“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”在工程建設企業(yè)項目安全管理中的實踐

劉 濤，于富強，王永勝

(中石化石油工程建設有限公司，北京 100020)

0 前言

2020年10月，工業(yè)和信息化部與應急管理部聯(lián)合印發(fā)了《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃(2021—2023年)》，提出通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在安全生產(chǎn)中的融合應用，增強安全生產(chǎn)的感知、監(jiān)測、預警、處置和評估能力，推動安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動態(tài)感知、從事后應急向事前預防、從單點防控向全局聯(lián)防轉(zhuǎn)變，提升工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)安全水平[1]。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”，就是對安全管理進行信息化、數(shù)字化賦能，對于工程建設企業(yè)而言，其能夠有效打通生產(chǎn)施工過程中設計、物資裝備采購、人員進場、技術方案編制及交底、施工等各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)信息適時共享和資源動態(tài)調(diào)配，在安全生產(chǎn)前期的有效預防、中期的綜合監(jiān)管、后期的快速處理等方面都有巨大的潛力和意義[2]，是工程建設企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路和重要保障，為提升項目安全管理水平指明了方向。

1 工程建設項目安全管理存在的主要問題

1.1 人防為主，跟不上安全管理形勢要求

一方面，工程建設企業(yè)同時在建的項目數(shù)量多，施工作業(yè)點多面廣、高度分散，傳統(tǒng)的安全管理主要依靠投入大量人力在現(xiàn)場盯防，耗時費力，且難以有效覆蓋所有的施工作業(yè)現(xiàn)場和活動，容易出現(xiàn)空當，導致失控漏管。另一方面，過于依靠安全管理人員的素質(zhì)和能力。安全管理工作涉及的專業(yè)面廣，要求安全管理人員全面熟悉和掌握所有專業(yè)的安全管理標準、規(guī)范和制度既有難度，也不現(xiàn)實，大部分情況下管理靠老經(jīng)驗、土辦法，科學性、針對性、有效性不強。同時，人員的責任心對安全管理也有較大影響，導致工程建設企業(yè)各項目間安全管理績效水平參差不齊。

1.2 信息孤島，不利于安全管理資源調(diào)配使用

一方面，按照安全系統(tǒng)思維、體系管理要求，工程建設項目安全管理工作需要多專業(yè)、多參與方聯(lián)動、共同配合完成。信息跨越不同的參建單位、不同專業(yè)部門時流動不順暢、共享不及時，給各方帶來不必要的沖突，增加了溝通難度、降低了協(xié)調(diào)效率，責任劃分不明確、前后工序交接不到位、現(xiàn)場交叉作業(yè)等容易帶來安全風險。另一方面，工程建設項目日漸趨于大型化、復雜化，使得項目信息量劇增、信息種類繁多、存儲分散不集中、信息傳遞效率低易失真、缺乏完善的數(shù)據(jù)庫等，給建設項目管理、安全管理信息化帶來困難。同時，風險因素隨著項目的進行而不斷出現(xiàn)并時刻發(fā)生變化，具有極強的動態(tài)性，如何有效對其進行跟蹤管控成為巨大的挑戰(zhàn)。

1.3 被動管理，難支撐超前安全風險識別管控

在工期目標的制約下，安全管理必須未雨綢繆、提前“排雷”，才能確保生產(chǎn)施工高效運行。當前工程建設項目對短期內(nèi)作業(yè)活動中可能存在的安全風險，可以利用JSA、檢查表、事故樹等工具進行識別。但傳統(tǒng)的“事故驅(qū)動型”安全管理模式容易與生產(chǎn)發(fā)生沖突，導致工期損失、成本增加或安全防范措施落實不到位等問題。

2 “工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”項目安全管理應用實踐

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”為解決上述問題提供了新的思路和可行性方案。結合項目安全管理管控，特別是聚焦風險管控需要，按照“數(shù)據(jù)+平臺+應用”的建設模式，收集并挖掘有價值的數(shù)據(jù)，促進其與專業(yè)管理的深度融合，以工程建設項目“五化”(標準化設計、工廠化預制、模塊化施工、機械化作業(yè)、信息化管理)推進和智能工地建設為載體，圍繞安全管理綜合運用BIM、GIS、RFID等技術及工具，積極推動“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”，完成工程信息展示、施工過程監(jiān)控和預警、人員實名制管理、安全質(zhì)量管理、環(huán)境數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、視頻監(jiān)控實時監(jiān)測以及車輛管理等功能，通過B/S架構和APP手機應用部署，實現(xiàn)工程建設項目安全生產(chǎn)的可視化、數(shù)字化、智能化管理，圖1為某工程建設項目智能化管控平臺示意。

圖1 某項目智能工地管控信息化平臺

2.1 強化人員管理

以人員資質(zhì)及能力管理為核心，以“實名制”為抓手，運用RFID技術，使所有人員信息(包括入場培訓、實操考核驗證、特殊工種持證、健康狀況等)均記錄儲存于安全帽內(nèi)的RFID芯片中，形成智能安全帽，如圖2所示。智能安全帽結合門禁管理，對不滿足進場要求的人員禁入，自動拒絕達到離場培訓要求的人員入場；與安全記分系統(tǒng)結合，實現(xiàn)人員違章情況實時錄入記錄。同時結合RFID和GIS的定位功能，實現(xiàn)人員場內(nèi)位置的定位和跟蹤。直接作業(yè)環(huán)節(jié)設置警示區(qū)域并通過RFID讀寫器進行標注，形成電子圍欄區(qū)域，進入?yún)^(qū)域的施工作業(yè)人員和設備自動進行識別，并與作業(yè)許可、班前講話、安全技術措施交底等流程綁定，提升許可作業(yè)的監(jiān)管力度，未嚴格執(zhí)行作業(yè)許可程序的可自動報警。

圖2 智能安全帽實現(xiàn)功能示意

2.2 抓實過程管控

結合項目從設計到施工的過程管控，進一步深化建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技術在安全生產(chǎn)上的應用，推進智慧工地建設，提升本質(zhì)安全水平。在設計階段，通過BIM技術進行設計沖突檢測、空間安全管理、安全分析以及模型試驗，有效發(fā)現(xiàn)設計階段的安全問題，為施工的安全實施提供保障。同時，利用BIM技術深化施工二次設計，提高預制深度，通過工廠化預制、模塊化施工，大幅減少現(xiàn)場高風險作業(yè)數(shù)量，保障現(xiàn)場施工安全。在施工階段，利用BIM的可視特點，開展施工組織方案的事前推演和施工工序虛擬演示，動態(tài)模擬施工期間各工序、各作業(yè)部位、各機械設備和工種的時間及空間安排，避免機械沖撞對施工者的人身安全構成傷害。開工前利用BIM技術對現(xiàn)場風險進行識別、預演及安全檢查，提前做好風險策劃和制定管控措施，提高風險管控的前瞻性和主動性。劃定安全風險區(qū)域和部位，配合視頻監(jiān)控、RFID標簽以及定位技術等，識別現(xiàn)場施工作業(yè)人員的信息和位置、安全防護裝備佩戴情況、機械設備的信息和位置、機械設備操作權限，對BIM中識別出的危險區(qū)域進行標定，識別進入人員并進行警示；一旦有非授權的人員進入危險區(qū)域或靠近正在運行的移動機械設備，系統(tǒng)將自動報警，從而有效避免各種安全事故發(fā)生。

2.3 從嚴風險管控

針對腳手架施工、起重作業(yè)、高處作業(yè)等較大風險，通過前端傳感器+后端分析報警的方式進行智能監(jiān)管，利用視頻AI監(jiān)控、周界防護、智能廣播等方式對施工區(qū)域異常行為實時監(jiān)控，保障施工安全。在腳手架上安裝監(jiān)測設備，通過無線位移傳感器與傾角傳感器實時感知腳手架的整體安全狀態(tài)，監(jiān)測外腳手架的軸壓及傾斜，一旦發(fā)現(xiàn)相關指標超出限制，立刻在現(xiàn)場通過聲光報警使作業(yè)人員迅速撤離，同時通知相關管理人員。起重機械設備上安裝傳感器，對起吊重量、力矩、高度、幅度、回轉(zhuǎn)角度、風速等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，一旦超過設定的臨界值就報警(圖3)。高處使用吊籃作業(yè)時，通過對風速、吊籃高度、橫向豎向位移以及傾角的實時監(jiān)測，對可能出現(xiàn)的風險及時預警，保障高空作業(yè)人員的生命安全。

圖3 塔吊實時運行參數(shù)收集及處理

2.4 提升監(jiān)管效能

結合安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，開展AI視頻危險源識別，對現(xiàn)場違章行為和生產(chǎn)異常進行截圖和錄像，實現(xiàn)遠程督查。建立“互聯(lián)網(wǎng)+HSE監(jiān)督管理”系統(tǒng)，見圖4 。根據(jù)有關標準規(guī)范制定格式化的檢查對照表，現(xiàn)場安全管理人員通過手機終端，即可實現(xiàn)對監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn)隱患問題(包含時間、地點和具體描述)的錄入，同時提交現(xiàn)場照片和視頻，使監(jiān)管更加及時有效、檢查標準有章可循，減輕了現(xiàn)場安全管理人員整理隱患問題報表的負擔，減少了人員經(jīng)驗、能力不足對檢查結果的影響。系統(tǒng)后臺對隱患問題閉環(huán)整改情況進行跟蹤，可按照按違章類型、問題類型、專業(yè)類型、整改情況等進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)大數(shù)據(jù)分析的結果預判主要矛盾，對今后有針對性地開展監(jiān)督檢查工作或作為安全輔助決策提供技術支撐[4]。

圖4 安全視頻AI風險識別系統(tǒng)

2.5 防范質(zhì)量安全風險

建立智能焊接管理系統(tǒng)(圖5)，實時采集焊接過程中的各項數(shù)據(jù)，包括焊接電流、電壓、焊接速度、焊接線能量等，提升焊接工藝執(zhí)行的管控力度。焊接數(shù)據(jù)采集終端通過掃描焊工、焊機、焊接工藝和焊口編號二維碼，快速收集焊口基礎信息，鎖定焊口“人機料法”信息。應用二維碼移動管理信息系統(tǒng)，進一步加強質(zhì)量控制點檢查驗收和質(zhì)量問題溯源管理，實現(xiàn)質(zhì)量問題發(fā)起-整改-復查的閉環(huán)，問題留存并自動分析，支撐項目質(zhì)量管理改進。

圖5 智能焊接管理系統(tǒng)

3 結語

通過結合工程建設企業(yè)項目安全管理實際和現(xiàn)實需求，積極推進應用“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”新技術體系和管理模式，利用態(tài)勢感知、大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)施工作業(yè)關鍵管控環(huán)節(jié)及安全要素的智能管控、風險分析和主動預警，推動了安全監(jiān)督管理由“人防”向“技防”的有效轉(zhuǎn)變，提升了項目本質(zhì)安全水平，促進了工程建設企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。