超低排放改造項目安全管理中的信息化應(yīng)用

金軍潔 JIN Jun-jie

（浙江天地環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆贾?10018）

0 引言

隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷更新和發(fā)展，信息化的社會應(yīng)用程度也日漸加深，在黨的十九屆六中全會中再次提到了要強調(diào)統(tǒng)籌發(fā)展和安全，信息化技術(shù)如何更為有效應(yīng)用于工程建設(shè)施工現(xiàn)場的安全管理，也成了建筑施工企業(yè)實踐和發(fā)展的一個重要方向。

為有效提升安全發(fā)展整體效能，推進安全管理立體化、信息化，進一步發(fā)揮科學(xué)技術(shù)對安全生產(chǎn)的技術(shù)保障作用，在某新建燃煤電廠超低排放項目吸收塔作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用工程現(xiàn)場信息化安全管理系統(tǒng)，以“數(shù)據(jù)集成，智能識別，全程監(jiān)控”為目標(biāo)，通過人工智能（AI）識別強化現(xiàn)場安全監(jiān)督，實施安全視頻化記錄，實現(xiàn)違章行為預(yù)警，督促落實安全教育崗前培訓(xùn)落實，提升安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查效能，加大安全生產(chǎn)督查力度，及時整改和消除事故隱患，預(yù)防各類事故發(fā)生。

1 目前燃煤電廠超低排放改造項目管理存在問題

燃煤電廠超低排放改造項目部存在有限空間作業(yè)、防腐作業(yè)、動火作業(yè)等高風(fēng)險作業(yè)，且涉及新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的使用，安全管理壓力大，安全生產(chǎn)管理工作復(fù)雜；基建區(qū)域大，現(xiàn)場安全管理主要依靠管理人員巡查監(jiān)督，難以做到區(qū)域全覆蓋、全時段監(jiān)督，且現(xiàn)場管理人員管理水平參差不齊，從而導(dǎo)致安全生產(chǎn)風(fēng)險較大，安全生產(chǎn)管理工作難以落實到“最后一米”。

①超低排放改造項目大多數(shù)存在著安全管理范圍廣、區(qū)域分散的問題，存在較多有限空間、防腐、動火、高空等高風(fēng)險作業(yè)，且涉及新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的使用，安全風(fēng)險點多，管控壓力大，對管理人員綜合素質(zhì)要求高。

②超低排放改造涉及脫硫、脫硝、除塵改造，改造區(qū)域大，交叉作業(yè)多，現(xiàn)場安全管理主要依靠管理人員巡查監(jiān)督，難以做到區(qū)域全覆蓋、全時段監(jiān)督，且現(xiàn)場管理人員管理水平參差不齊，從而導(dǎo)致安全生產(chǎn)風(fēng)險較大，安全生產(chǎn)管理工作難以落實到“最后一米”。

③外包單位安全投入不足。近年來建筑施工及機電安裝行業(yè)市場競爭激烈，項目承包單位的利潤空間基本上都被控制在較低的水平，外包單位在進行項目競標(biāo)時，往往會被迫降低利潤甚至以接近成本的價格尋求中標(biāo)，在后續(xù)施工過程中，外包單位為完成其利潤目標(biāo)，尋求各種方法降低其經(jīng)營成本，在安全人員配置、員工教育培訓(xùn)、設(shè)備設(shè)施保障及安全措施等方面投入不足，導(dǎo)致外包施工過程中存在極大的安全隱患。

2 信息化有效解項目管理存在問題的功能應(yīng)用

選取某新建電廠（2×660MW）超低排放改造項目的吸收塔作業(yè)區(qū)域作試點推行智慧安全管理系統(tǒng)，通過在通過在施工現(xiàn)場裝設(shè)多個攝像頭，全天24小時不間斷監(jiān)控現(xiàn)場情況，通過對現(xiàn)場人員安全帽、安全帶未佩戴、吸煙等違章行為的智能化識別，抓拍記錄現(xiàn)場作業(yè)人員違章行為，大力提升現(xiàn)場安全監(jiān)督管理效果，強化安全監(jiān)管的威懾作用。

2.1 信息化安全管理系統(tǒng)解決問題

根據(jù)以往改造項目管理經(jīng)驗，分析以往“反違章”數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場違章主要為安全防護用品不按要求穿戴、違章吸煙、違章進出隔離區(qū)域、有限空間管理不嚴(yán)格、腳手架堆載過多等問題；深入辨識建設(shè)工程現(xiàn)場危險源，明確工程中主要的管理區(qū)域有防腐施工區(qū)域、臨時?；穫}庫等。在以上安全管理上主要通過現(xiàn)場管理人員對現(xiàn)場作業(yè)人員的安全教育培訓(xùn)、不定期檢查監(jiān)督等方式進行管理，但是人力監(jiān)督總是有局限性的，不僅無法全時段對違章行為進行監(jiān)督，也不能通過預(yù)警及時制止違章行為。

為加強現(xiàn)場安全監(jiān)督的管理，提高現(xiàn)場安全監(jiān)督的效能，降低安全事故隱患，保證現(xiàn)場安全生產(chǎn)，結(jié)合現(xiàn)有信息化手段，選取吸收塔區(qū)域作業(yè)現(xiàn)場布置8個攝像頭、道閘、服務(wù)器等設(shè)備，建設(shè)工程現(xiàn)場智慧安全管理系統(tǒng)，采用電腦（PC）端+移動應(yīng)用（APP）端相結(jié)合的方式，為現(xiàn)場安全生產(chǎn)提供保證。該信息化安全管理系統(tǒng)基于以下4點進行建設(shè)：①以視頻監(jiān)控為手段，實現(xiàn)現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)的可視化。②通過智能分析圖像信息，實現(xiàn)對安全隱患、違章作業(yè)的監(jiān)控預(yù)警。③實現(xiàn)對項目施工現(xiàn)場的全面監(jiān)控，做到對現(xiàn)場安全工作情況及時掌握。④通過移動端手機應(yīng)用（APP）實現(xiàn)視頻監(jiān)控和報警消息推送功能。

2.2 信息化安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)功能

本系統(tǒng)總體功能分為人員進出管理、視頻監(jiān)控、違章管理、站班會管理、基礎(chǔ)信息管理、人工智能（AI）算法導(dǎo)入管理、統(tǒng)計報表查詢、系統(tǒng)管理等，對智慧監(jiān)控及違章識別進行說明。

監(jiān)控中心是工程現(xiàn)場智慧安全管理系統(tǒng)實施的核心。監(jiān)控中心作為指導(dǎo)調(diào)度的中心，實時展現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控畫面，并且第一時間將智能分析發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)場違章、違規(guī)行為推送至主頁面來告警。具體功能實現(xiàn)如下：

①實時監(jiān)控。監(jiān)控中心通過液晶顯示屏實時播放施工現(xiàn)場所有攝像畫面，并可以實現(xiàn)對每一路攝像畫面進行放大、回放錄像等操作。經(jīng)過人工智能（AI）專用服務(wù)器智能分析，監(jiān)控中心的消息提醒欄可以及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場是否有違章、違規(guī)行為。

②當(dāng)日較大風(fēng)險施工內(nèi)容告示。在主屏幕上告知當(dāng)日施工計劃、現(xiàn)場責(zé)任人、作業(yè)內(nèi)容、涉及的危險源及防范措施，并結(jié)合到監(jiān)控中去，保證有攝像頭對當(dāng)日重點危險源的實時監(jiān)控，提示管理人員加強當(dāng)日重點風(fēng)險源的管理。

③違章智能識別。通過視頻通道和智能圖像分析軟件的結(jié)合，經(jīng)過人工智能（AI）深度學(xué)習(xí)，構(gòu)建違章分析模型和違章分析識別能力，實現(xiàn)對工作現(xiàn)場違章現(xiàn)場的智能抓取、預(yù)警及告警處理。

④違章消息。在消息列表中，存放著今日提醒的消息，這些消息來源于人工智能（AI）專用服務(wù)器對現(xiàn)場情況的分析和判斷，即通過人工智能（AI）智能識別來判斷是否存在違章行為，從而生產(chǎn)包括消息產(chǎn)生時間、消息中的畫面、錄像等信息，為后期的管理人員介入處理提供重要依據(jù)。

在人工智能（AI）分析發(fā)現(xiàn)違章行為形成告警后，告警消息以閃爍的方式呈現(xiàn)，每次出現(xiàn)新告警都會有聲音警告聲音提醒，且僅在違章行為被制止、安全隱患被消除、違章人員被處理后經(jīng)管理人員批準(zhǔn)后才不再提示，確保各類違章行為切實得到處理結(jié)果。

⑤安全管理記錄。對站班會參加記錄、施工計劃、工作票管理等信息進行信息化記錄，并將相關(guān)的記錄文件進行數(shù)據(jù)存儲，實現(xiàn)對項目各視頻監(jiān)控點相關(guān)作業(yè)內(nèi)容的提醒，用視頻記錄代替文字記錄，增加站班會實效，減輕安全臺賬記錄工作量，同時也更方便管理人員復(fù)查站班會開展效果，并及時查遺補缺，將安全風(fēng)險管控措施告知現(xiàn)場作業(yè)人員。

⑥移動端應(yīng)用（APP）開發(fā)。在手機系統(tǒng)下可采用移動設(shè)施使用的應(yīng)用程序，通過違章告警信息推送、查看現(xiàn)場違章圖片或視頻、查看現(xiàn)場安全管理痕跡等實現(xiàn)遠(yuǎn)程對現(xiàn)場安全管理的全過程監(jiān)督，確保現(xiàn)場項目部通過該系統(tǒng)運用保證工程實施安全，也保證安全風(fēng)險分級管控到實處。（圖1、圖2）

圖1 智慧安全管理系統(tǒng)高風(fēng)險作業(yè)監(jiān)控

圖2 智慧安全管理系統(tǒng)監(jiān)控實景

2.3 人工智能（AI）識別研究

針對這些違章行為，根據(jù)現(xiàn)有的人工智能（AI）深度學(xué)習(xí)及大數(shù)據(jù)等信息化手段，通過攝像頭全天候監(jiān)控，人工智能（AI）全時段智能分析識別來解決以上問題，并且形成對現(xiàn)場作業(yè)人員的威懾力，持續(xù)安全高壓態(tài)勢，從而在意識層面上提高作業(yè)人員安全底線意識，時刻敲響安全警鐘，遏制安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

①安全帽、安全帶穿戴違規(guī)識別研究。由實施人員對施工現(xiàn)場進行勘察，多方位多角度采集海量的作業(yè)人員穿戴安全帽、安全帶的現(xiàn)場照片，并通過人工智能（AI）平臺的自主學(xué)習(xí)算法，建立安全帽、安全帶的底層像素庫。現(xiàn)場作業(yè)時，通過攝像頭的實時畫面與底層像素庫做AI的比對分析，智能識別現(xiàn)場人員穿戴是否違規(guī)。

②吸煙違章行為識別研究。吸煙違章行為識別不同于安全帽、安全帶的識別，由于更多的人的一種行為，故更加難以判斷。由于香煙的體積很小，香煙產(chǎn)生的煙很淡，很難通過體積、顏色來進行圖像的識別，因此通過抓拍香煙產(chǎn)生的火苗點進行圖像分析，追蹤人在吸煙過程中的習(xí)慣性動作，通過人工智能（AI）的自主學(xué)習(xí)算法，結(jié)合火苗圖像和敏感動作智能識別違章行為。

③有限空間管理識別研究。結(jié)合有限空間管理在特別重要區(qū)域設(shè)置道閘，配合高清人臉識別技術(shù)，作業(yè)人員經(jīng)“人臉”登記后，現(xiàn)場刷臉過閘，進入有限空間作業(yè)，實現(xiàn)有限空間人員進出控制的無人管理，也保證無關(guān)人員無法進出重點區(qū)域，并輔助攝像頭對進入人員進行人臉數(shù)據(jù)抓取，智能比對分析人臉模型，根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的配置進行入侵檢測，識別當(dāng)前人員是否允許進入該區(qū)域，否則提醒并告警。

④火險識別研究?；痣U的識別主要通過雙光譜筒型攝像機進行識別。雙光譜筒型攝像機實時對現(xiàn)場進行視頻和圖片分析，生成熱成影像圖。由人工智能（AI）算法對熱成影像圖的熱點分析，智能判斷出是否有火險情況，并及時提醒并告警。（圖3、圖4）

圖3 智慧安全管理系統(tǒng)違章提示

圖4 智慧安全管理系統(tǒng)站班會記錄

3 信息化系統(tǒng)實施成效

工程項目現(xiàn)場開始通過信息化安全管理系統(tǒng)加強監(jiān)督管控后，24小時監(jiān)測監(jiān)控現(xiàn)場是否出現(xiàn)違章作業(yè)，并及時抓拍違章圖片推送到移動終端同時展示在辦公區(qū)電視屏幕，方便安全管理人員在辦公區(qū)實時查看現(xiàn)場施工作業(yè)情況有效減少重復(fù)勞動及監(jiān)督防范作業(yè)風(fēng)險。通過項目現(xiàn)場較大以上風(fēng)險作業(yè)內(nèi)容公式，強化了對作業(yè)人員的安全技術(shù)交底，有效落實隱患排查治理與風(fēng)險分級管控雙重預(yù)防機制的建設(shè)要求。通過視頻記錄補充安全教育培訓(xùn)臺賬，增加站班會的實施成效，一定程度上減輕了項目安全管理人員臺賬記錄工作量，也便于項目安全監(jiān)督管理人員抽查站班會制度開展效果。

在本項目裝設(shè)攝像頭試運行期間，在現(xiàn)場投入違章識別使用區(qū)域，共計抓拍訓(xùn)練標(biāo)注素材1萬張+，啟動識別分析共計抓拍3000張+（排除測試數(shù)據(jù)，包含重復(fù)抓拍違章數(shù)據(jù)），該項目違章考核從1700元逐月降低至500元，現(xiàn)場作業(yè)人員習(xí)慣性違章明顯減少，整體效果顯著。通過現(xiàn)場走訪詢問，各作業(yè)人員安全意識和行為得到了強化，特別是因為該項目抓拍記錄違章行為，考核更容易直接落實到個人，杜絕了部分作業(yè)人員的僥幸心理，使得現(xiàn)場作業(yè)人員明顯感覺到安全壓力，形成安全威懾力，進一步規(guī)范作業(yè)行為，確保安全管理落實“最后一米”。

4 結(jié)束語

在試點項目推行信息化安全管理系統(tǒng)的過程中，通過計算及數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，現(xiàn)場安全管理人員能夠遠(yuǎn)程實時掌握現(xiàn)場情況，更有針對性地實施安全管理，強化重點區(qū)域的安全監(jiān)督，用視頻監(jiān)控來增加現(xiàn)場監(jiān)督的“眼睛”，讓現(xiàn)場作業(yè)人員時刻感受到被監(jiān)督、被關(guān)注，從而牢固樹立安全意識，杜絕違章行為，遏制安全事故發(fā)生，也通過識別數(shù)據(jù)的篩選和分類收集了現(xiàn)場多發(fā)性違章的數(shù)據(jù)庫，為下一階段推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

但是智慧現(xiàn)場安全管理系統(tǒng)不是萬能的，有其局限性。一是現(xiàn)在的人工智能（AI）技術(shù)還沒有先進到足以代替人的分析識別能力，存在誤判、未識別等問題，需要管理人員糾錯，也需要隨著科技的進步而進一步提升；二是視頻監(jiān)控的點位也無法做到全覆蓋，由于空間、環(huán)境、阻擋等原因會形成短暫盲區(qū)，視頻監(jiān)控抓拍及傳輸也受到網(wǎng)絡(luò)限制，對違章的制止及后期處置仍需要人來實現(xiàn)，無法真正達(dá)到違章“實時”制止、違章“立即”消除的程度；三是實時監(jiān)控不能代替現(xiàn)場監(jiān)督，只有機器的抓拍是不可能使得作業(yè)人員提升自身安全素質(zhì)的，仍需要管理人員不斷教育培訓(xùn)、現(xiàn)場指導(dǎo)來切實改變作業(yè)人員習(xí)慣，這是系統(tǒng)不能做到的，也是最根本的。

安全管理仍需秉承以人為本，安全監(jiān)督管理人員可以利用人工智能（AI）深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、監(jiān)控等信息科技化手段強化安全監(jiān)管，但是意識上、思想上還是要把人的安全意識和素質(zhì)放在第一位，要用科技信息化工具來作為監(jiān)管的延伸和工具，善于運用先進的理念和專業(yè)的方法提升安全管理效能，增強安全管理協(xié)同性和服務(wù)性，提高預(yù)警預(yù)防各類安全風(fēng)險能力，增強安全管理預(yù)見性、精準(zhǔn)性、高效性，提高安全管理信息化水平。