超低排放改造項目安全管理中的信息化應用

金軍潔 JIN Jun-jie

（浙江天地環保科技股份有限公司，杭州310018）

0 引言

隨著計算機及網絡技術不斷更新和發展，信息化的社會應用程度也日漸加深，在黨的十九屆六中全會中再次提到了要強調統籌發展和安全，信息化技術如何更為有效應用于工程建設施工現場的安全管理，也成了建筑施工企業實踐和發展的一個重要方向。

為有效提升安全發展整體效能，推進安全管理立體化、信息化，進一步發揮科學技術對安全生產的技術保障作用，在某新建燃煤電廠超低排放項目吸收塔作業現場應用工程現場信息化安全管理系統，以“數據集成，智能識別，全程監控”為目標，通過人工智能（AI）識別強化現場安全監督，實施安全視頻化記錄，實現違章行為預警，督促落實安全教育崗前培訓落實，提升安全生產監督檢查效能，加大安全生產督查力度，及時整改和消除事故隱患，預防各類事故發生。

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、防腐作業、動火作業等高風險作業，且涉及新工藝、新技術、新設備的使用，安全管理壓力大，安全生產管理工作復雜；基建區域大，現場安全管理主要依靠管理人員巡查監督，難以做到區域全覆蓋、全時段監督，且現場管理人員管理水平參差不齊，從而導致安全生產風險較大，安全生產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存在著安全管理范圍廣、區域分散的問題，存在較多有限空間、防腐、動火、高空等高風險作業，且涉及新工藝、新技術、新設備的使用，安全風險點多，管控壓力大，對管理人員綜合素質要求高。

②超低排放改造涉及脫硫、脫硝、除塵改造，改造區域大，交叉作業多，現場安全管理主要依靠管理人員巡查監督，難以做到區域全覆蓋、全時段監督，且現場管理人員管理水平參差不齊，從而導致安全生產風險較大，安全生產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時，往往會被迫降低利潤甚至以接近成本的價格尋求中標，在后續施工過程中，外包單位為完成其利潤目標，尋求各種方法降低其經營成本，在安全人員配置、員工教育培訓、設備設施保障及安全措施等方面投入不足，導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用

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

2.1 信息化安全管理系統解決問題

根據以往改造項目管理經驗，分析以往“反違章”數據，發現現場違章主要為安全防護用品不按要求穿戴、違章吸煙、違章進出隔離區域、有限空間管理不嚴格、腳手架堆載過多等問題；深入辨識建設工程現場危險源，明確工程中主要的管理區域有防腐施工區域、臨時危化品倉庫等。在以上安全管理上主要通過現場管理人員對現場作業人員的安全教育培訓、不定期檢查監督等方式進行管理，但是人力監督總是有局限性的，不僅無法全時段對違章行為進行監督，也不能通過預警及時制止違章行為。

為加強現場安全監督的管理，提高現場安全監督的效能，降低安全事故隱患，保證現場安全生產，結合現有信息化手段，選取吸收塔區域作業現場布置8個攝像頭、道閘、服務器等設備，建設工程現場智慧安全管理系統，采用電腦（PC）端+移動應用（APP）端相結合的方式，為現場安全生產提供保證。該信息化安全管理系統基于以下4點進行建設：①以視頻監控為手段，實現現場施工標準的可視化。②通過智能分析圖像信息，實現對安全隱患、違章作業的監控預警。③實現對項目施工現場的全面監控，做到對現場安全工作情況及時掌握。④通過移動端手機應用（APP）實現視頻監控和報警消息推送功能。

2.2 信息化安全管理系統實現功能

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

監控中心是工程現場智慧安全管理系統實施的核心。監控中心作為指導調度的中心，實時展現現場監控畫面，并且第一時間將智能分析發現的現場違章、違規行為推送至主頁面來告警。具體功能實現如下：

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

②當日較大風險施工內容告示。在主屏幕上告知當日施工計劃、現場責任人、作業內容、涉及的危險源及防范措施，并結合到監控中去，保證有攝像頭對當日重點危險源的實時監控，提示管理人員加強當日重點風險源的管理。

③違章智能識別。通過視頻通道和智能圖像分析軟件的結合，經過人工智能（AI）深度學習，構建違章分析模型和違章分析識別能力，實現對工作現場違章現場的智能抓取、預警及告警處理。

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）專用服務器對現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，從而生產包括消息產生時間、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。

在人工智能（AI）分析發現違章行為形成告警后，告警消息以閃爍的方式呈現，每次出現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管理人員批準后才不再提示，確保各類違章行為切實得到處理結果。

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，并將相關的記錄文件進行數據存儲，實現對項目各視頻監控點相關作業內容的提醒，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查站班會開展效果，并及時查遺補缺，將安全風險管控措施告知現場作業人員。

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

圖1 智慧安全管理系統高風險作業監控

圖2 智慧安全管理系統監控實景

2.3 人工智能（AI）識別研究

針對這些違章行為，根據現有的人工智能（AI）深度學習及大數據等信息化手段，通過攝像頭全天候監控，人工智能（AI）全時段智能分析識別來解決以上問題，并且形成對現場作業人員的威懾力，持續安全高壓態勢，從而在意識層面上提高作業人員安全底線意識，時刻敲響安全警鐘，遏制安全生產事故發生。

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

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生的火苗點進行圖像分析，追蹤人在吸煙過程中的習慣性動作，通過人工智能（AI）的自主學習算法，結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。結合有限空間管理在特別重要區域設置道閘，配合高清人臉識別技術，作業人員經“人臉”登記后，現場刷臉過閘，進入有限空間作業，實現有限空間人員進出控制的無人管理，也保證無關人員無法進出重點區域，并輔助攝像頭對進入人員進行人臉數據抓取，智能比對分析人臉模型，根據業務系統的配置進行入侵檢測，識別當前人員是否允許進入該區域，否則提醒并告警。

④火險識別研究。火險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 智慧安全管理系統違章提示

圖4 智慧安全管理系統站班會記錄

3 信息化系統實施成效

工程項目現場開始通過信息化安全管理系統加強監督管控后，24小時監測監控現場是否出現違章作業，并及時抓拍違章圖片推送到移動終端同時展示在辦公區電視屏幕，方便安全管理人員在辦公區實時查看現場施工作業情況有效減少重復勞動及監督防范作業風險。通過項目現場較大以上風險作業內容公式，強化了對作業人員的安全技術交底，有效落實隱患排查治理與風險分級管控雙重預防機制的建設要求。通過視頻記錄補充安全教育培訓臺賬，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，也便于項目安全監督管理人員抽查站班會制度開展效果。

在本項目裝設攝像頭試運行期間，在現場投入違章識別使用區域，共計抓拍訓練標注素材1萬張+，啟動識別分析共計抓拍3000張+（排除測試數據，包含重復抓拍違章數據），該項目違章考核從1700元逐月降低至500元，現場作業人員習慣性違章明顯減少，整體效果顯著。通過現場走訪詢問，各作業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，杜絕了部分作業人員的僥幸心理，使得現場作業人員明顯感覺到安全壓力，形成安全威懾力，進一步規范作業行為，確保安全管理落實“最后一米”。

4 結束語

在試點項目推行信息化安全管理系統的過程中，通過計算及數據庫和網絡系統，現場安全管理人員能夠遠程實時掌握現場情況，更有針對性地實施安全管理，強化重點區域的安全監督，用視頻監控來增加現場監督的“眼睛”，讓現場作業人員時刻感受到被監督、被關注，從而牢固樹立安全意識，杜絕違章行為，遏制安全事故發生，也通過識別數據的篩選和分類收集了現場多發性違章的數據庫，為下一階段推廣應用奠定了基礎。

但是智慧現場安全管理系統不是萬能的，有其局限性。一是現在的人工智能（AI）技術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；二是視頻監控的點位也無法做到全覆蓋，由于空間、環境、阻擋等原因會形成短暫盲區，視頻監控抓拍及傳輸也受到網絡限制，對違章的制止及后期處置仍需要人來實現，無法真正達到違章“實時”制止、違章“立即”消除的程度；三是實時監控不能代替現場監督，只有機器的抓拍是不可能使得作業人員提升自身安全素質的，仍需要管理人員不斷教育培訓、現場指導來切實改變作業人員習慣，這是系統不能做到的，也是最根本的。

安全管理仍需秉承以人為本，安全監督管理人員可以利用人工智能（AI）深度學習、大數據、監控等信息科技化手段強化安全監管，但是意識上、思想上還是要把人的安全意識和素質放在第一位，要用科技信息化工具來作為監管的延伸和工具，善于運用先進的理念和專業的方法提升安全管理效能，增強安全管理協同性和服務性，提高預警預防各類安全風險能力，增強安全管理預見性、精準性、高效性，提高安全管理信息化水平。