煤矿安全可视化管理中可视化方式选择研究
摘 要：为了提升煤矿安全管理的水平，将可视化管理引入煤矿安全管理中来。为煤矿安全可视化管理中如何选择可视化方式提供参考方法。
关键词：煤矿安全管理；可视化管理；可视化方式
0引言
安全管理是煤矿管理的重中之重。 随着煤矿对安全管理重视程度的提升，当前各种先进的管理方法都被尝试应用到煤矿安全管理中来。 可视化管理是使用图表、图形、视频等方式直观地展示复杂数据或管理过程， 使人们可以快速获取信息的内容，以便在紧急情况下进行迅速准确的决策。 可视化管理由于直观性强，利于被各类人员接受，因此已经逐渐被应用到煤矿安全管理的信息展示、视频监控等方面。 随着可视化技术在计算机领域的深入研究，目前已经演化出多种可视化方式，但是，这却给煤矿安全可视化管理带来了一个无法回避并急需解答的问题，那就是针对不同的内容和对象如何选择恰当的可视化方式，以便使人们对信息的认知效率更高。 本文结合煤矿安全管理的实践重点研究可视化方式选择的影响因素和选择方法，为煤矿安全可视化管理的深入开展提供参考。
1煤矿安全可视化管理与可视化方式
1.1煤矿安全可视化管理煤矿安全可视化管理是将可视化技术融入到煤矿安全管理中来，注重安全管理的直观性、可见性和易懂性。 通过文献研究发现，目前国内外对于煤矿安全管理可视化的研究主要可以分为对煤矿安全管理过程的可视化和对煤矿安全管理信息的可视化。 煤矿安全管理过程的可视化指的是在生产过程中通过视频监控或模拟等可视化技术实时监测、控制和记录各环节的运行情况，以便于及时发现安全隐患，以及事故发生后便于查找原因。 煤矿安全管理信息的可视化指的是对煤炭行业系统产生或人工记录的海量信息进行筛选、分析和可视化展示，以便于发现信息所蕴含的规律。 当前煤矿安全管理面向的对象种类众多、工艺流程复杂、地理位置分散，这给管理者带来了较大的难度。 可视化管理作为一种直观、高效的方式可以有效地提升煤矿安全管理水平，因此可视化管理在煤炭行业的研究和应用对于煤矿安全管理具有重要的作用。
1.2煤矿安全可视化方式
煤矿安全可视化方式即在可视化的过程中所采用的展示和表达方式。随着展示内容和信息接收人员的不同适合采用的可视化方式也不同。可视化方式是否恰当直接影响到信息的接收效果，因此，在煤矿安全可视化管理的过程中，可视化方式选择以及在选择过程中需要考虑哪些因素是值得管理人员深入研究的一个问题。 基于煤矿安全管理的实践和文献研究，在此梳理总结了煤矿目前常用的 10 余种可视化方式，以便为可视化方式选择提供备选方案。 下面从 4个维度对可视化方式进行梳理，如表1 所示。
2煤矿安全可视化方式选择的影响因素
在煤矿安全可视化管理中人们选择可视化方式需要考虑诸多因素，这些因素也就是煤矿安全可视化方式选择的影响因素。 从可视化的过程来讲，可视化方式是把需要可视化的内容直观展示给接收内容的人，这里把需要可视化的内容称为可视化对象，把接收内容的人称为可视化主体，在该过程中可以发现可视化方式如同连接可视化对象和可视化主体的桥梁，起到了沟通和展示的作用，同时可视化对象和可视化主体的属性反过来会影响可视化方式的选择。 因此，下面从可视化对象和可视化主体 2 个方面分析对煤矿安全可视化方式选择具有影响的各因素。
2.1可视化对象
可视化对象是指想要通过可视化方式表达的原始内容。 目前，可视化主要分为数据可视化、信息可视化和知识可视化，该分类主要就是针对可视化对象进行的分类， 因此可视化对象主要包括数据、信息、知识等。 这些对象的诸多属性对煤矿安全可视化方式选择具有影响，具体因素：
（1）复杂度 指的是可视化对象本身所包含的组成部分及构成方式。 对象的复杂度越高越适合采用复杂的可视化方式，因为简单的可视化方式可能无法表达对象的组成和结构。 以煤矿井下逃生路线为例，描述较为复杂的逃生路线往往需要三维路线图才能表达清楚，一维路线图和二维路线图较难描绘出复杂的线路。
（2） 信息量 是指对象所包含信息内容的多少。 一般来讲为了使可视化结果更为直观，信息量越大越适合采用简单的可视化方式，目的是对信息具有高度的概括性。 例如，目前拥有某煤矿 10 a 的安全事故数据，如果想使人们一目了然地了解如此大量的信息，就必须使用简单的可视化图表来展示数据规律，尽量使用 1 个图表概括出人们重点关注的信息。
（3）准确性 是指可视化对象所表达的内容是否准确。 如果可视化对象对内容表述的准确度较高，可能就不需要采用过于繁琐的可视化方式再对内容进行表达。
（4）普遍性 是指可视化对象所表达的内容在日常生活中是否普遍存在。 如果普遍性较高，就不需要采用过于复杂的可视化方式，例如，在表达进入矿井必须佩带安全帽时，因为安全帽对于矿井员工并不陌生， 因此使用一个简单的图标即可表达，而不需要使用过于复杂的可视化方式。
2.2可视化主体
可视化主体是指接收和认知可视化信息的人或组织，在煤炭企业中可视化主体主要是企业的各类员工。 他们是信息的接收者，可视化的过程就是为了使其对可视化对象有更为深入和直观的认识。为了使可视化主体更好地接收信息，在采用可视化方式时必须考虑主体的某些特性，这也就是可视化主体对于可视化方式选择的影响因素：
（1）文化水平 是指主体的受教育程度。 不同的可视化方式可能适用于不同文化水平的人。 例如，煤矿的矿工多数文化水平不高，给他们表达信息时往往需要使用更为直观易懂的可视化方式。
（2）认知能力 是主体所具备的个人能力。 即使主体具备相同的文化水平，但是个人能力可能存在较大的差别。 认知能力越强可能接受的可视化方式就越多和越复杂。
（3）业务熟练度 指的是认知主体对于被认知对象相关内容的熟练程度。 主体的熟练度越高可能就不需要采用过于复杂的可视化方式。 例如，对于熟练度较高的老矿工，在给他们表达井下逃生路线时，往往不需要使用过于复杂的展示方式，因为他们对于井下线路比较熟悉，而对于新矿工可能就需要使用尽量详细的可视化方式进行表达。
（4）偏好 不同主体的个人偏好和兴趣往往差异较大， 这就需要在可视化方式选择的过程中，充分了解主体的偏好，从而使可视化可以满足不同人员的个性化需求。
3煤矿安全可视化方式选择方法
可视化方式的选择很难找到固定的可遵循程序，下面仅从定性和定量 2 个方面为煤矿安全可视化方式选择提供 2 种参考方法。
3.1定性方法定性分析方法是基于可视化方式选择的影响因素，在煤矿安全可视化方式选择的过程中将所有影响因素作为一个体系考虑。 选择的过程中先分别考虑每个影响因素，然后再将所有影响因素综合考虑，形成备选方案。 在定性分析的过程中除了考虑所有的影响因素，还要分清影响因素的主次，某些影响因素可能对可视化方式的选择起到了决定性作用。 例如，在煤矿安全知识传播中，主体的文化水平往往直接决定了可视化方式，考虑到煤矿员工普遍文化水平不高的特点，较适合采用形象具体的可视化方式。基于煤矿安全管理实践，本文总结了一种可视化方式的定性选择法---通路选择法。 该方法将可视化方式的选择看作是在可视化对象和可视化主体之间寻找一种同时可以与两者相匹配的可视化方式，即寻找可视化对象到可视化方式，再到可视化主体之间的通路，如图 1 所示。 通路选择法的具体步骤如下：
第 1 步 确定可视化对象和可视化主体，从而确定可视化方式选择的影响因素；第 2 步 寻找可视化对象的各属性与备选可视化方式之间的关系，并将具有匹配关系的使用直线连接；第 3 步 寻找可视化主体的各属性与备选可视化方式之间的关系，将具有匹配关系的使用直线连接；第 4 步 在上述 3 步的基础上，找出从可视化对象出发到可视化主体结束的所有通路，每个通路中的可视化方式可以作为可视化主体认知可视化对象的一个方案；第 5 步 综合考虑因素的主次关系，比较上一步找出所有方案的优劣，此外，还可以通过用户或专家评定做出最终选择。
3.2定量方法煤矿安全可视化方式选择的实质是在判断煤炭企业员工在接收信息时更适应何种可视化表达方式。 这一选择过程从根本上说属于人类认知的范畴，因此可以借助认知科学的相关方法来帮助员工选择适合的可视化方式。 通过对认知科学的研究，发现认识实验的方法作为可视化方式选择的定量研究方法。 该方法的基本思路和步骤：（1）确定研究目标；（2）明确可视化对象 、可视化主体和备选的可视化方式；（3）设计实验方案；（4）进行实验并记录实验过程和结果；（5）分析实验数据得出结论。
在煤矿安全可视化方式定量选择的过程中实验设计和数据分析是关键的 2 个步骤。 作为一种量化方法， 数据的处理和分析方法将决定实验结果的准确性。 由于可视化方式选择可以看作是对比分析不同方式的优劣， 还可以看作是寻找变量之间的匹配关系， 因此适用于可视化方式选择认知实验的数据分析方法有均值比较分析、方差分析、对应分析等。
4结语
可视化管理作为管理科学的一个新兴方向和方法，逐步被应用到各领域。 本文着重研究煤矿安全可视化管理中可视化方式选择的问题。 基于理论研究和安全管理实践，介绍了煤矿安全可视化管理和可视化方式的相关概念，分析了煤矿安全可视化方式选择的影响因素，提出煤矿安全可视化方式选择的定性和定量方法。 今后需要基于此方法开展相关实验，通过实验发掘煤矿安全管理中主体与对象的关系，为可视化管理在煤矿安全管理中的应用奠定理论基础。
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