绪论安全信息工程

绪论安全信息工程第1页/共79页2开设该课程的必要性

安全信息工程是安全工程专业一门重要的专业课，是信息管理技术、计算机技术、电子信息技术、网络与通信技术、监测监控技术等在安全领域的具体应用。注册公用设备工程师计算机语言、数据库、软件工程等信息管理技术、安全管理理论与技术第2页/共79页3安全信息工程安全信息系统工作需求、设计需求《安全信息工程》课程开展过程2010级教案2011级教案2012级教案第3页/共79页4开设本课程的目的

是通过安全信息系统的构建，能更好的监测、监控、管理、预测安全生产中的事务，保障生产的安全和工作人员的生命健康，提高生产效率，取得良好的经济效益和社会效益，促进社会的和谐发展和进步。第4页/共79页5安全信息安全管理信息研究对象如何获取如何识别如何处理安全决策如何展示课程研究的主要问题如何反馈偏硬偏软编程模拟第5页/共79页6课程所涉及的领域矿业安全建筑安全化工安全交通安全环境安全核安全以矿业安全为例电厂安全第6页/共79页7课程所涉及的领域以矿业安全为例第7页/共79页8煤矿安全生产信息化综合解决方案

国家发展和改革委员会于2007年11月29日对外发布了《煤炭产业政策》。《煤炭产业政策》指出，建设神东、晋北、晋中、晋东、陕北、黄陇(华亭)、鲁西、两淮、河南、云贵、蒙东(东北)、宁东等十三个大型煤炭基地，提高煤炭的持续、稳定供给能力。鼓励建设坑口电站,优先发展煤、电一体化项目，优先发展循环经济和资源综合利用项目。新建大中型煤矿应当配套建设相应规模的选煤厂，鼓励在中小型煤矿集中矿区建设群矿选煤厂。煤炭行业迎来了新的发展机遇和契机，同时也对煤矿安全生产和信息化建设、提高管理水平提出了更高要求。案例1煤炭行业现状第8页/共79页9煤矿安全生产信息化综合解决方案1)生产自动化程度相对其它行业较低；2)项目缺乏总体规划、协调；3)信息化与自动化脱节；4)各系统软件标准的不统一。案例2煤炭行业自动化、信息化特点第9页/共79页10煤矿安全生产信息化综合解决方案1)概述具体包括：采掘、运输和清洗过程的生产跟踪和运营管理；设备管理、监测和资产管理；采掘区域条件监测、监控和进入控制；气体安全监测和有害物质检测；人员和移动设备的管理；各种辅助生产系统（电、水、汽等）的管理；通风系统管理；紧急救援系统等等案例3煤矿安全生产信息化综合系统①能够向集团公司上级提供整体资料分析情况和查询功能；

②能够让上级向下级传达命令；

③能够给生产负责人远程提供生产进度情况；

④能够让生产负责人向生产部门传达指令；

⑤能够给安全监测人员提供安全情况的实时数据；

⑥能够对实时数据进行分析，帮助决策者作出快速判断；

⑦能够对典型的危机情况进行自动处理；

⑧能够在事故发生之后协助决策者启动尽可能快速的救援系统；

⑨能够让系统使用者知道目标所在位置以及自己所在位置；

⑩能够向关心的人群提供特定信息，达到公开透明。第10页/共79页11煤矿安全生产信息化综合解决方案2)架构

(1)

集团调度层，集团管理层，中间层。

集团管理、综合调度系统；

(2)各煤矿调度层，管理层，中间层。

煤矿管理、综合调度系统；

(3)各煤矿子系统。

煤矿井下生产综合控制系统（开采、掘进、运输）案例3煤矿安全生产信息化综合系统①煤矿井下安全监控系统（瓦斯、环境）；

②井下通风控制系统；

③井下供电控制系统；

④煤矿人员、设备定位系统；

⑤井下通讯、视频、紧急呼叫系统；

⑥井上洗选控制系统；

⑦货场管理系统；

⑧地理信息系统（GIS）；

⑨其它待整合的分系统；

第11页/共79页12煤矿安全生产信息化综合解决方案2)架构

案例3煤矿安全生产信息化综合系统第12页/共79页13煤矿安全生产信息化综合解决方案3)特点

(1)数据采集

(2)数据压缩

(3)实时查询

(4)事件系统

(5)支持冗余案例3煤矿安全生产信息化综合系统第13页/共79页14煤矿安全生产信息化综合解决方案1)系统概述

系统采用数据库技术、网络技术和工业控制自动化技术等先进手段将分布于广域范围的多个矿井现场的安全检测信息和束管检测数据进行集中采集和监视。通过监控数据网络，统一存储于工业数据库中。并及时为集团公司调度室、各专业部门提供各自所需的实时监测信息。这些实时监测可通过组态图形和表格方式进行图文并茂的展示。系统监测信息采用WEB发布供用户通过浏览器访问。同时将实时数据库存储至历史数据库中供通防数据分析和其它专家系统调用。案例4应用第14页/共79页15煤矿安全生产信息化综合解决方案2)

系统功能

①实时组态图显示

②实时数据列表显示

③实时报警

④历史数据显示与统计

⑤系统设置

⑥权限管理

⑦短信报警系统案例4应用第15页/共79页16第16页/共79页17第17页/共79页18第18页/共79页19第19页/共79页20第20页/共79页21第21页/共79页22安全信息的处理过程生产现场进行数据采集硬件与网络数据的集成预测算法与软件分析管理软件决策支持

通过传感器或安全检测装置收集数据，通过传输网络按时间间隔要求对数据自动记录、计算、存储、备份与恢复。在传输过程中要考虑硬件和软件冗余，确保网络的安全。

如对各相关数据进行单项分析、多项分析、关联分析；通过一定的数据融合算法，找出各个变量参数之间的有机联系，挖掘各个变量之间发展变化的规律性，提供近、中、远期的预测预报，达到“预测、预报、预警、预案”的目的，从而更好的指导企业的安全生产。第22页/共79页23区别与联系安全信息系统：指一个组织出于安全管理和决策的需要所建立的用于获取、处理和运用安全信息的计算机系统。安全信息工程：是关于如何规划、建立、实施和利用基于计算机的安全信息系统的一门学科。安全信息系统安全信息工程第23页/共79页24课程主要内容第1章绪论4第2章安全信息处理技术6第3章安全信息数据处理技术6第4章安全模拟与仿真技术4第5章计算机辅助安全设计与分析6第6章安全决策支持技术6第7章安全信息管理系统8第8章典型案例分析2学时：44机动：2第24页/共79页25本课程性质理论性实践性综合性第25页/共79页26讲授与考核讲授及学习方法强调应用。44个课时，增加12个上机，从第4周开始。考核方式笔试70%，平时（大作业+考勤）30%第26页/共79页27参考书籍1陈国华.安全管理信息系统[M]国防工业出版社.20072陈国明,徐长航.安全工程信息化技术概论.中国石油大学出版社.2008第27页/共79页28第1章绪论1.1信息1.2安全信息1.3安全信息管理及系统1.4安全信息及管理的发展趋势学时：4重难点第28页/共79页291.1信息—概述—定义信息是反映客观世界中各种事物的特征和变化的可通信的知识。信息是经过加工后的有价值的数据，它对接受者有用，对接受者的决策或行为有现实或潜在的价值。信息为不确定性的减少。可通信知识加工后有价值数据不确定性的减少第29页/共79页301.1信息—概述—区别数据信息数据与信息的关系：数据是信息的一种表现形式，数据通过能书写的信息编码表示信息。信息有多种表现形式，它通过手势、眼神、声音或图形等方式表达，但是数据是信息的最佳表现形式。由于数据能够书写，因而它能够被记录、存储和处理，从中挖掘出更深层的信息。数据不等于信息，数据只是信息表达方式中的一种。正确的数据可以表达信息，而虚假、错误的数据所表达的谬误，不是信息。

数据(data)是对客观事物记录下来的、可以鉴别的符号，这些符号不仅指数字，而且包括字符、文字、图形等等；数据经过处理仍然是数据。处理数据是为了便于更好地解释，只有经过解释，数据才有意义，才成为信息；可以说信息是经过加工以后、并对客观世界产生影响的数据。第30页/共79页31第31页/共79页321.1信息—概述—区别知识(Knowledge)，就是反映各种事物的信息进入人们大脑，对神经细胞产生作用后留下的痕迹。知识是由信息形成的。

在管理过程中，同一数据，每个人的解释可能不同，其对决策的影响可能不同。结果，决策者利用经过处理的数据做出决策，可能取得成功，也可能失败，这里的关键在于对数据的解释是否正确，即：是否正确地运用知识对数据做出解释，以得到准确的信息。

信息知识第32页/共79页331.1信息—概述—区别信号——是数据的电子或电磁编码。对应于模拟数据和数字数据，信号也可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波，可以利用其某个参量(如幅度、频率或相位等)来表示要传输的数据；数字信号则是一系列离散的电脉冲，可以利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据。（载体）

情报——情报是指传递着的有特定效用的知识。是人们为了解决某个具体问题所需地的知识信息。知识性、传递性和效用性是情报的基本属性。信号信息情报第33页/共79页341.1信息—概述—特征上隅角瓦斯检测数据事实性层次性——战略、战术、执行三个层次压缩性——概括和综合传输性扩散性转换性第34页/共79页351.1信息—概述—特征共享性萧伯纳：你有一个苹果，我有一个苹果，彼此交换一下，我们仍然是各有一个苹果。如果你有一种思想，我也有一种思想，我们相互交流，我们就都有了两种思想，甚至更多。第35页/共79页361.1信息—概述—特征08年金融危机时全球股票普遍下跌（普遍性）但不是所有股票都跌（不完全性）每支股票的实时价位都不一样的（时效性）大家通过对某支股票的技术分析决定买进还是卖出（可共享性）股票的面值依附于股票的净值，股票的涨跌具有价值型，股市行情具有传递性。普遍性依附性时效性不完全性第36页/共79页371.1信息—概述—分类按信息来源与流通情况分：自然信息、社会信息。按与人类的联系状况分：已记录的信息、没有记录的信息。第37页/共79页381.1信息—概述—分类按记录事情的准确性分：正确信息、错误信息。按记录内容和使用领域分：经济、政务、文教、科技、管理、军事、安全。按内容性质与用途：消息、资料、知识第38页/共79页391.1信息—概述—信息流

信息流的广义定义是指人们采用各种方式来实现信息交流，从面对面的直接交谈直到采用各种现代化的传递媒介，包括信息的收集、传递、处理、储存、检索、分析等渠道和过程。信息流的狭义定义是从现代信息技术研究、发展、应用的角度看，指的是信息处理过程中信息在计算机系统和通信网络中的流动。主要形式：人－人信息流；人－机信息流；人－境信息流；机－境信息流。第39页/共79页401.1信息—概述—处理第40页/共79页411.1信息—信息资源—概念狭义：指信息本身或信息的集合，具体地说是仅指信息内容。广义：是指信息及其相关因素(设备、人员、系统、网络等)的集合。现实世界的三大要素物质提供材料能量提供动力信息提供知识

信息资源是一种可再生资源。

信息资源是一种经济资源。第41页/共79页421.1信息—信息资源—组成要素信息生产者信息信息技术人个体个体个体信息系统第42页/共79页431.1信息—信息资源—特点①能够重复使用，其价值在使用中得到体现；②信息资源的利用具有很强的目标导向，不同的信息在不同的用户中体现不同的价值；③具有整合性，人们对其检索和利用，不受时间、空间、语言、地域和行业的制约；④是社会财富，任何人无权全部或永久买下信息的使用权；它是商品，可以被销售、贸易和交换；⑤具有流动性，能够借助各种传播介质进行传递。第43页/共79页441.1信息—信息资源—分类按性质分自然信息资源社会信息资源按载体分人脑信息资源实物信息资源文献信息资源电子信息资源按表现形态分潜在信息资源现实信息资源按资源开发程度分零次信息资源一次信息资源二次信息资源三次信息资源高次信息资源第44页/共79页451.1信息—信息化与信息产业—信息化工信部

根据2008年3月11日公布的国务院机构改革方案，组建中华人民共和国工业和信息化部。工业和信息化部主要职责为：拟订实施行业规划、产业政策和标准；监测工业行业日常运行；推动重大技术装备发展和自主创新；管理通信业；指导推进信息化建设；协调维护国家信息安全等。作为行业管理部门，主要是管规划、管政策、管标准，指导行业发展，但不干预企业生产经营活动。第45页/共79页46所谓信息化，就是人们在一个系统中推动信息技术应用，和依此信息技术推动信息资源的传播整合和再创造的过程。完整的信息化内涵包括：信息网络体系信息产业基础社会支持环境效用积累过程。概念1.1信息—信息化与信息产业—信息化第46页/共79页471.1信息—信息化与信息产业—信息产业信息产业一般指以信息为资源，信息技术为基础，进行信息资源的研究、开发和应用，以及对信息进行收集、生产、处理、传递、存储和经营活动，为经济发展及社会进步提供有效的综合性的生产和经营活动的行业信息产业分类：微电子产品的生产与销售；电子计算机、终端设备及其配套的各种软硬件的开发、研究和销售；各种信息材料产业；信息服务业，包括检索、查询、商务咨询；通讯业，包括网络、卫星通讯、电话、邮政等；与各种制造业有关的信息技术；大众传播媒介的娱乐节目及图书情报等。第47页/共79页481.2安全信息—概述

所谓安全信息指的是在劳动生产中起安全作用的信息集合。它包括很多方面，比如警示信息、上级命令等等诸多方面对安全生产工作起到影响作用的信息总称。概念第48页/共79页491.2安全信息—概述—定义安全信息理论研究安全信息定义、类型，研究安全信息的获取、处理、存储、传输等技术，为安全管理、安全决策提供支持。第49页/共79页501.2安全信息—概述—区别安全信息工程信息安全工程安全信息信息安全安全工程信息工程第50页/共79页511.2安全信息—概述—本质安全原理安全技术安全文化

安全信息的收集、处理和应用过程就是一种安全管理过程。通过采取各种安全信息技术，保障生产和非生产过程的顺利进行，预防和控制事故发生，保障人的安全和健康。

第51页/共79页521.2安全信息—概述—质量与价值安全信息质量是指信息所具有的使用价值。收集信息的及时性掌握信息的准确性使用信息的适用性信息的使用价值第52页/共79页531.2安全信息—概述—类型内容特性划分第53页/共79页541.2安全信息—概述—类型按安全科学研究领域划分

职业安全卫生信息

安全生产信息

按安全信息的来源划分

外部安全信息

内部安全信息

第54页/共79页551.2安全信息—概述—类型表达形态第55页/共79页561.2安全信息—概述—类型一次安全信息(未经加工提炼的)

客观存在性一次安全信息指生产和生活过程中人、机及环境的客观安全性，以及发生事故后的现场信息。二次安全信息(加工提炼后)

主观能动性安全法规、条例、政策、标准，安全科学理论、技术文献，企业安全规划、总结、分析报告等第56页/共79页571.2安全信息—概述—类型—山西屯兰事故第57页/共79页581.2安全信息—山西屯兰事故第58页/共79页591.2安全信息—山西屯兰事故第59页/共79页601.2安全信息—山西屯兰事故第60页/共79页611.2安全信息—山西屯兰事故第61页/共79页621.2安全信息——概述—信息流人－人信息流(作业过程员工间的有效、可靠配合)人－机信息流(机器、设备、工具的有效控制和操作)人－境信息流(人对环境的感知)机－境信息流(高效的自动控制等)。

保证安全信息流的合理、高效状态是信息发挥其价值的前提。第62页/共79页631.2安全信息—概述—功能安全信息是企业编辑安全管理方案的依据，是领导安全决策的依据安全信息具有超前预防事故的功能安全信息具有间接控制事故的功能社会效益

经济效益

第63页/共79页641.2安全信息—概述—应用应用于危险分析与安全评价应用于研究事故发生规律应用于突发事件的应急处理应用于调整各种安全管理活动应用于制定安全法规和安全标准第64页/共79页65干河矿106闭墙瓦斯涌出异常的原因分析决定

第65页/共79页66干河矿106闭墙瓦斯涌出异常的原因分析现象描述：分析：1)如果A点进、B点出，说明A点压力大于B点压力，A为源、B为汇；2)如果A点出、B点进，说明A点压力小于B点压力，A为汇、B为源；3)如果A点和B点都进，说明A点和B点都为源，采空区与矿井回风巷相连；4)如果A点和B点都出，说明A点和B点都为汇，采空区与矿井进风巷相连；5)如果A点和B点即同出又同进，说明采空区为封闭的，当巷道压力大于采空区压力时，向采空区进风；当巷道压力小于采空区压力时，采空区向外出风。第66页/共79页67干河矿106闭墙瓦斯涌出异常的原因分析现象解释：1)注浆，增加气密性，保证良好的密封效果；2)抽放。采取措施：第67页/共79页681.2安全信息—安全信息资源自然信息:

是人们在生产过程中为征服自然、改造自然的认识反映。如顶板、水、火、瓦斯、煤尘。在采掘生产过程，有顶板响动、透水征兆、瓦斯有害气体的涌出和积聚、煤岩尘的堆积、浮煤的自然以及其它外因条件等现象。物的信息:

主要包括采掘现场的支护质量、机电设备的质量。如柱子的松动（数量和质量的问题），锚索、锚栓、棚子数量和质量不行，运输系统信号不畅通，电器设备的失爆，通风系统和设备的不完善，大型设备的不安全运行，火工品的管理等现象。人机物法环第68页/共79页691.2安全信息—安全信息资源人的行为信息：主要包括生产过程中员工的行为情况。不重视安全的思想，人体生物钟的临界期，在生产过程中的三违现象，不按照规章制度作业等信息。如家庭纠纷造成的心理变化，情绪低落，下井前喝酒或过度疲劳，这些人的行为信息，各级干部要认真掌握，加强教育，遵章守纪，注意员工思想变化，有超前预测性，使事故隐患和到超前控制。事件信息：主要包括各类隐患和事故的具体情况，国内外安全动态情况，上级机关下达的各类法规、法令、要求。开展的各种安全活动以及各类统计报表、简报。它的形式多样，特别是宣传方面的，如传真、通报、板报、画报、图板案例、安全录相等。它来源于实践，通过整理，用事实教育广大员工，为实践服务。第69页/共79页701.2安全信息—安全信息资源城市公共安全信息资源建设安全预警灾害控制人员救助事故处理交通、通讯、供电、供水、供气等工程被称为“城市生命线系统”城市应急救援平台研究第70页/共79页711.2安全信息—安全信息资源—特点自然信息:

特点是有直观性，通过目睹、耳闻、感觉可以得到的，如顶板来压，炮眼内涌水、氧气含量不足，呼吸困难，二氧化碳超限，有硫化氢气体，闻到有臭鸡蛋味等等。只要认真掌握了特点，就可准确地反映信息。物的信息:

它是有规律性和突发性的，如顶板的季节性变化和周期性变化，钢丝绳的定期更换，锚索锚栓的松动和棚子的压弯，通讯信号不通或电气设备失爆不完好，机器运转的不正常等现象。它既是直观的，又是有规律的，只要掌握了它的发展规律和表面现象，用来指导工作，就可保证安全生产。

第71页/共79页721.2安全信息—安全信息资源—特点人的行为信息：

它具有隐蔽性，随社会因素、生活环境、生产作业条件、现场安全状况、人体生物节律，以及个人家庭状况等变化而变化，只有及时掌握人的行为信息，才能做到超前防范控制行为，把事故消灭在萌芽状态。事件信息：

它是