 課程、逃生演習、專業(yè)救援人員培訓和考核體系，用來鍛煉相關人才，更有效保 護財產(chǎn)和生命安全。其次應健全應急物

15、資儲備，在各級政府應急委員會下增設應 急物資儲備領導小組，作為應急物資儲備管理責任機制，同時制定年度應急物資 儲備計劃，與有關企業(yè)簽訂委托物資儲備協(xié)議和生產(chǎn)能力儲備協(xié)議，定期檢查， 建立數(shù)據(jù)庫，定期更新數(shù)據(jù)。最后利用網(wǎng)絡平臺發(fā)布事故現(xiàn)場急需狀態(tài)，動員全 社會力量建立災害救助基金會，籌集資金解決購買、儲備、補貼等不足。在大數(shù)據(jù)下健全煤礦行業(yè)安全應急管理標準體系，對于保證社會公共財產(chǎn)安 全以及工作人員的生命安全具有至關重要的作用，也是煤礦行業(yè)獲取良好的社會 效益與經(jīng)濟效益的重要途徑，充分利用大數(shù)據(jù)平臺，從海量數(shù)據(jù)的理念出發(fā)，更 加關注一些非結構化的數(shù)據(jù)傳達的信息，并利用先進的技術手段，對于大數(shù)據(jù)下 煤礦安全應急管理標準