基于数据挖掘的作业现场安全检查提升方法及系统.pdf

本发明提供一种基于基础数据挖掘的作业现场安全检查提升系统，包括：基础数据库模块，数据挖掘分析模块以及综合展示模块，还提供了采用该检查提升系统的检查提升方法。其以企业现有的HSE管理信息系统为基础，对培训、检查、事故事件等业务数据进行深化应用，提升企业现场安全检查水平，解决以往检查目的性不强、检查效果无法评估、隐患立项无针对性、HSE数据资源利用率不高等问题，为企业决策者和管理者提供更为全面、有效的决策支持，从而提升企业的HSE管理水平。

权利要求书
1.  一种基于基础数据挖掘的作业现场安全检查提升系统，其特征在于，包括：
基础数据库模块，用于存放各种与现场作业相关的基础数据；
数据挖掘分析模块，用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用一个或多个数据挖掘手段，针对预处理后的数据进行挖掘工作；在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作；
综合展示模块，数据挖掘工作结束后，结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示，实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。

2.  如权利要求1所述的安全检查提升系统，其特征在于：所述基础数据库模块中存放的基础数据包括部门数据、人员数据、关键装置/要害部位数据、安全检查数据、不安全行为数据、不安全状态数据、事故/未遂事件数据和隐患项目数据等。

3.  如权利要求1或2所述的安全检查提升系统，其特征在于：所述数据挖掘分析模块中的包括具体分析子模块，进一步具体为
历史分析子模块，对企业填写的观察卡、检查问题(尤其是未整改问题)、近几年发生的事故或未遂事件进行历史分析，查找规律，找到风险存在突出的部门、岗位、设备设施、不安全行为、不安全状态，并可进行趋势预测；
关联分析子模块，找出检查问题与风险识别、隐患项目立项、未遂事件之间的对应关系，校对检查方向是否有偏差；
类比分析子模块，横向对比同一行业不同企业及同一企业不同部门之间检查出的问题差异，探索检查缺陷。根据以往检查活动执行情况进行挖掘分析，对同一板块不同企业、同一企业不同部门进行横向对比，找出检查中存在的漏洞和不足，实现对本次检查活动的效果评估，为以后检查组织提供参考。

4.  一种使用上述系统进行基础数据挖掘的作业现场安全检查提升方法，其特征在于，包括：
第一步，待挖掘的基础数据的抽取，预处理，集中存储；
第二步，确定数据挖掘方案，开展数据挖掘；
第三步，综合展示，为决策提供支持。

5.  如权利要求4所述的安全检查提升方法，其特征在于：所述第一步进一步具体为抽取作业现场相关基础数据，对数据进行转换，并加载到基础数据库模块，基础数据包括HSE检查、每年组织的定期风险识别、隐患项目、事故、未遂事件、关键装置/要害部位、领导定点承包活动、作业票等相关业务数据。

6.  如权利要求4或5所述的安全检查提升方法，其特征在于：所述第二步进一步具体为用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用“聚类分析”、“历史分析”“关联分析”、“异常分析”等数据方法中的一个或多个作为数据挖掘手段；通过第一步中的“数据挖掘范围”和“数据挖掘手段”的选取，用户在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作。

7.  如权利要求4至6所述的安全检查提升方法，其特征在于：所述第三步进一步具体为，数据挖掘工作结束后，该结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示。实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。

说明书基于数据挖掘的作业现场安全检查提升方法及系统
技术领域
本发明属于计算机技术领域，特别涉及一种基于数据挖掘的作业现场安全检查提升方法及系统。
背景技术
数据挖掘是指从数据库的大量数据中揭示出隐含的、先前未知的并有潜在价值的信息的非平凡过程。数据挖掘是一种决策支持过程，它主要基于人工智能、机器学习、模式识别、统计学、数据库、可视化技术等，高度自动化地分析企业的数据，做出归纳性的推理，从中挖掘出潜在的模式，帮助决策者调整策略，减少风险，做出正确的决策。数据挖掘主要包括数据准备、规律寻找和规律表示3个步骤，其任务有关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析、特异群组分析和演变分析等等。
目前，很多石油石化、建筑、电力等企业已经建立了HSE管理信息系统，以风险管理为核心，以事故预防为目的，包括了教育培训、检查、事故事件、职业健康、承包商、台帐等业务数据，并提供了仪表盘、统计分析多种展示形式，在透明化HSE管理、规范HSE管理流程、加强HSE过程控制、提升HSE管理水平方面起到了明显作用。
同时，由于HSE管理系统数据量大、业务覆盖范围广，现有的基于各功能模块的统计分析功能已不能满足管理决策的需求。以安全检查为例，其主要任务是进行危害识别，查找不安全因素和不安全行为，提出消除或控制不安全因素的方法和纠正不安全行为的措施，当前的按检查级别、不安全行为、不安全状态统计，无法全方位掌握风险分布，检查缺少针对性，并且检查完之后，对检查的效果不能进行实质性的评估，不能实现循环改进。
因此，有必要利用数据挖掘技术，建立系统化的分析模型，从各个HSE管理活动中抽取相互关联的有价值信息，对其多维度分析，挖掘数据潜在资源和价值，促进数据应用从量变到质变，支持异常风险预警，提高事前检查策划的针对性及事后检查效果的评估，促进企业管理者对业务数据的深入解 读，提升管理决策水平。
发明内容
本发明拟建立基于数据挖掘的安全检查提升方法及系统，以企业现有的HSE管理信息系统为基础，对培训、检查、事故事件等业务数据进行深化应用，提升企业现场安全检查水平，解决以往检查目的性不强、检查效果无法评估、隐患立项无针对性、HSE数据资源利用率不高等问题，为企业决策者和管理者提供更为全面、有效的决策支持，从而提升企业的HSE管理水平。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于基础数据挖掘的作业现场安全检查提升系统，其包括：
基础数据库模块，用于存放各种与现场作业相关的基础数据；
数据挖掘分析模块，用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用一个或多个数据挖掘手段，针对预处理后的数据进行挖掘工作；在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作；
综合展示模块，数据挖掘工作结束后，结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示，实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。
所述基础数据库模块中存放的基础数据包括部门数据、人员数据、关键装置/要害部位数据、安全检查数据、不安全行为数据、不安全状态数据、事故/未遂事件数据和隐患项目数据等。
所述数据挖掘分析模块中的包括具体分析子模块，进一步具体为
历史分析子模块，对企业填写的观察卡、检查问题(尤其是未整改问题)、近几年发生的事故或未遂事件进行历史分析，查找规律，找到风险存在突出的部门、岗位、设备设施、不安全行为、不安全状态，并可进行趋势预测；
关联分析子模块，找出检查问题与风险识别、隐患项目立项、未遂事件之间的对应关系，校对检查方向是否有偏差；
类比分析子模块，横向对比同一行业不同企业及同一企业不同部门之间检查出的问题差异，探索检查缺陷。根据以往检查活动执行情况进行挖掘分析，对同一板块不同企业、同一企业不同部门进行横向对比，找出检查中存在的漏洞和不足，实现对本次检查活动的效果评估，为以后检查组织提供参考。
本发明还提供了一种使用上述系统进行基础数据挖掘的作业现场安全检查提升方法，其包括：
第一步，待挖掘的基础数据的抽取，预处理，集中存储；
第二步，确定数据挖掘方案，开展数据挖掘；
第三步，综合展示，为决策提供支持。
所述第一步进一步具体为抽取作业现场相关基础数据，对数据进行转换，并加载到基础数据库模块，基础数据包括HSE检查、每年组织的定期风险识别、隐患项目、事故、未遂事件、关键装置/要害部位、领导定点承包活动、作业票等相关业务数据。
所述第二步进一步具体为用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用“聚类分析”、“历史分析”、“关联分析”、“异常分析”等数据方法中的一个或多个作为数据挖掘手段；通过第一步中的“数据挖掘范围”和“数据挖掘手段”的选取，用户在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作。
所述第三步进一步具体为，数据挖掘工作结束后，该结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示。实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。
本发明有益的技术效果在于：
本发明是基于数据挖掘技术提出的一种安全检查提升方法及系统，同时设计开发了相应的系统，具有操作与维护方便、运行稳定、安全性高等特点。该方法及系统实现了对企业教育培训、隐患项目、风险识别、HSE检查、事故、未遂事件等业务数据资源的深化应用，通过异常风险识别，提高现场检查的针对性，并为隐患立项提供参考，实现HSE风险管控向智能化方向发展， 指导企业隐患项目立项，有效推动了企业HSE管理整体水平的提升。
附图说明
图1为作业现场安全检查及提升功能框架图。
具体实施方式
本发明是基于数据挖掘技术、网络通信技术、数据库技术、计算机软件技术、可视化技术提出的一种安全检查提升方法，并结合企业业务管理实际，设计开发相应的软件系统，考虑了HSE管理体系主要要素及企业各业务领域，以企业HSE管理系统现有的海量数据为挖掘对象，面向企业决策层面和管理层面，通过聚类分析、分类分析、关联分析、异常分析等数据挖掘手段，从海量非逻辑关系数据中揭示出其中潜在的逻辑关系，为现场安全检查提供准确指导和数据支持。
本发明提供了一种基于基础数据挖掘的作业现场安全检查提升系统，其包括：
基础数据库模块，用于存放各种与现场作业相关的基础数据；
数据挖掘分析模块，用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用一个或多个数据挖掘手段，针对预处理后的数据进行挖掘工作；在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作；
综合展示模块，数据挖掘工作结束后，结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示，实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。
通过多种分析方法，以仪表盘、柱状图、饼状图等多种形式可以为领导提供安全检查提升辅助决策功能：如：
(1)时间分析：通过对不同时间段安全检查情况进行分析，可以发现安全问题发生的趋势，对易出现问题的阶段，相应的增加时间段的安全检查工作的力度。
(2)部门分析：通过对受检查部门的安全情况分析，可以发现安全问题发生的重点部门，增加相应部门的整改力度和监控力度。
(3)不安全行为分析：对不安全行为的分析，得出频繁发生的不安全行为，作为安全培训的重点内容。
(4)不安全状态分析：对不安全状态的分析，得出常见的不安全状态，作为安全整改和隐患立项的重点内容。
(5)设备设施分析：对设备设施的分析，得出经常出现异常状况的设备设施，作为安全整改和隐患立项的重点内容。
所述基础数据库模块中存放的基础数据包括部门数据、人员数据、关键装置/要害部位数据、安全检查数据、不安全行为数据、不安全状态数据、事故/未遂事件数据和隐患项目数据等。
所述数据挖掘分析模块中的包括具体分析子模块，进一步具体为
历史分析子模块，对企业填写的观察卡、检查问题(尤其是未整改问题)、近几年发生的事故或未遂事件进行历史分析，查找规律，找到风险存在突出的部门、岗位、设备设施、不安全行为、不安全状态，并可进行趋势预测；
关联分析子模块，找出检查问题与风险识别、隐患项目立项、未遂事件之间的对应关系，校对检查方向是否有偏差；
类比分析子模块，横向对比同一行业不同企业及同一企业不同部门之间检查出的问题差异，探索检查缺陷。根据以往检查活动执行情况进行挖掘分析，对同一板块不同企业、同一企业不同部门进行横向对比，找出检查中存在的漏洞和不足，实现对本次检查活动的效果评估，为以后检查组织提供参考。
本发明提供的基于基础数据挖掘的作业现场安全检查提升系统主要功能包括：
1、异常风险提醒，有效提升检查质量。
实现企业异常风险识别、提醒，提高作业现场检查的针对性。对HSE管理信息系统各相关业务模块采用分析工具和方法进行挖掘分析，如企业重大风险分布情况、关键装置/要害部位领导活动情况、事故和未遂事件分布情况，从海量数据中挖掘与识别异常状况，分析计算人员、设备、作业活动等风险的分布、大小及相互影响，找出风险管控的薄弱点并进行预警提示，以 支持在不确定风险条件下的安全管控策略优化，为下步检查活动的组织提供方向，从而实现过程风险的逐步控制和削减，为风险管控提供优化决策依据。
2、深入挖掘检查数据资源，为隐患立项提供指导。
利用海量检查数据，为隐患项目立项提供参考。对各企业系统检查模块登记的问题进行分析，找出其集中的专业、不安全行为、不安全状态、设备设施等，检查中还存在哪些缺项，每家企业、每个部门检查出的问题各有哪些重点和欠缺，并重点关注超出整改期限而未能整改落实的问题，与隐患项目进行比对，找出存在的局部偏差或整体偏差，为下一步隐患项目的立项提供参考，优化企业隐患项目立项的方向。
本发明还提供了一种使用上述系统进行基础数据挖掘的作业现场安全检查提升方法，其包括：
第一步，待挖掘的基础数据的抽取，预处理，集中存储；
第二步，确定数据挖掘方案，开展数据挖掘；
第三步，综合展示，为决策提供支持。
所述第一步进一步具体为抽取作业现场相关基础数据，对数据进行转换，并加载到基础数据库模块，基础数据包括HSE检查、每年组织的定期风险识别、隐患项目、事故、未遂事件、关键装置/要害部位、领导定点承包活动、作业票等相关业务数据。
用户根据作业现场安全检查提升方案要求建立数据挖掘任务；用户通过设定“部门”、“岗位”、“设备设施”“不安全行为”、“不安全状态”“时间”变量中的一个或多个变量，作为数据选取范围，由系统根据用户设定的范围，自动采集数据作为待挖掘的原始数据；针对从海量数据采集装置中提取的原始数据自动进行数据清理、数据集成、数据变换、数据归约多项工作，对原始数据进行识别并清理，清除异常数据和重复数据，并对数据格式进行标准化，为后续数据挖掘阶段提供真实有效的数据。
所述第二步进一步具体为用户根据待挖掘数据内容以及自身要求，选用“聚类分析”、“历史分析”、“关联分析”、“异常分析”等数据方法中的一个或多个作为数据挖掘手段；通过第一步中的“数据挖掘范围”和“数据挖掘手段”的选取，用户在系统中确定了完整的数据挖掘方案，系统根据该方案开展后续的工作。
根据用户选取的数据挖掘手段，针对预处理后的数据进行挖掘工作，从海量非逻辑关系数据中揭示出其中潜在的逻辑关系。
所述第三步进一步具体为，数据挖掘工作结束后，该结果以图表的形式直观呈现在用户面前，对重点关注的异常状况并有颜色警示。实时展示风险预警提示等关键信息，使企业领导可以及时地获取HSE管理系统相关所需内容。采用数据可视化和交互分析工具，提供丰富的统计报表、仪表盘等展示形式，以一种直观、容易理解的方式支持数据分析结果的可视化，允许实时改变数据处理路径、算法参数和展示形式。
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1所示，本发明提供一种基于数据挖掘的作业现场安全检查提升方法及系统，以企业HSE管理信息系统业务数据为基础，面向决策层和管理层，充分利用现有数据资源，提升企业现场检查、隐患立项水平。
主要包括如下步骤：
1、基础数据抽取、整理、集中存储
抽取作业现场相关数据，对数据进行转换，并加载到数据仓库，基础数据包括HSE检查、每年组织的定期风险识别、隐患项目、事故、未遂事件、关键装置/要害部位、领导定点承包活动、作业票等相关业务数据。
2、从各业务模块抽取以下数据，对现场风险分布情况、检查问题情况等业务数据进行分析。
(1)部门数据；
(2)人员数据；
(3)关键装置/要害部位数据；
(4)安全检查数据；
(5)不安全行为数据；
(6)不安全状态数据；
(7)事故、未遂事件数据；
(8)隐患项目数据。
分析的具体方式有：
1)对数据进行历史分析
对企业填写的观察卡、检查问题(尤其是未整改问题)、近几年发生的事故或未遂事件进行历史分析，查找规律，找到风险存在突出的部门、岗位、设备设施、不安全行为、不安全状态，并可进行趋势预测。
2)对数据进行关联分析
找出检查问题与风险识别、隐患项目立项、未遂事件之间的对应关系，校对检查方向是否有偏差。
3)对数据进行类比分析
横向对比同一行业不同企业及同一企业不同部门之间检查出的问题差异，探索检查缺陷。根据以往检查活动执行情况进行挖掘分析，对同一板块不同企业、同一企业不同部门进行横向对比，找出检查中存在的漏洞和不足，实现对本次检查活动的效果评估，为以后检查组织提供参考。
3、综合展示
通过多种分析方法，以仪表盘、柱状图、饼状图等多种形式可以为领导提供安全检查提升辅助决策功能：如：
(1)时间分析：通过对不同时间段安全检查情况进行分析，可以发现安全问题发生的趋势，对易出现问题的阶段，相应的增加时间段的安全检查工作的力度。
(2)部门分析：通过对受检查部门的安全情况分析，可以发现安全问题发生的重点部门，增加相应部门的整改力度和监控力度。
(3)不安全行为分析：对不安全行为的分析，得出频繁发生的不安全行为，作为安全培训的重点内容。
(4)不安全状态分析：对不安全状态的分析，得出常见的不安全状态，作为安全整改和隐患立项的重点内容。
(5)设备设施分析：对设备设施的分析，得出经常出现异常状况的设备设施，作为安全整改和隐患立项的重点内容。
具体来讲，例如对各部门的安全信息的分析，首先可以对各部门间总体安全情况进行统计，找出安全问题发生严重和频繁的部门；进一步可对HSE重点监管部门在不同年份、不同月份的不安全行为、不安全状态情况进行统计，分析其不安全行为和不安全状态趋势及集中的设备设施。同时，利用数据挖掘可对数据进行深层次发现。例如利用关联算法分析不安全状态发生 时，各不安全因素的关联关系，以便对重点的不安全行为加强管理，有针对性地加大培训力度和隐患立项。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。