淺談基于人員操作安全識(shí)別裝置的研制與應(yīng)用

茍大彪

（攀鋼集團(tuán)有限公司安全環(huán)保部，四川 攀枝花 617000）

人的不安全行為是造成事故的主要原因，包括魯莽、固執(zhí)、過激、神經(jīng)質(zhì)、輕率、任性等性格上的先天缺點(diǎn)，以及缺乏安全生產(chǎn)基本知識(shí)和基本技術(shù)等后天的缺陷。圖省事、怕麻煩，不嚴(yán)格執(zhí)行勞動(dòng)紀(jì)律，不嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，勞動(dòng)者素質(zhì)修養(yǎng)存在問題。只有減少生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)過程中的非法違法、違章違規(guī)的行為，才能從根本上減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1 安全風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別裝置解決了作業(yè)人員的安全技術(shù)問題

1.1 該裝置涉及的安全技術(shù)問題

物的不安全狀態(tài)和作業(yè)環(huán)境在很大程度上給作業(yè)人員帶來風(fēng)險(xiǎn)并且不容易辨識(shí)和預(yù)防。而該裝置制作包括傳感器、電腦芯片、輸出設(shè)備、聲光報(bào)警等設(shè)備元件，就是探測環(huán)境、物的狀態(tài)和人的狀態(tài)，通過電腦技術(shù)分析解決人、環(huán)境、管理缺陷。在檢維修現(xiàn)場可以為高處作業(yè)、電氣設(shè)備檢修、機(jī)械檢修、日常各種維修、探測或感應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場電壓、非電離輻射等運(yùn)用，方便可靠。為檢修、維修、作業(yè)監(jiān)控與報(bào)警等現(xiàn)場自動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)提供預(yù)警，從而避免和預(yù)防從業(yè)人員高處墜落、物體打擊、機(jī)械傷害、高溫環(huán)境報(bào)警、電磁波傷害報(bào)警、觸電報(bào)警、擠壓、物體移位報(bào)警等。為安全生產(chǎn)提供可靠的安全保障，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源頭控制與消除等。安全自動(dòng)識(shí)別裝置的自動(dòng)化和智能化程度高，實(shí)現(xiàn)安全管理智能化。

1.2 背景技術(shù)的可行性分析

目前國內(nèi)各類檢測裝置齊全、種類多，而檢維修行業(yè)控制與預(yù)防作業(yè)人員安全行為自動(dòng)識(shí)別裝置還處于空白。

主要利用傳感器和電腦分析技術(shù)。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（A/D）,經(jīng)過CPU處理再轉(zhuǎn)換，輸出信號(hào)顯示報(bào)警。采用電腦CPU處理器對(duì)接收數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，并通過外接接口輸出到其他設(shè)備保存。具有6個(gè)月存儲(chǔ)功能備份、顯示、統(tǒng)計(jì)、打印等功能。CPU外接設(shè)備：電磁波感應(yīng)器，紅外線物體測溫、距離感應(yīng)器，聲、光報(bào)警器，自帶電源和充電接口器等。聲、光報(bào)警器發(fā)出聲音、光、數(shù)字3種不同信號(hào)。聲信號(hào)發(fā)出高、中、低3種強(qiáng)度。光信號(hào)發(fā)出紅、黃、藍(lán)3種顏色（禁止、危險(xiǎn)、不準(zhǔn)跨越），利用發(fā)光二極管（LED）。該自動(dòng)識(shí)別裝置，具有抗靜電等抗干擾能力，自診斷及故障顯示功能，自動(dòng)識(shí)別范圍滿足有效工作范圍。輸入安全操作規(guī)程數(shù)據(jù)，發(fā)生檢測數(shù)據(jù)與操作規(guī)程數(shù)據(jù)誤差報(bào)警以及獨(dú)立檢測數(shù)據(jù)與設(shè)置數(shù)據(jù)誤差報(bào)警。

1.3 關(guān)于兩個(gè)核心問題的解決

一是關(guān)于信息收集、識(shí)別與安全操作規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析問題。該裝置通過對(duì)比分析將結(jié)論以報(bào)警方式發(fā)出，提醒作業(yè)人員安全注意事項(xiàng)。對(duì)作業(yè)行為及環(huán)境、設(shè)備設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，通過管理軟件系統(tǒng)分析后輸出信號(hào)、數(shù)據(jù)等并提供實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警。制止（提醒）違章作業(yè)（預(yù)先輸入了操作規(guī)程及相應(yīng)數(shù)據(jù)），提供作業(yè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。二是該自動(dòng)識(shí)別裝置對(duì)現(xiàn)場的安全風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)場有害因素進(jìn)行檢測。通過檢測的數(shù)據(jù)與電腦內(nèi)置數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，提供數(shù)據(jù)誤差的實(shí)時(shí)報(bào)警，糾正不安全行為，杜絕安全事故或者職業(yè)傷害發(fā)生。及時(shí)制止違章作業(yè)和對(duì)作業(yè)環(huán)境的監(jiān)控，并提供報(bào)警。從技術(shù)上解決和避免人的不安全行為。提供安全操作和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測預(yù)警。

1.4 產(chǎn)品研制所適應(yīng)的范圍

探測物體打擊、物體移位。觸電及非電離輻射測定。探測擠壓、碰撞等其他傷害。探測高處墜落。探測機(jī)械傷害。高溫、低溫、火災(zāi)傳感。其他違章作業(yè)行為。

2 技術(shù)方案和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)預(yù)測

2.1 技術(shù)方案

（1）作業(yè)環(huán)境溫度自動(dòng)識(shí)別：通過紅外線輻射傳感器，顯示作業(yè)環(huán)境溫度，如動(dòng)火作業(yè)、高溫物體、火花、低溫等。顯示數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、預(yù)警報(bào)警。

（2）作業(yè)環(huán)境安全電壓：測定交流電電壓（36～6000V）、直流電電壓（127～1500V）等級(jí)，提供測定數(shù)據(jù)并語音報(bào)警（采用電磁感應(yīng)傳感器）。

（3）作業(yè)環(huán)境距離自動(dòng)識(shí)別：采用激光反射式傳感器。對(duì)于高處作業(yè)采用激光反射式傳感器，當(dāng)?shù)谝患す獍l(fā)射時(shí)（距離不大于60cm時(shí)），傳感器未收到反射信號(hào)時(shí)，測定周邊空曠，有高處墜落危險(xiǎn)。當(dāng)?shù)诙す獍l(fā)射時(shí)（距離大于60～500cm），測量物體之間的安全距離以及物體位移情況。

（4）作業(yè)環(huán)境物體位移自動(dòng)識(shí)別：采用激光反射式傳感器，通過激光反射式之間數(shù)據(jù)變化，測定物體位移距離、方向等。

（5）聲、光報(bào)警器傳輸：通過CPU軟件管理，對(duì)采集的信息進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，以聲、光、數(shù)據(jù)方式輸出。非電離輻射自動(dòng)識(shí)別：對(duì)射頻輻射、紅外輻射、紫外輻射、激光的測定并提供預(yù)警報(bào)警（采用接受式傳感器）。

（6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸：CPU軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)保存6個(gè)月以上，CPU數(shù)據(jù)處理：收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)。

（7）預(yù)先在電腦芯片中輸入各種崗位的安全操作規(guī)程和本企業(yè)涉及的相關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。再對(duì)現(xiàn)有傳感器、探測器進(jìn)一步改進(jìn)或者發(fā)明。

2.2 自動(dòng)識(shí)別裝置工作原理

通過傳感器將采集到的信號(hào)（預(yù)先輸入了崗位操作規(guī)程及相應(yīng)數(shù)據(jù)）傳輸?shù)教幚砥鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳輸?shù)捷敵鲈O(shè)備。輸出方式為數(shù)字、光、語音報(bào)警，制止違章作業(yè)和提示存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 社會(huì)效果

在冶金、礦山、工貿(mào)、機(jī)械、建筑施工、制造業(yè)等生產(chǎn)安全領(lǐng)域維修作業(yè)使用，確保檢維修作業(yè)人員配帶該裝置在極端情況下（違章作業(yè)）自動(dòng)識(shí)別并預(yù)測報(bào)警。杜絕企業(yè)員工生產(chǎn)安全領(lǐng)域中檢修、維修、生產(chǎn)作業(yè)出現(xiàn)的違法按操作規(guī)程、違法技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等行為。

現(xiàn)場檢修人員風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不充分，安全操作規(guī)程執(zhí)行不到位，違章作業(yè)頻繁出現(xiàn)，作業(yè)環(huán)境存在的危險(xiǎn)因素等問題。由安全自動(dòng)識(shí)別裝置對(duì)作業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和違反作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等行為糾正并提供實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警。也為安全評(píng)價(jià)、安全管理信息化、安全生產(chǎn)等提供安全檢測數(shù)據(jù)。解決安全管理缺陷以及提高安全管理自動(dòng)化水平。實(shí)現(xiàn)安全科技與安全管理有機(jī)結(jié)合，提高安全科技。實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化要求。

安全技術(shù)在不斷改進(jìn)中進(jìn)步。在現(xiàn)有技術(shù)、原理、方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，該安全行為自動(dòng)識(shí)別裝置更加科學(xué)更加完善。現(xiàn)場使用驗(yàn)證其功能、數(shù)據(jù)誤差等，查找存在問題并改進(jìn)功能。進(jìn)行可靠性和先進(jìn)性以及技術(shù)參數(shù)鑒定。

2.4 推廣的經(jīng)濟(jì)效益

（1）事故非價(jià)值因素?fù)p失計(jì)算方法：生命與健康損失計(jì)算，生命價(jià)值的近似計(jì)算公式：

Vh=DhxPu+m/(NxD)

式中，Vh為生命價(jià)值，萬元；D為企業(yè)上年度法定工作日數(shù)，一般取250～300日；Pu+m為企業(yè)上年度凈產(chǎn)值(V+M)，萬元；N為企業(yè)上年度平均職工人數(shù)；DH為人的一生平均工作日，可按12000日即40年計(jì)算。

（2）計(jì)算：一個(gè)員工在一個(gè)企業(yè)連續(xù)工作38年（22～60歲），該企業(yè)450人，則每年產(chǎn)值3.5億（38年未受到傷害創(chuàng)造的價(jià)值）。

根據(jù)公式：Vh=DhxPu+m/(NxD)

270×38 +3.5億/270×450=2800元/天，按12000天計(jì)算，38年創(chuàng)造的產(chǎn)值為3360萬元。

由上式可知人的生命價(jià)值指的是人的一生中所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，它不僅包指故致人死后少創(chuàng)造的價(jià)值，而且還包括了死者生前已創(chuàng)造的價(jià)值。

2.5 安全經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率計(jì)算

企業(yè)安全經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率=減損的貢獻(xiàn)率+安全增值的貢獻(xiàn)率。

其中，減損的貢獻(xiàn)率可以通過企業(yè)以往年份相比事故的減少值計(jì)算。

安全增值的貢獻(xiàn)率=安全管理水平、勞動(dòng)者素質(zhì)等要素的貢獻(xiàn)率+安全環(huán)境的貢獻(xiàn)率+安全信譽(yù)的貢獻(xiàn)率。通過計(jì)算公式可以計(jì)算出使用該自動(dòng)識(shí)別裝置后的經(jīng)濟(jì)效益。一是避免一起重傷事故的價(jià)值。二是計(jì)算出每年的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。