“著書立說”不是一般勞動,屬于新質生産力範疇。
為國際“專利”而創新理論,是一種非常艱苦的超級勞動。郭春平為了著《抗違章技術理論與應用》(王國法院士序),胡子白了, 心髒老了, 眼花了, 頭發秃了……
若:把勞動成果當作分子, 把勞動付出當作分母, 比值當作勞動收益率, 則:無論勞動成果多麼令人欣喜, 除以無窮大的勞動付出, 勞動收益率也近于 0 。
提高勞動者的勞動收益率,人們才能熱愛勞動,社會才能尊重勞動!
勞動節重發此文,以引起社會各界對“勞動收益率下降”問題的高度重視!!!
勞動收益率下降的具體表現是:賺錢難,辦事難,就業難……等。
嘔心瀝血創作《抗違章技術理論與應用》——國務院特貼專家郭春平談感想
△郭春平在汾河公園邊休閑邊看稿
《山西日報》2023年4月20日報道《抗違章技術理論與應用》出版,大陸“智能礦山”領軍人物、中國工程院院士王國法高度評價并為本書作序。
創作者本人鄭重聲明:本書所有内容是作者在獨立進行研究工作中所取得的成果,全書都有底稿留存或著作權保護,若幹頁稿件照片如圖示所示。除文中已經注明引用的内容外,本書不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品或成果。簡介本書如下:
近年來,煤礦等爆炸環境安全監管的嚴格程度已接近軍事管理,但違章引發的事故仍然時有發生。原國家安監總局及安全專家權威研究指出:約90~95%的事故是由于違章作業造成的。違章問題曆來受到國内外有很多專家的關注和研究。美國在上世紀六十年代的交通不安全行為也十分嚴重,著名管理學大師德魯克曾應邀對此進行過專門分析研究,并提出一個獨特的觀點:“盡管汽車已經被設計成在正确使用下是安全的,但還應該被設計成在不正确使用下也是安全的”。所謂“不正确使用”與違章的涵義相近。是以,違章(或稱作不安全行為)問題是一個非常值得深入研究的重大課題。
但研究違章行為十分困難,尤其是了解違章背後的動機及具體的過程幾乎不可能,因為違章者大多在重大事故中死亡,即使有幸存者,由于文化素質、心理問題等原因也使專家了解不到“真相”。對于沒有造成重大事故的違章行為也很難直接觀測到,由于管理者推行嚴厲的“反違章”管理措施,違章者就像“小偷”一樣隐匿違章行為,緻使觀察者(外人)很難發現違章作業的“真相”。這就決定了隻有違章作業的親身經曆者本人,才能準确知道違章作業的真實過程,才能直接感覺違章,研究違章行為得出的結論才更有其獨特價值。作者直接從事井下電氣工作十六年,除去中間在北京脫産學習“煤礦安全”專業的兩年外,與衆多違章者長期工作和生活在一起達十四年之久,也曾有過違章經曆。是以,對違章的了解也許更具有“稀缺性”。
本書前四章是“抗違章理論”的基礎部分,主要進行了“違章行為分析”。采用的分析研究邏輯是:先從事實上及理論上證明違章存在的客觀必然性,然後分析研究違章行為。根據違章行為的分析研究結果,研究違章是否可以預控及預控的條件,再根據預控條件,引出抗違章技術,提出抗違章保護概念,對比法律、管理和抗違章技術等多種違章應對政策的優劣,确認預控違章的最有效對策是:應用抗違章保護預控違章作業。最後還提出創新抗違章技術的新思維。
△山西日報報道截圖
進行“違章行為分析”時所采用的書面材料是經權威部門公布、作者整理收集的兩本事故案例資料,一本是《煤礦井下帶電作業事故案例(1960-2017)》,一本是《煤礦安全365》(煤礦安全曆史上的今天)。采用的非書面材料是作者的直接經驗。這些資料有力地說明,違章既是客觀存在的普遍行為,也已成為危及社會安全的公害,非常具有深入研究之必要。
為了研究友善,先假定“章”是正确的,并定義了違章的概念。該定義的最大特點是規定了違反“有效的章”就是違章。借鑒不對稱資訊理論,首次研究發現存在“違章不對稱性”以及“安全不對稱性”等現象。如:很多次違章可能都造不成事故,但任何一次違章都可能造成重大事故;借鑒了關于量子具有“顯态”和“隐态”兩個狀态研究成果,首次發現違章者具有“量子特性”。這是第一章的主要内容。
盡管違章是客觀存在的,但在理論上很多人不承認違章存在的必然性。是以,本書首次用納什均衡存在性定理、張維迎教授提出的“監管博弈”的納什均衡混合戰略表達式及機率統計的大數定律,證明了違章存在的客觀必然性,還用大數定律首次證明了納什均衡的自覺遵守性;參考行為經濟學理論,研究分析事故案例及作者煤礦井下實際工作的直接經驗,參照電路過渡過程理論,在對違章作業過程進行分解研究時,首次發現:從不違章作業轉變到違章作業的過程中存在“違章過渡過程”,該發現為實作違章預控的可行性提供了科學支撐;首次提出“遵/違章標明定理”,即作業人員比較“預期違章收益”和“預期違章成本”大小,決定是否違章,首次畫出“違章臨界線”圖;還對該定理進行了驗證,并應用該定理分析了實際案例。這是第二章的主要内容。
參照電路在換路時“能量不能躍變”定則,首次提出“違章不能躍變定理”,即從不違章到違章必然要經過占用一定空間和時間的、安全的“違章過渡過程”,越過“違章紅線”後,才能進行危險作業;應用牛頓力學、運動學及狀态方程理論,首次提出了在違章作業過程中,違章工具(或徒手)在違章者人力及阻力的合力作用下,按照“違章狀态方程”而移動;由于違章狀态可用微分方程表示,說明違章移動軌迹有規律可循,并根據動力學及控制論,首次證明了違章是可以預控的;根據動量定理,首次推導出“違章預控的充要條件”;要預控就要應用抗違章技術。簡要介紹了抗違章技術理論及原國家安監總局對抗違章技術的意見,分析了抗違章技術應用執行個體;首次提出“抗違章保護”概念及衡量抗違章保護性能的重要名額:“抗違章保護人為失效時間”;并根據經驗首次發現:預控井下違章帶電作業的抗違章保護人為失效時間≥30分鐘,就能可靠地預控違章作業;對比法律、管理、宣傳、教育訓練、教育、抗違章技術、三大保護(短路、漏電及接地)等多種應對違章政策,得出抗違章保護是最理想的違章預控技術的結論,并進行了舉例說明。這是第三章主要内容。
△推演違章充要條件等若幹頁稿件照片
前四章分析研究表明:有規章就有違章,任何企業都存在違章;違章的存在具有客觀必然性,作業人員在決定是否違章時,當預期違章受益大于預估違章代價,就違章;否則,不違章。任何違章作業過程都存在“違章過渡過程”,在該過程中,違章者的工具或徒手的移動狀态,可以用微分方程表示,在越過違章“紅線”前,可以安全地預控任何違章作業行為;抗違章最好的對策是采用“抗違章保護”預控違章作業,在“違章過渡過程”中,還沒有觸碰到“違章紅線”前,就将違章作業信号轉換為電信号,實作報警、斷電或閉鎖(不能送電),保證“非專職人員想違章違不成,專職人員即使違章也造不成事故”。
任何發生違章帶電作業的裝置,其技術結構、供電系統、所處作業環境或技術标準一定存在預控違章方面的缺陷,簡稱“抗違章短闆”。“抗違章短闆”的客觀存在為作業人員進行違章作業提供了友善違章條件。第五章分析了井下供電系統至少存在8種“抗違章短闆”。煤礦安全事故,尤其是瓦斯爆炸事故,是“黑天鵝”事故。“抗違章短闆”的存在是造成“黑天鵝”事故的“硬原因”,用技術手段補齊抗“違章短闆”才能杜絕違章帶電作業,才能預控帶電作業造成的瓦斯爆炸“黑天鵝”事故。
為了補齊“抗違章短闆”,作者發明了數十項國内外抗違章技術專利,其中“一種超前開蓋斷電裝置及方法”等6項專利獲中國、美國、俄羅斯、南非、印尼、印度、歐盟、哈薩克斯坦等30多個國家和地區專利權。有關抗違章技術、違章行為識别技術、各種抗違章産品或系統的設計方案主要來源于第六章的有關專利技術,這些抗違章技術專利,對世界各國安全發展理念及技術裝備進步作出了獨特貢獻。
根據第六章的有關專利技術,創造了“智能抗違章保護技術系統”,目的是防範違章帶電作業引發瓦斯爆炸“黑天鵝”事故。“黑天鵝”事故是小機率事件,也是小樣本事件,由于樣本資料相對較少,難以應用大資料技術進行精準研究。防範“黑天鵝”事故,是目前重大技術難題,本書應用“專家智能技術”設計并創造了“智能抗違章保護技術系統”,攻克了違章帶電作業引發瓦斯爆炸“黑天鵝”事故難題。第七章先介紹了“智能抗違章保護技術系統”及其核心部分“智能抗違章開蓋傳感器系統”結構原理。
第八章較詳細介紹了“抗違章保護技術系統1.0”代表産品,包括:兩防鎖、防松鎖、防非違裝置及無損連接配接技術,共同特點是都不用電,都是純機械類産品,可在爆炸環境安全可靠長期運作且不耗能。本章不僅介紹了當時設計兩防鎖所面對的關鍵技術問題及解決問題的具體技術方案,還首次公開了假冒僞劣兩防鎖的識别方法。無損連接配接技術是抗違章保護技術系統的核心專利技術之一。其作用是:不需要更換在用電氣裝置,不改動在用裝置結構,也不更換一條螺栓,隻加裝一個無損連接配接裝置,就可将傳感器等抗違章保護裝置安裝到井下在用開關、電機、變壓器、電纜等各種電氣裝置上,使在用供電系統更新加裝上抗違章保護技術系統。
△在餐巾紙、飯店專用紙及廢棄的清潔袋上寫出的若幹頁底稿
第九章介紹了“抗違章保護技術系統2.0”系列産品,代表産品之一是礦用本安型開蓋傳感器,其中:D傳感器的功能是實作“一開一防”(開蓋(或門)前報警,防止非專職人員違章打開開關等電氣裝置接線腔蓋闆或門蓋), K型傳感器的功能是實作“三開一防”(開蓋(門)報警、開蓋(門)斷電、開蓋(門)閉鎖及防止非專職人員擅自開蓋(門)操作)。代表産品之二是澆封型/澆封兼本安型開蓋傳感器,應用在電動機接線腔蓋闆上可實作“三開一防”功能。
第十章簡介了“抗違章保護技術系統3.0”系列産品,代表産品是“未切斷上級電源保護”系列産品—DSD—1、DSD—2、 DSD—3。《煤礦安全規程》(2016)要求:不僅打開電氣裝置接線腔蓋闆必須切斷上級電源,打開電氣裝置門蓋也必須切斷上級電源。DSD—1、DSD—2、 DSD—3适用于煤礦和非煤礦井上下電氣裝置, 能起到人工切斷上級電源後備保護功能,從技術裝備上保證《規程》條款的貫徹落實。此外,還介紹了礦用本安型開蓋傳感器與礦井監控系統分站連接配接方式,以及“防治帶電作業及瓦斯爆炸的抗違章保護技術系統”在山西焦煤集團安裝施工方案之一。
第十一章介紹了“抗違章保護技術系統4.0”系列産品,目前代表産品有:未切斷上級電源保護DSD-4、井下電氣操作風險手機預警系統。通過手機預警系統可在手機上看到電壓、電流等多種電氣參數,可實作違章行為生物特征識别、瓦斯超限閉鎖及有電閉鎖等功能。其最大特點是實作了智能化和雲計算,相比“抗違章保護技術系統3.0”具有智能功能,一般增加了4G/5G等無線傳輸技術,把裝置資訊直接傳到地面雲空間服務進行雲計算,根據雲計算結果或排程台控制要求,對爆炸性環境裝置進行控制,并在移動網際網路的手機終端顯示工作及事故狀态資訊。
第十二章分析研究了“智能抗違章保護技術系統”的性能及市場前景,對抗違章後備保護試驗的必要性進行了深入分析。“智能抗違章保護技術系統”與供電系統之間沒有直接電氣連接配接,是“隔離”的,不會造成“亂停電”,其選擇性比短路保護系統和漏電保護系統動的選擇性精确得多,其安全可靠性比安全員值守高得多,而成本卻低很多。根據智能抗違章保護的級别不同,潛在市場需求也不同,每年最小潛在市場需求在25億元左右,最大潛在市場需求在359億元左右。本章還簡介了對抗違章後備保護(漏電保護系統)進行智能遠方漏電試驗的有關新技術。
抗違章技術創新是如何實施的?本書中首先針對“創新具有不對稱性”的特點,提出營造科技創新生态環境的問題,接着列舉了一系列行之有效的創新和轉化方法。作者還在此首先提出尋求企業“科技創新動力點”、企業全面科技管理及抗違章技術創新方法。還有依靠“關鍵的少數”創新,在需求“同頻共振區”上創新,依托标準和運用安全幹預手段推動抗違章技術成果轉化等觀點,都是作者根據實際經驗首次概括出來的。在研究“章”的問題時,還首次提出“啞鈴型”責任承擔失衡概念。任何團隊或個人應用抗違章技術創新方法都能發明創造出各種預控違章的抗違章技術,依靠“關鍵的少數”創新,在需求“同頻共振”區創新和尋找企業“科技創新動力點”等方法也是較好的創新方法。這是第十三章的主要内容。
第十四章主要内容是運用安全幹預手段轉化安全科技成果,依托标準推動抗違章技術成果轉化,安全專利産品營銷,運用《孫子兵法》促進抗違章技術成果轉化。
附錄1是《煤礦井下帶電作業事故案例統計表(1960-2017)》,
附錄2是《煤礦安全曆史上的今天》,這兩個附錄是作者研究抗違章技術是所參考的事故案例資料,經精心整理,在此獻給讀者。
附錄3是以某高院判決書形式介紹的真實的維護知識産權案例,
附錄4是關于抗違章技術系統的原創技術特征的查新報告統計表,
附錄5是抗違章标準研究資料。
附錄6是《我的發明創造之路—郭春平自述》,為發明創造愛好者提供有參考價值的真實資料,但對您最有感觸的也許是作者不屈不撓的精神!
本書主要适用于在煤礦等爆炸環境工作的技術人員和管理人員閱讀,也可供高等院校學生和教師、科研院所專家學者和上司、大中型企業安全管理人員和上司、政府科技部門和安全管理部門上司借鑒。閱讀本書可獲得如下啟示:
一是生産化石能源過程中的其它違章作業也是可以預控的,抗違章技術是最可靠的預控方法。按照抗違章技術标準生産的裝置就成為抗違章裝置,抗違章裝置可以替代現有裝置,其安全可靠性更高。抗違章技術在各行各業都将有光明的未來。是以,開發抗違章技術,研究抗違章标準,生産抗違章裝置具有十分廣泛的市場前景。
二是大陸在抗違章技術研究方面國際領先,國外還沒有這方面的專門研究。為了繼續保持領先優勢,可建立國家級抗違章技術研發中心,開發抗違章技術,開展抗違章技術标準研究,推廣“抗違章”技術裝備,為大陸開辟一塊戰略性新興産業新高地。該中心建成後,在國内外曆史上,首次有國家級專門研發機構研究違章作業問題,必将推進抗違章技術及裝置的新發展。違章作業事故有望大面積減少,安全水準将大大提高,90~95%的事故由違章造成将成為曆史;具體應用在煤礦電氣安全領域後,困擾百年的違章帶電作業難題将徹底解決,瓦斯爆炸事故下降48.1%将不再是夢想!
三是本書具體目的是為國内外預控井下違章帶電作業提供理論依據,進而大面積研究、推廣應用智能抗違章保護技術,徹底杜絕違章帶電作業,實作降低約一半瓦斯爆炸的遠大目标;理想目的是為世界各國、各行業預控違法亂紀、違章作業提供一種新思維模式,即:把“人海戰術預防違章(或違法)”變為在違章(或違法)“過渡過程”中,但還沒有觸碰到“違章紅線”前,就将違章信号轉換為電信号,用網絡系統技術實作報警或閉鎖,對違章行為進行安全預防和控制,保證“想違章(違法)違不成,即使違章(違法)也造不成事故(危害)”。
四是本書的一系列研究成果可為國内外煤礦以外的其它爆炸環境預控違章帶電作業提供直接的理論依據,進而推動大面積相關研究并推廣應用抗違章技術,徹底杜絕其它爆炸環境違章帶電作業行為,實作降低一半機電事故和瓦斯爆炸事故的理想目标。
五是抗違章技術對其它非爆炸環境安全生産也具有普遍意義。本研究成果盡管是主要針對煤礦井下違章帶電作業問題取得的,但推廣到交通安全、消防安全、銀行安全及核工業安全等其他違章作業較多的行業也是有效的,甚至研究男女“出軌”、A錢腐敗、搶劫、殺人等違法犯罪行為的預控也是可以借鑒的。限于篇幅,本文沒有深入研究以煤礦違章帶電作業為樣本進行分析研究得出的有關成果能推廣到哪些領域,敬請對此有興趣的學者進行專題研究。
六是依據本書研究成果進一步推理,還可作出如下預測:當“機器人”的智能水準達到或超過人類時,由于“機器人”也要考慮“預期違章受益”和“預估違章代價”,“安全監管機器人”與“生産作業機器人”雙方也會進行有限博弈。根據納什均衡存在定理可知,雙方在博弈中也會構成納什均衡,導緻“生産作業機器人”也會出現違章、違法行為。隻有“傻機器人”不會違章。這一研究成果對即将到來的普遍使用“機器人”的人工智能時代也提出了引人注目的安全預警。
七是借鑒抗違章技術新思維可對抗熵增定律。科學家認為:宇宙的“熵”(無序程度)與日俱增。例如,機械手表的發條總是越來越松;你可以把它上緊,但這就需要消耗一點能量;人活着就是在對抗熵增定律,生命以負熵為生。違章作業就可以熵增,遵章作業就能對抗熵增。抗違章技術通過技術手段對抗違章作業熵增行為,本質上是一種對抗熵增定律的“抗熵增技術”。建議國内外學者深入開展抗熵增技術研究,應用人工智能等技術手段對抗熵增,維持人類低熵生活狀态不變。抗熵增技術為人類對抗熵增定律指出一條光明大道。
本書的“違章行為分析部分”主要來源于本人就讀北大EMBA時的畢業論文,抗違章保護技術部分主要來源于本人的發明專利及發表的論文等技術資料。
作者經過四十多年的努力,曆經艱辛創作完成這本專著,雖然在抗違章理論及智能抗違章保護技術系統上都有所創新,但也難免存在不足和錯誤之處,敬請各位讀者多多批評指導。
本書是我郭春平的第一部專著, 是我數十年勞作心血的積累。長期以來, 我養成了邊工作, 邊寫作的習慣, 利用出差、住飯店、開會, 甚至除夕夜不看 “春晚” 而擠出的點滴時間, 構思或打底稿, 為發明創造思路留下真實記錄。其中之艱辛, 如人飲水, 冷暖自知。好在苦心人天不負, 有志者事竟成, 在朋友和上司的幫助支援下, 鐵樹亦能開花, 枯藤終于結瓜。
坦誠地講, 面對自己的著作和成果不高興是假的, 但确實談不上欣喜若狂, 大概是因為我付出的太多太多了! 胡子白了, 心髒老了, 眼花了, 頭發秃了……若把成果當成分子, 自己的付出作分母, 比值是自己的收益, 則無論成果多麼令人欣喜, 除以無窮大的付出, 相比之下, 自己的收益也近于 0 了。
令我欣慰的是, 自己總算為世界安全發展做出了一點貢獻, 實作了自己的理想, 為科技興安、科技強安添了磚, 加了瓦, 也使 “抗違章理論及智能抗違章保護技術系統” 的研發邁出了關鍵的第一步, 更有幸被原國家安監總局總工程師稱贊為 “積德行善” 之舉, 這句話足以彌補我 “身心賬戶” 上的巨額虧損! 雖然沒有實作童年時母親對我的期望, 成為諸葛亮、嶽飛那樣的智者賢人和民族英雄, 但我發明的專利技術從大陸傳到了美國、歐盟、俄羅斯、非洲等諸多國家和地區, 實作了為世界 “積德行善” 之壯舉, 我已經心滿意足了。
本書的成果雖不敢自誇, 但實在來之不易,嘔心瀝血,九易其稿。是以, 我真誠地感謝的同學、朋友、上司、公司職工及其他同志的幫助和支援,感謝養育我的父母和從小到大教育我的各位老師、師傅,感謝夫人王平英、兒子郭曉鵬、女兒郭曉妍和各位家庭成員的長期支援,沒有你們加上關鍵的 1 攝氏度, 99 攝氏度的水永遠開不了。
謝謝王國法院士在百忙中為本書作序。謝謝中國工程院“瓦斯治理”領軍人物張鐵崗、中國礦業大學(北京)原副校長孫繼平教授、北京大學巫和懋教授的幫助。為了推廣抗違章技術,《抗違章技術理論與應用》還将翻譯成英文、俄文等在國外出版發行。
——郭春平
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