數(shù)字化安全管理在水泥工程項目中的應(yīng)用

李捷，徐清河，萬海燕，檀學(xué)宇，黃汝奎

1 前言

安全生產(chǎn)是企業(yè)發(fā)展的重要保障，國家在“十四五”規(guī)劃綱要中首次設(shè)立了安全發(fā)展專篇，要求將安全發(fā)展貫穿國家發(fā)展的各領(lǐng)域和全過程。在水泥行業(yè)飛速發(fā)展的今天，加強水泥工程項目建設(shè)數(shù)字化安全管理具有非常重要的意義，一是推動項目建設(shè)安全工作標準化和管理智能化；二是實現(xiàn)現(xiàn)場安全管理標準化要素全流程動態(tài)管理，實時監(jiān)控施工現(xiàn)場各個區(qū)域，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，并在第一時間推送至相關(guān)責任人，消除隱患；三是優(yōu)化數(shù)據(jù)管理資源配置，迅速篩選有用信息并反饋至相關(guān)責任人，提高工作效率，減少錯誤概率，降低管理成本，使安全管理更加便捷、高效。

天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司（以下簡稱“天津水泥院”）基于企業(yè)安全生產(chǎn)標準化要素和企業(yè)安全審計標準要素等標準化管理文件，搭建了水泥工程項目建設(shè)安全管理信息化平臺，構(gòu)建了智能監(jiān)控系統(tǒng)，彌補了傳統(tǒng)管理方法和監(jiān)管技術(shù)的缺陷，通過對施工現(xiàn)場人員、機械、材料、環(huán)境全方位實時監(jiān)控，變安全管理被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”，真正做到了“事前有預(yù)警，事中有監(jiān)督，事后有整改”，提高了施工現(xiàn)場安全管理水平，實現(xiàn)了水泥工程項目建設(shè)安全管理的數(shù)字化、精細化、智能化。

2 數(shù)字化安全管理主要內(nèi)容

2.1 安全管理信息化體系建設(shè)

企業(yè)安全管理是一項系統(tǒng)工程，可結(jié)合現(xiàn)場安全生產(chǎn)標準化要素和企業(yè)安全審計標準要素等，搭建安全管理信息化模塊，開發(fā)安全管理標準化文件線上操作和審批功能，建立安全管理信息化體系。

2.2 數(shù)字化安全設(shè)計

在水泥工程項目施工設(shè)計搭建三維模型過程中，同步進行數(shù)字化安全設(shè)計，在重點部位植入安全防范措施，點擊三維模型，即可查閱安全防范措施要求。

2.3 人員數(shù)字化管理

水泥工程項目現(xiàn)場施工人數(shù)多，流動性大，崗位職能復(fù)雜，在進行“一人一檔”管理工作時，傳統(tǒng)管理方式易發(fā)生人員信息混亂、檔案缺失、信息更新不及時等問題[1]。通過采用數(shù)字化管理方式，可將人員進場時間、身份證號、姓名、工種、入場教育培訓(xùn)和交底等記錄傳遞至安全管理信息化平臺，實現(xiàn)人員快速登記，形成實名制管理數(shù)據(jù)庫?；跀?shù)據(jù)庫信息的一致性，在員工調(diào)換工作崗位時，即可借助數(shù)據(jù)庫信息檔案，判斷評估其調(diào)崗是否符合安全規(guī)范，從而強化人員管理的針對性。

2.4 危險區(qū)域動態(tài)預(yù)警

水泥工程項目施工現(xiàn)場危險區(qū)域較多，施工過程中存在極大的人身安全風險。目前，對于項目施工現(xiàn)場人員闖入危險區(qū)域的安全管理，主要依賴人工巡查和視頻監(jiān)控。人工巡查依賴于項目安全員等現(xiàn)場管理人員，雖然可以當場判定、及時遏止危險闖入行為，但難以做到面面俱到。視頻監(jiān)控雖然可以通過布設(shè)足夠多的攝像頭，達到全面監(jiān)控的目的，但視頻監(jiān)控規(guī)模越大，信息量也越大，僅依靠人工盯視監(jiān)控畫面不切實際；而當前的計算機智能識別算法尚不成熟，易產(chǎn)生誤判，且運行成本相對較高。在數(shù)字化安全管理工作中，通過繪制電子圍欄，設(shè)置圍欄類型（普通區(qū)域、危險區(qū)域），可實現(xiàn)危險區(qū)域闖入預(yù)警。

2.5 隱患排查治理

在進行水泥工程項目現(xiàn)場安全檢查和隱患排查治理工作時，傳統(tǒng)管理方式是先組織現(xiàn)場檢查，再匯總現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)的問題，編制隱患問題清單或隱患整改通知書，下發(fā)至責任人整改；整改責任人制定整改措施，并進一步細分責任人，按時完成整改后提交確認，形成閉環(huán)。此管理方法不僅需花費較多的時間和精力，而且不能及時反饋需立即消除的隱患問題，影響隱患排查治理的時效性。

通過建立線上隱患排查治理管理平臺，按照國家相關(guān)標準規(guī)范建立安全檢查數(shù)據(jù)庫，將檢查內(nèi)容分類；在檢查過程中發(fā)現(xiàn)隱患時，可將隱患立即拍照上傳至平臺，選擇對應(yīng)的檢查條款、責任人信息及整改要求，及時將隱患整改信息傳遞至整改責任人；整改完成后，整改責任人將整改照片上傳至平臺并申請復(fù)查，審核人在復(fù)查確認合格后關(guān)閉隱患，若復(fù)查不合格則駁回申請，繼續(xù)整改至形成閉環(huán)。

2.6 車輛機具數(shù)字化管理

水泥工程項目施工現(xiàn)場車輛機具設(shè)備種類繁多，僅依靠專業(yè)人員對每臺車輛機具、設(shè)備進行管理，難度大、成本高，易發(fā)生管理不到位的情況。借助數(shù)字化管理手段，可將設(shè)備進場驗收、證件、證書資料、安全操作規(guī)程、日常檢查檢修和維護保養(yǎng)等記錄形成信息檔案庫，對每臺機具設(shè)備賦予一個二維碼，建立“一機一碼一檔”信息化管理系統(tǒng)。

2.7 塔式起重機作業(yè)智能控制系統(tǒng)建設(shè)

塔式起重機在使用過程中存在一定的風險性，群塔作業(yè)時，風險發(fā)生的概率將會大幅提升。單臺塔式起重機作業(yè)時，能對某一個工作面進行扇形覆蓋，而多臺塔式起重機同時作業(yè)時，作業(yè)平面會出現(xiàn)相互重疊的情況，易出現(xiàn)碰撞事故[2]。在塔式起重機設(shè)備中設(shè)置智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，可輔助其作業(yè)，提高群塔作業(yè)本質(zhì)安全水平，避免出現(xiàn)塔式起重機碰撞事故。

2.8 異常事件智能識別及報警

項目現(xiàn)場裝設(shè)覆蓋所有作業(yè)區(qū)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，借助AI蜂鳥盒子及廣播，可實現(xiàn)安全帽檢測、安全帶檢測、反光衣檢測、明火檢測等智能識別。

3 數(shù)字化安全管理在水泥工程項目中的應(yīng)用

3.1 安全管理信息化平臺建設(shè)

在槐坎南方水泥項目建設(shè)時，安全管理信息化平臺即涵蓋了該項目安全目標、機構(gòu)人員、法律法規(guī)與制度、安全教育培訓(xùn)、安全文化、作業(yè)安全、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施安全、應(yīng)急管理、危險源管理、安全事故管理、安全督查和審核、職業(yè)健康管理等安全工作的全部業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了項目安全生產(chǎn)管理信息的100%線上操作。安全管理信息化平臺如圖1所示。

圖1 安全管理信息化平臺

3.2 臨邊、孔洞數(shù)字化安全設(shè)計

槐坎南方水泥項目重點對模型中的臨邊、孔洞進行了安全設(shè)計，能夠清晰地反映出臨邊、孔洞在施工過程中的安全防范措施，規(guī)范施工過程安全管控。煤粉制備車間安全防護設(shè)計如圖2所示，煤粉制備車間臨邊安全防護欄桿設(shè)計如圖3所示。

圖2 煤粉制備車間安全防護設(shè)計

圖3 煤粉制備車間臨邊安全防護欄桿設(shè)計

3.3 人員實名制數(shù)字化管理

都勻上峰水泥項目人員進出現(xiàn)場時，必須通過閘機進行人臉/刷卡/指紋識別，實行實名制管理，及時掌控進出施工現(xiàn)場人數(shù)。通過安全帽上的NB定位標簽可實時定位現(xiàn)場人員，通過WEB端2D地圖模式可實時查看現(xiàn)場人員分布、當日累計出勤人員信息；通過姓名/身份證號，可精準定位員工位置，實現(xiàn)“實時找人”的管理需要。人員實名制管理數(shù)據(jù)庫如圖4所示。

圖4 人員實名制管理數(shù)據(jù)庫

當項目人員進入施工現(xiàn)場室內(nèi)環(huán)境，可借助考勤點設(shè)置的“場景標簽”，感應(yīng)安全帽芯片發(fā)出的信號，記錄時間；再通過寬窄帶組合通訊方式，將數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，按設(shè)定規(guī)則計算人員的移動軌跡，實現(xiàn)室內(nèi)及各樓層間的人員定位。室內(nèi)、室外人員定位監(jiān)控畫面如圖5、圖6所示。

圖5 室內(nèi)人員定位監(jiān)控畫面

圖6 室外人員定位監(jiān)控畫面

3.4 設(shè)置電子圍欄，實現(xiàn)危險區(qū)域動態(tài)預(yù)警

都勻上峰水泥項目在各危險區(qū)域設(shè)置了電子圍欄，實現(xiàn)了危險區(qū)域闖入預(yù)警，如，當有人員闖入危險區(qū)域圍欄時，將會觸發(fā)闖入預(yù)警。平臺將會以短信形式提醒其盡快離開危險區(qū)域，避免危險事故的發(fā)生。危險區(qū)域動態(tài)預(yù)警畫面如圖7所示。

圖7 危險區(qū)域動態(tài)預(yù)警畫面

3.5 充分利用二維碼巡更APP，排查治理隱患

槐坎南方、山亞南方、都勻上峰水泥項目等充分利用安全管理二維碼巡更APP，每天定時開展二維碼安全巡檢，二維碼巡更系統(tǒng)界面如圖8 所示。項目現(xiàn)場通過手機APP排查安全隱患，及時向責任人下發(fā)項目整改通知。整改完畢后，責任人通過手機APP上傳整改照片，巡檢人員復(fù)檢。公司總部通過WEB端和手機APP端實時查詢項目安全巡更情況。二維碼巡更APP 極大提高了隱患排查治理效率，精細化管理水平大幅提升。

圖8 二維碼巡更系統(tǒng)界面

二維碼巡更APP 系統(tǒng)可實現(xiàn)全員參與隱患排查，排查范圍全面覆蓋現(xiàn)場各個區(qū)域、部位和角落。所有作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)隱患時，均可將隱患上傳至信息化管理平臺，并針對隱患提出各自的整改措施及意見。項目管理人員通過歸納分析信息，可不斷完善現(xiàn)場隱患管控措施，降低現(xiàn)場安全風險。

3.6 強化現(xiàn)場車輛、機具數(shù)字化管理

槐坎南方水泥項目所有進場車輛須在項目部備案，并由項目部組織開展安全狀態(tài)驗收，驗收合格后賦予二維碼。通過掃描二維碼，可實時查看車輛狀態(tài)記錄、運行軌跡、進出場時間等，實現(xiàn)車輛的實時記錄管控，形成監(jiān)管記錄。機具日常檢查過程中，機具負責人、安全員可通過掃碼在線查詢每一臺機具的安全狀態(tài)，及時排查逾期未檢設(shè)備，確保每臺設(shè)備安全可控。機具運行狀態(tài)掃碼查詢畫面如圖9所示，GPS車輛信息監(jiān)控畫面如圖10所示。

圖9 機具運行狀態(tài)掃碼查詢畫面

圖10 GPS車輛信息監(jiān)控畫面

3.7 建立塔式起重機監(jiān)測防碰撞系統(tǒng)

建德南方水泥項目、都勻上峰水泥項目及衢州南方水泥項目建立了塔式起重機監(jiān)測防碰撞系統(tǒng)，現(xiàn)場相鄰塔式起重機控制系統(tǒng)組成了一個通訊網(wǎng)絡(luò)，在塔式起重機設(shè)備上安裝變幅傳感器和回轉(zhuǎn)傳感器，用于采集塔式起重機實時作業(yè)數(shù)據(jù)，發(fā)送至主機及相鄰存在碰撞關(guān)系的塔式起重機。后期，通過三維防碰撞算法，系統(tǒng)可自動計算塔式起重機的間距，并根據(jù)設(shè)定的碰撞角度和幅度預(yù)警值發(fā)出控制指令，實現(xiàn)群塔作業(yè)的防碰撞控制。群塔防碰撞關(guān)系示意如圖11所示。

圖11 群塔防碰撞關(guān)系示意

塔式起重機吊鉤可視化監(jiān)控畫面如圖12 所示。塔式起重機司機通過吊鉤可視化系統(tǒng)進行可視化管理，通過駕駛室顯示屏，可實時了解塔式起重機的運行狀態(tài)，提升了操作安全水平。

圖12 塔式起重機吊鉤可視化監(jiān)控畫面

公司總部及項目管理人員可通過遠程監(jiān)控平臺，實時了解施工項目塔式起重機的運行狀況、違規(guī)違章情況，對運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

3.8 采用異常事件智能識別及報警系統(tǒng)

都勻上峰水泥項目、衢州南方水泥項目應(yīng)用了現(xiàn)場異常事件智能識別及報警系統(tǒng)，當系統(tǒng)檢測到區(qū)域內(nèi)有明火時，現(xiàn)場音頻設(shè)備會立即發(fā)起語音警告；同時，系統(tǒng)可對項目現(xiàn)場電路電線、生活區(qū)私搭亂建等重點監(jiān)控區(qū)域的火焰進行識別。明火智能檢測畫面如圖13所示。

圖13 明火智能檢測畫面

在進行異常事件應(yīng)急處置時，可通過信息終端，點對點進行喊話，及時對現(xiàn)場進行指揮調(diào)度。同時，聯(lián)動智能監(jiān)控報警系統(tǒng)，實現(xiàn)自動警情播報。智能播報畫面如圖14所示。

圖14 智能播報畫面

4 結(jié)語

隨著數(shù)字化技術(shù)的日趨成熟，通過智能化、數(shù)字化手段輔助現(xiàn)場安全生產(chǎn)規(guī)章制度的“剛”性執(zhí)行，避免了人為因素干擾，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)的公司全級次分層有效監(jiān)督管理，大大提升了國內(nèi)外水泥工程項目的安全生產(chǎn)監(jiān)管效率，提升了本質(zhì)安全水平，為水泥工程項目建設(shè)提供了強有力的安全保障。