重載鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理研究

楊艷萍

（國(guó)能鐵路裝備有限責(zé)任公司，北京 100011）

0 引言

鐵路裝備管理企業(yè)往往具有線路管轄里程長(zhǎng)、車機(jī)工電輛等專業(yè)高度集中、野外施工、流動(dòng)作業(yè)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)依靠人員現(xiàn)場(chǎng)檢查、視頻監(jiān)控、單一數(shù)據(jù)分析等安全管理手段與企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的進(jìn)程不相匹配，需要改進(jìn)現(xiàn)有安全管理模式。各鐵路裝備企業(yè)也進(jìn)行了諸多探索與實(shí)踐，依靠“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)成為企業(yè)探索新的安全管理方式與手段重要抓手。本文以國(guó)能鐵路裝備企業(yè)為例，探析其安全信息化管理框架和要素，為同行業(yè)安全管理信息化建設(shè)提供一定參考與借鑒意義。

1 傳統(tǒng)鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理滯后的原因分析

1.1 信息數(shù)據(jù)管理不完善

安全信息化管理的核心是信息數(shù)據(jù)的收集、分析和處理。但現(xiàn)實(shí)中許多鐵路裝備企業(yè)信息數(shù)據(jù)收集尚未形成科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)管理，信息記錄不規(guī)范，格式不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不具備實(shí)時(shí)傳輸功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析誤差較大，未能較好為數(shù)據(jù)信息分析和處理提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐，大數(shù)據(jù)潛力與優(yōu)勢(shì)尚未最大化，數(shù)據(jù)挖掘的空間范疇和深度有待進(jìn)一步提升[1]。

1.2 信息化設(shè)備更新迭代滯后

各鐵路裝備管理企業(yè)對(duì)安全信息化重要性認(rèn)知程度不一，硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更新迭代滯后，致使信息系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正價(jià)值。例如信息處理速度較慢，軟件升級(jí)等問(wèn)題一定程度影響安全管理信息化水平提升。

1.3 專業(yè)信息化研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)安全管理認(rèn)知不足

各類企業(yè)往往委托信息化研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)本單位安全信息系統(tǒng)，由于研發(fā)團(tuán)隊(duì)往往對(duì)本企業(yè)安全管理情況不熟悉，開(kāi)發(fā)與構(gòu)建的安全信息化系統(tǒng)與企業(yè)實(shí)際管理有偏差，需要本單位安全管理人員參與信息研發(fā)建設(shè)，方能滿足實(shí)際運(yùn)用要求。

1.4 投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)不足

投入經(jīng)費(fèi)不足是安全信息化管理落后的重要原因之一。安全信息化管理需要鐵路裝備管理企業(yè)投入大量資金購(gòu)買與提升軟件、硬件設(shè)備、安裝和維護(hù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，并不定期維護(hù)信息化系統(tǒng)[2]。缺乏資金投入，信息化軟硬設(shè)備更新滯后將極大影響安全信息化建設(shè)進(jìn)度、深度與廣度。

2 安全信息化建設(shè)框架與實(shí)踐內(nèi)容

2.1 統(tǒng)籌謀劃安全信息化建設(shè)

國(guó)能鐵路裝備公司大力推動(dòng)安全信息化管理，通過(guò)信息化手段將所有與安全生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集到系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)和分析。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的清洗、處理、分析，找出存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和問(wèn)題，制定相應(yīng)的解決方案[3]。采用差分北斗技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛、線路和人員的精確定位和監(jiān)控。利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的高精度定位服務(wù)，為車輛、線路和人員安裝差分北斗接收機(jī)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)。后臺(tái)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和算法，構(gòu)建智能化數(shù)據(jù)分析模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、處理、分析，找出存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和問(wèn)題，如車輛故障、線路損壞、人員違規(guī)等。后臺(tái)系統(tǒng)同步將數(shù)據(jù)匯總和分析結(jié)果展示在各業(yè)務(wù)管理模塊中，方便各級(jí)管理層查看和掌握安全生產(chǎn)情況。通過(guò)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，同步輸出安全管理注意事項(xiàng)和管理加強(qiáng)的內(nèi)容，如車輛維修計(jì)劃、線路檢修計(jì)劃、人員培訓(xùn)計(jì)劃等，幫助企業(yè)提升安全管理水平。

2.2 打通信息共享壁壘

國(guó)能鐵路裝備公司采用大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)現(xiàn)有各類信息系統(tǒng)的整合和共享。利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析和展示功能，將安全、生產(chǎn)、設(shè)備、工程、調(diào)度等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一的接口和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入到大數(shù)據(jù)平臺(tái)中，形成一個(gè)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。大數(shù)據(jù)平臺(tái)利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性，為安全生產(chǎn)提供有價(jià)值的洞察和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了信息收集和分析機(jī)制的科學(xué)化，提高了數(shù)據(jù)分析的效率和結(jié)果預(yù)判的準(zhǔn)確性。并以可視化的方式展示在業(yè)務(wù)管理模塊中，如安全管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、工程管理、調(diào)度管理等。

2.3 基于差分北斗定位技術(shù)的設(shè)備運(yùn)維高危作業(yè)過(guò)程盯控預(yù)警

為實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人員精準(zhǔn)定位和作業(yè)全過(guò)程盯控，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）和GIS 一張圖技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)安全管理一張圖管理。差分北斗是一種提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度的技術(shù)，它的原理是在已知點(diǎn)上設(shè)置衛(wèi)星導(dǎo)航基準(zhǔn)接收機(jī)，根據(jù)由此獲得的衛(wèi)星導(dǎo)航觀測(cè)值或誤差修正量，實(shí)時(shí)或事后提供給差分用戶所攜帶的差分定位設(shè)備，使用戶設(shè)備接收并利用修正量以提高其定位精度。本案例采用的載波相位差分是對(duì)兩臺(tái)（或多臺(tái)）GNSS 接收機(jī)觀測(cè)到的同一組衛(wèi)星信號(hào)（包括載波相位和碼偽距的觀測(cè)量）進(jìn)行雙差及其他處理，從而使得到厘米甚至毫米級(jí)相對(duì)位置精度的技術(shù)方法。首先，通過(guò)差分北斗對(duì)人員精準(zhǔn)定位，實(shí)時(shí)查看員工所處位置和工作狀態(tài)，并將這些信息在GIS 一張圖上進(jìn)行展示，對(duì)高危作業(yè)崗位進(jìn)行特別關(guān)注，一旦發(fā)生異常情況，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)報(bào)警提示，方便調(diào)遣人員進(jìn)行處理。其次，通過(guò)差分北斗對(duì)高危風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位進(jìn)行精準(zhǔn)定位管理，并將這些點(diǎn)位在GIS 一張圖上進(jìn)行標(biāo)注，結(jié)合電子圍欄和人員精準(zhǔn)定位信息，一旦出現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的人員或物資進(jìn)入或離開(kāi)該區(qū)域，系統(tǒng)立即預(yù)警，并在GIS 一張圖上顯示預(yù)警位置和信息，保障人員、物資、區(qū)域安全。實(shí)現(xiàn)智能化巡檢，替代傳統(tǒng)的巡更、巡檢模式，通過(guò)巡檢人員的精準(zhǔn)定位和對(duì)巡檢過(guò)程的查看，并將這些信息在GIS 一張圖上進(jìn)行展示，防止人員漏操作、誤操作，切實(shí)保障巡檢各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到安全管理要求。最后，基于GIS 一張圖的全要素信息展示，實(shí)現(xiàn)安全管理一張圖管理，所有管理要素在GIS 圖上快速查找，預(yù)警信息與位置信息實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，為后續(xù)應(yīng)急或者處理問(wèn)題快速提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 基于重載鐵路裝備全生命周期異常管理

重載鐵路裝備管理的管理核心是裝備和設(shè)備的健康管理。在安全生產(chǎn)信息化管理過(guò)程中，將車輛的故障預(yù)警、5T 預(yù)警、修程預(yù)警等多個(gè)預(yù)警信息統(tǒng)一進(jìn)行管理，形成車輛預(yù)警庫(kù)和裝備問(wèn)題庫(kù)，并將安監(jiān)報(bào)1 信息與車輛全生命周期內(nèi)各項(xiàng)基礎(chǔ)庫(kù)數(shù)據(jù)橫向比較，自動(dòng)生成車輛的生命周期問(wèn)題預(yù)測(cè)信息，輔助發(fā)現(xiàn)預(yù)判裝備問(wèn)題。同時(shí)接入鐵路沿線天氣預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)合車輛精準(zhǔn)定位以及運(yùn)行調(diào)度信息，對(duì)于車輛運(yùn)行區(qū)間或者將要進(jìn)入天氣異常區(qū)域時(shí)，信息化系統(tǒng)通過(guò)頁(yè)面報(bào)警、短信提醒等提示相關(guān)管理人員和作業(yè)人員。此外，基于鐵路線路特點(diǎn)、氣溫、濕度或者運(yùn)行速度等因素，考慮車輛關(guān)鍵部件損耗和故障、外在環(huán)境等影響因素，自動(dòng)分析輪對(duì)等重要磨耗數(shù)據(jù)與外在因素影響的關(guān)系，將車輛異?；蛘呲呌诋惓?shù)據(jù)直接推送到管理人員，及時(shí)進(jìn)行檢修處理。

2.5 基于PDCA 的安全標(biāo)準(zhǔn)化管理盯控

為了落實(shí)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，找出事故發(fā)生發(fā)展規(guī)律和內(nèi)部聯(lián)系，識(shí)別潛在危險(xiǎn)并找出消除和控制風(fēng)險(xiǎn)的措施，將PDCA 循環(huán)方法和工作流技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和優(yōu)化。工作流（Workflow）是一種將業(yè)務(wù)流程中的任務(wù)、活動(dòng)和信息按照一定的規(guī)則和順序組織起來(lái)，形成一種有序的、可控制的、可自動(dòng)化的流程，可以將業(yè)務(wù)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分解、組合、優(yōu)化和管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的可視化、透明化和可控制化，從而提高業(yè)務(wù)流程的效率和質(zhì)量。

2.6 強(qiáng)化安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管控

為了對(duì)企業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行快速評(píng)估和預(yù)警，將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型和信息化系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管控。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型是一種基于數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的模型，用于預(yù)測(cè)和識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)和危機(jī)。其主要是通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析和建模，來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)事件，并及時(shí)采取措施進(jìn)行干預(yù)和預(yù)防。首先，制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，并收集現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源巡檢數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、員工狀態(tài)等，建立一個(gè)綜合的數(shù)據(jù)集，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供充足的數(shù)據(jù)支持。其次，使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采取分類算法、聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、異常檢測(cè)等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，找出數(shù)據(jù)中潛藏的安全風(fēng)險(xiǎn)源和規(guī)律，為后續(xù)的評(píng)估和預(yù)警奠定基礎(chǔ)。然后，根據(jù)鐵路企業(yè)的特點(diǎn)，建立安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和建模，找出更深層次的潛在風(fēng)險(xiǎn)和規(guī)律，建立基于數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，為企業(yè)提供風(fēng)險(xiǎn)管理決策支持。最后，利用預(yù)警平臺(tái)建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并按照安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分、危險(xiǎn)源判別、危險(xiǎn)因素評(píng)估等，在信息化系統(tǒng)中自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的影響因素和影響分值。

2.7 強(qiáng)化安全培訓(xùn)與教育

為了將安全知識(shí)和技能普及到每一個(gè)員工，提高員工的安全意識(shí)和安全技能水平，信息化系統(tǒng)首先根據(jù)鐵路企業(yè)特點(diǎn)和安全管理需要，制定全面、系統(tǒng)的安全培訓(xùn)內(nèi)容和培訓(xùn)計(jì)劃，系統(tǒng)按照各層級(jí)、各專業(yè)、各崗位需要接受的安全知識(shí)、安全技能、安全意識(shí)等培訓(xùn)內(nèi)容自動(dòng)生成培訓(xùn)計(jì)劃。其次，通過(guò)多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總?cè)诤?，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、微視頻等定期推送復(fù)習(xí)強(qiáng)化安全培訓(xùn)，確保安全培訓(xùn)和教育的質(zhì)量和有效性。學(xué)習(xí)結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)記錄員工培訓(xùn)相關(guān)信息，自動(dòng)生成培訓(xùn)檔案，生成所缺培訓(xùn)內(nèi)容或生成培訓(xùn)成績(jī)，自動(dòng)對(duì)未按時(shí)完成培訓(xùn)任務(wù)的員工進(jìn)行考核打分等。最后，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查形式對(duì)培訓(xùn)效果進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)督，對(duì)培訓(xùn)和教育的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和衡量，強(qiáng)化安全培訓(xùn)后評(píng)估。

2.8 強(qiáng)化承包商管控

為了嚴(yán)把承包商準(zhǔn)入關(guān)、提高承包商項(xiàng)目質(zhì)量和從源頭消除管理缺陷，借助信息化系統(tǒng)對(duì)承包商進(jìn)行管理，使用以HTML+CSS+JavaScript 用于制作承包商準(zhǔn)入的網(wǎng)頁(yè)表單，對(duì)承包商單位的所有資質(zhì)、技術(shù)進(jìn)行電子化管理，在線審查承包商的準(zhǔn)入證、安全生產(chǎn)許可證是否合法有效等，審查承包商是否具備從事某種作業(yè)的合法資質(zhì)。使用PHP+MySQL 建立一個(gè)承包商管理系統(tǒng)，使用系統(tǒng)手段記錄其學(xué)習(xí)、考試等情況，自動(dòng)確認(rèn)其是否具備入場(chǎng)條件。同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)承包商作業(yè)前現(xiàn)場(chǎng)危害因素進(jìn)行逐級(jí)辨識(shí)、審核、評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)管理人員在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)檢，對(duì)承包商現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)情況進(jìn)行逐條逐項(xiàng)檢查確認(rèn)，對(duì)于異常情況自動(dòng)推送承包商人員，確保作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和安全管控措施都落實(shí)到位。使用WordPress 框架發(fā)布承包商相關(guān)的內(nèi)容和擴(kuò)展網(wǎng)站功能，實(shí)現(xiàn)承包商的電子化管理，在線審查、審核、評(píng)價(jià)、檢查等，并生成相應(yīng)的報(bào)告和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2.9 科技創(chuàng)新技術(shù)的綜合運(yùn)用

為了強(qiáng)化企業(yè)安全管理，依托高科技、新技術(shù)逐漸步入風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警超前化、現(xiàn)場(chǎng)管控實(shí)時(shí)化、管理決策智能化，使用傳感器技術(shù)用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)人員行為數(shù)據(jù)，構(gòu)建人員安全綜合畫像并進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警；圖像視頻分析技術(shù)用于人臉識(shí)別、行為分析、異常檢測(cè)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警；光纖傳感技術(shù)用于大規(guī)模的災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)光纖感應(yīng)技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、氣象變化等，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)預(yù)警；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器、監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)、人員行為等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析；大數(shù)據(jù)技術(shù)用于處理和分析人員安全綜合畫像、圖像視頻分析及災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警等數(shù)據(jù)，提取特征信息、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和預(yù)測(cè)趨勢(shì)；人工智能技術(shù)用于圖像視頻分析、自然語(yǔ)言處理、數(shù)據(jù)挖掘等方面，提高智能監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力。這些技術(shù)落地實(shí)施實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患、設(shè)備安全、生產(chǎn)安全、人員安全、重點(diǎn)場(chǎng)所安全監(jiān)控、消防管理、安全培訓(xùn)等綜合性應(yīng)用，并形成數(shù)據(jù)集中、指標(biāo)分析、智能評(píng)價(jià)、要素管控的安全管理模式，實(shí)現(xiàn)安全管理的精細(xì)化和智能化。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路裝備管理安全管理手段逐漸向信息化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)變，本文分析了傳統(tǒng)鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理滯后原因，剖析了國(guó)能鐵路裝備管理企業(yè)安全信息化管理框架與要素構(gòu)成，并提出了具體的實(shí)施措施。實(shí)踐證明，該類企業(yè)運(yùn)用上述大量安全信息化科技手段，人員不安全行為管控、自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警、環(huán)境變化預(yù)警、設(shè)備檢修數(shù)據(jù)預(yù)警、安全警示與提示、承包商全流程監(jiān)管等方面得到極大提升，對(duì)鐵路裝備的安全管理起到極大的推動(dòng)作用，也同步推動(dòng)了安全管理數(shù)字化、信息化建設(shè)與裝備制造、維修現(xiàn)代化同步發(fā)展，為同行業(yè)企業(yè)安全信息化管理提供了一定借鑒和參考。