粉塵工作現(xiàn)場個人防護用品監(jiān)測系統(tǒng)研究

張彥丁+楊柯

摘 要：從高中生的角度關(guān)注了塵肺病患者，并以此為出發(fā)點，研究了如何對粉塵工作現(xiàn)場工人佩戴防護用品的情況進行科學(xué)監(jiān)測，主要監(jiān)測點設(shè)置在工作現(xiàn)場的出、入口，對此處的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計進行了研究，生成了監(jiān)測系統(tǒng)組成圖、監(jiān)測系統(tǒng)邏輯圖等，并試圖運用技術(shù)手段規(guī)范工人的施工行為，直觀、高效地保護工人的身體健康，降低塵肺病的發(fā)生概率。

關(guān)鍵詞：粉塵；防護用品；監(jiān)測系統(tǒng)；塵肺病

中圖分類號：R136 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.094

1 研究背景

本文第一作者（張彥?。┦恰拔m-山西高中生公益社團”（以下簡稱“社團”）的發(fā)起人，旨在從高中生的角度關(guān)注塵肺病患者。本社團由“大愛清塵”公益基金授權(quán)成立，該基金是由著名記者王克勤聯(lián)合中華社會救助基金會共同發(fā)起成立的，該基金是專項救助中國塵肺病農(nóng)民工兄弟，并致力于推動預(yù)防和最終消滅塵肺病的公益基金。

目前，我國的塵肺病人群有600多萬，每1.5 h就有一個塵肺病農(nóng)民工因無法呼吸而死亡，患上塵肺病的農(nóng)民工多為青壯年，其因塵肺病而死亡后，整個家庭可能會失去收入來源，導(dǎo)致老無所依、幼無所養(yǎng)。然而，塵肺病主要與粉塵工作環(huán)境有關(guān)，工人長期吸入的大量粉塵會在肺中沉積而致病。因此，做好塵肺病的前期預(yù)防工作至關(guān)重要，而佩戴防護用品能很好地保護工人，是一道重要防線。然而，預(yù)防工作并不簡單。

本文旨在研究如何對粉塵工作現(xiàn)場工人佩戴防護用品的情況進行科學(xué)監(jiān)測，如何利用信息化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡查方式，從而提高工作現(xiàn)場防護用品的使用效率，運用技術(shù)的手段規(guī)范工人的施工行為。

2 研究思路和過程

2.1 研究思路

深入企業(yè)實地調(diào)研，采用問卷調(diào)查法、觀察法等，對粉塵工作場所工人使用防護用品的情況進行統(tǒng)計和分析，從而為防護用品監(jiān)測系統(tǒng)的研究提供依據(jù)。

2.2 研究過程

2.2.1 企業(yè)實地調(diào)研

2.2.1.1 調(diào)查對象

調(diào)查選擇在粉塵較嚴重的生產(chǎn)性企業(yè)內(nèi)進行，主要針對粉塵環(huán)境中的工作崗位。調(diào)查對象在工作現(xiàn)場的工人中隨機選擇。

2.2.1.2 調(diào)查方式

在工作現(xiàn)場對工人佩戴防護用品的情況進行觀察和統(tǒng)計，并發(fā)放調(diào)查問卷。

2.2.1.3 調(diào)查結(jié)果分析

從現(xiàn)場觀察的結(jié)果看，工人并未全部按照要求佩戴防護用品，佩戴比占調(diào)查人數(shù)的62.3%.其中，部分工人未佩戴標準的防塵口罩，而是以紗布口罩來代替，紗布口罩無法過濾和攔截粉塵，進而無法起到防塵的作用。同時，還發(fā)現(xiàn)部分工人未采取任何防塵措施就隨意竄崗到粉塵嚴重的工作區(qū)，或工人轉(zhuǎn)崗后相關(guān)培訓(xùn)未及時開展，導(dǎo)致其未采取任何防護措施就上崗作業(yè)。

此外，雖然企業(yè)對工人進行了職業(yè)衛(wèi)生安全培訓(xùn)，并定期發(fā)放了防塵口罩，但部分工人并未做到自覺、正確、堅持佩戴防塵口罩，這為塵肺病的發(fā)生埋下了隱患。

2.2.2 防護用品監(jiān)測系統(tǒng)研究

基于實地調(diào)研的結(jié)果，證實了通過培訓(xùn)講解等仍然不能落實防護工作。經(jīng)過專家指導(dǎo)，筆者希望能從源頭上控制，運用技術(shù)手段實時監(jiān)測進入粉塵工作場的工人是否佩戴了防護用品，告知未佩戴或未正確佩戴防護用品的工人，提早做好隱患排查工作，并采用聲光、語音等方式時刻提醒工人，從而使防護用品的“科學(xué)使用”“堅持使用”落到實處。

3 研究結(jié)果

本監(jiān)測系統(tǒng)通過類似高速公路ETC的設(shè)備對進入工作場所的工人進行提醒和記錄，從而方便企業(yè)監(jiān)管。本監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點為通過無源RFID標簽和遠距離識別，使安裝在勞保用品上的標簽輕便化，且不需要電池。通過在個人勞動防護物品上粘貼或縫制RFID電子標簽，可實現(xiàn)智能化識別，從而提醒未登記注冊或個體防護用品過期的企業(yè)。本監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計圖如圖1所示，廠區(qū)外側(cè)圖如圖2所示，廠區(qū)內(nèi)側(cè)圖如圖3所示，監(jiān)控系統(tǒng)邏輯圖如圖4所示。

本監(jiān)測系統(tǒng)分別修改了出、入口內(nèi)側(cè)和外側(cè)的路面預(yù)埋感應(yīng)天線（線圈），在覆蓋面積上方設(shè)立了1個雨棚（內(nèi)、外均有）預(yù)置感應(yīng)天線（線圈），可監(jiān)測進入廠區(qū)和離開廠區(qū)的工人；入口兩側(cè)墻面和出口兩側(cè)墻面均設(shè)置了人員紅外感知裝置，可判斷人員的行動方向（共4個人體紅外感知裝置）；入口雨棚位置裝有監(jiān)控設(shè)備和拾音器，用于圖像和聲音的采集；出口雨棚位置裝有聲光報警裝置和擴音器，用于提醒進入廠區(qū)的工人；廠區(qū)內(nèi)設(shè)置了1個顯示屏幕，用于動態(tài)顯示人員的具體信息和統(tǒng)計信息等。

所有設(shè)備通過主控設(shè)備連接，再通過網(wǎng)絡(luò)連接至管理中心，從而實現(xiàn)信息上報。主控設(shè)備主要由樹莓派開源硬件、電源組件、串口擴展卡、RFID遠距離讀卡器等裝置組成，通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等方式接入管理中心的服務(wù)器或企業(yè)內(nèi)部的安全監(jiān)管系統(tǒng)。樹莓派內(nèi)部主要以Python語言開發(fā)主要業(yè)務(wù)邏輯代碼，數(shù)據(jù)存儲利用Sqlite 3，可實現(xiàn)定時上傳數(shù)據(jù)，且內(nèi)部附有樹莓派的自我診斷信息和采集到的人員出入信息。

樹莓派內(nèi)建有基于Django的Web框架，可開發(fā)單頁應(yīng)用的Web程序，從而將統(tǒng)計信息、人員信息以餅圖、柱狀圖、文字、數(shù)字等方式顯示在廠區(qū)內(nèi)的顯示器上（顯示器需要有Web瀏覽器支持）。

在工人頭盔外部安裝的RFID電子標簽（頭盔可安裝帶有電池的RFID電子標簽，可用來定位員工的工作區(qū)域和提高識別率）作為主要的識別手段，防塵口罩等個體保護用品上的RFID電子標簽作為邏輯判斷識別手段。本監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理為：工人進入工作廠區(qū)入口處，人體紅外感知裝置感知到有人進入工作場所；當工人進入廠區(qū)內(nèi)部，系統(tǒng)開始判斷其身上的各種電子標簽，比如頭盔上的個人信息和所佩戴的各種防護用品的信息等，如果佩戴信息符合系統(tǒng)標準，則會反饋信息至顯示器上，并通過語音系統(tǒng)致歡迎詞和記錄進入時間；當工人離開工作場所，廠房內(nèi)側(cè)的紅外感應(yīng)裝置、感應(yīng)天線等裝置會采集人員信息；當工人離開廠區(qū)后，系統(tǒng)會記錄工人的離開時間，并統(tǒng)計工人在廠區(qū)內(nèi)的工作時間。此外，工人可通過訪問服務(wù)器來了解自己進入工作場所的時間信息。

外來人員在沒有任何RFID的情況下進入工作場所后，主要由人體紅外感應(yīng)裝置感知和自動報警，并記錄進入時間和外來人員的視頻截圖等信息；如果工人未佩戴正確的防護用品進入工作場所，則系統(tǒng)會在第一時間以聲光和語音的方式通知工人，并加以記錄；如果同時多人進入工作場所，則系統(tǒng)會判斷防護用品的總數(shù)和工人的總數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常后會發(fā)出聲光報警和語音提示，并加以記錄。

總而言之，本文利用信息化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)代替了傳統(tǒng)的人工巡查方式，可更加有效地避免工人在不規(guī)范佩戴防護用品的情況下進入工作場所，大大提高了工作現(xiàn)場防護用品的使用效率，并運用技術(shù)手段規(guī)范了工人的行為，降低了塵肺病的發(fā)生概率。采用計算機數(shù)據(jù)庫記錄的形式取代傳統(tǒng)紙筆記錄的方式，可實時統(tǒng)計、篩選每名工人、每個工種、每個工作場所的相應(yīng)信息，便于管理者更加快速地定位存在問題的車間、工種或工人，從而更加有效地篩查出需要重點進行職業(yè)衛(wèi)生安全教育培訓(xùn)的目標人群。因此，采用本監(jiān)測系統(tǒng)后，可以大大提高企業(yè)的信息化水平、安全管理水平。

參考資料

[1]馮章志.塵肺病發(fā)病率的成因分析[J].健康必讀（下旬刊），2013（09）.

〔編輯：張思楠〕