基于大數據的換流站工程安全問題智能化管理

［摘 要］本文利用大數據思路設計了換流站工程施工過程中安全問題數據的管理和應用平臺，實現利用工程現場多源安全問題數據進行安全施工的綜合化統計、自動化計算分析、智能化應用管理。通過該平臺的建設，實時動態整合了施工過程中的各類安全問題數據，快速完成復雜數據的統計計算和可視化呈現，滿足對安全施工及時、精準管理的需求，輔助管理者高效開展安全施工管理。

［關鍵詞］大數據；換流站；安全施工；智能管理

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.01.041

［中圖分類號］TP311.52；F272.92 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）01-0157-03

0" " "引 言

在利用數字化基建推動工程建設智能化管理的背景下，隨著大數據分析的應用理念逐步深入人心，利用大數據技術進行數據的挖掘分析來服務于工程建設過程的業務管理［1-2］，成為提升管理水平的重要手段之一。特高壓換流站工程施工周期長，涉及的參建人員和作業流程較多，施工過程中的安全管理是重中之重。電網公司針對施工過程制定了各種安全文明施工的規章制度和要求［3］，并通過現場安全施工巡視檢查、遠程視頻監控等多種手段進行安全監督管理工作，為工程安全施工提供基礎保障。

目前，在輸變電工程建設過程中，電網公司利用移動App、無人機巡飛檢查、智能視頻監控、智能安全帽等軟硬件系統，構建工程現場的安全管控信息化系統，實現了問題發現、數據管理、遠程指揮的快速應用，有效地利用物聯網和信息化技術加強了工程現場管理能力［4-6］。在此基礎上，利用大數據分析技術對特高壓換流站工程建設過程中發現的各種安全問題進行整合和挖掘，結合業務管理需求開展針對性的安全問題智能化分析和自動化預控，將會進一步提升過程數據的價值，提高工程安全管理效率。

1" " "安全問題管理內容

工程施工過程中的安全風險管控主要以人員安全作業為管控目標，關于現場作業人員的人身安全問題，其風險影響因素來源于參建人員自身的安全文明施工行為、場地安全風險防范設施配置情況、施工機械合規操作及安全運行狀態、施工環境及氣象異常等方面，在數據管理過程中通常按照問題的類型、所屬標包或者施工部位、問題性質等進行分類。對于現場巡查發現的安全問題，電網公司都會要求記錄問題的詳細情況，并完成問題的上報、整改、復查等管理流程，實現閉環跟蹤管理。通過對各類安全問題進行統計形成可視化報表，掌握重點問題發生的區域、主要問題類型等，輔助管理部門開展針對性的管理。

目前對于安全管理數據的統計和應用主要靠人工進行操作和應用，工程建設過程中發現的安全問題不能快速歸集和及時指導現場管控，在準確性和時效性方面難以滿足現場精益化管理的需求。大數據分析技術可以讓管理者通過信息系統將實時數據流分析和歷史相關數據相結合，發現數據潛在的價值并應用于過程管理，還可以幫助預測和預防未來運行中可能發生的問題［7］。對于換流站工程來說，利用大數據技術進行安全問題的智能化管理，可以從數據分類管理、數據提取、數據計算分析、可視化監測、智能化反饋、綜合評價應用幾個方面來實現數據價值挖掘和現場的高效管理。

2" " "安全問題數據

2.1" "現場檢查數據

在工程建設過程中，參建單位會根據工程安全管理制度的要求定期進行現場安全施工巡查，通過移動App、電子文檔、現場影音資料等方式記錄詳細的安全檢查問題信息，并跟蹤問題整改、復查確認的過程詳情，其作為常規的問題巡查手段已經在電網工程建設過程中得到廣泛應用。現場安全檢查問題的主要數據內容包括問題責任單位、整改負責人、檢查人、時間、類型、問題性質、主要內容、發生位置、現場照片等，通過獲取準確、翔實的現場問題并轉化為電子化數據，形成工程安全檢查問題專題數據庫，可為安全管理分析和應用提供基礎的過程資料。

2.2" "智能化采集數據

在換流站工程建設過程中利用物聯網和人工智能技術進行現場數據采集和自動化分析應用，提升了數據獲取、計算和流轉的效率，可以更有效地加強現場管理能力。通過固定攝像機和移動布控球機構建現場視頻采集終端系統，結合人工智能視頻分析技術，自動識別現場的部分典型人員違章行為和場地安全隱患。目前較為常用的現場典型異常識別內容包括未戴安全帽、違規抽煙、禁區闖入、煙火監測等，通過識別攝像頭所在位置屬性信息來判斷異常問題發生的區域，同時記錄下安全問題詳情，形成典型問題數據庫，支撐工程安全大數據智能化分析應用。

2.3" "典型案例數據

典型案例數據以安全文明施工通病案例庫、過往工程典型安全問題信息為主，包括文字描述、問題圖片等靜態數據，按照電子化數據庫形式與現場管理系統關聯，作為工程安全管理的數據參考，輔助管理者開展現場安全施工培訓、違章警示和問題預防。

3" " "智能化管理實現

安全問題的管理和應用按照數據管理、計算分析、統計展示、應用評價的流程開展。數據管理是以電子化數據庫的形式將各類問題數據實現統一管理，為分析和應用提供基礎，計算分析過程是通過數據提取算法完成以應用目標為導向的數據統計和判斷，最終通過可視化場景和圖表展現結果，并輔助進行工程安全態勢、隊伍評價、區域管控。整體的業務實現流程如圖1所示。

3.1" "數據管理

常規的工程現場管理主要通過手動記錄現場施工情況和人員情況，信息技術的發展使人員和安全管理的方式和方法得到改善［8］。工程建設過程中的安全問題數據是隨著工程建設而持續動態遞增變化的，通過人工上報、智能視頻系統等方式采集的現場安全問題，按照管理需求進行分類存儲管理。各個數據存在發生時間、類別、性質、位置等方面的差異，按照規范化的數據組織結構和業務流程進行統一管理，以此為基礎形成安全問題的數據集合，為安全管理工作中數據的分類提取和分析應用提供基礎數據支撐。

3.2" "計算分析

安全問題數據的提取計算和分析以工程整體安全管理的需求為導向，需要滿足工程管理和監理部門按照不同的時間段、作業區域、施工單位、問題類型等要素開展針對性的安全監督和預控的管理需求，因此對數據的計算分析和應用要具備較高的靈活性、時效性和準確性。

數據的計算分析是整個應用環節的重要步驟，主要的形式包括問題數量統計、流程狀態檢測、問題超值判斷、過濾篩查等，滿足多樣化數據應用管理的需求。問題數量統計按照類型、時間段、性質、區域、責任單位、整改完成情況等統計要素提取出各類型的總體數量，并按照時間序列計算相應的數量；流程狀態檢測根據安全問題整改閉環的流程節點和時間要求，判斷各環節是否及時完成對應工作，對未滿足條件的問題和環節提取主要信息并形成檢測報告；問題超值判斷主要是按照統計周期內問題類型、性質、發生區域等要素，對頻發問題的數量進行閾值設定和劃分等級區間，并動態檢測數量情況，生成頻發問題超值告警信息；過濾篩查是按照用戶的輸入條件從數據庫中獲取符合條件的問題數據信息，以單條查詢、組合反饋的方式完成數據獲取。通過以上計算分析，可以快速完成從原始數據到智能化應用的核心業務流程。

3.3" "可視化監測

工程安全問題數據在計算分析后需要通過可視化的形式展現，以滿足管理者快速、直觀掌握工程安全態勢的需求。可視化監測和展現的方式主要有兩種。一種是基于工程三維模型場景下的管理業務可視化應用，利用安全問題的發生位置與工程三維模型部位的關聯關系、地理坐標信息作為定位參考，在基于“BIM+GIS”構建的換流站可視化場景中進行關聯顯示，按照問題類型、區域信息進行集群管理和交互控制操作，通過問題類型、性質、責任單位等屬性信息進行過濾篩選和可視化場景下的顯隱控制，實現在三維場景下安全問題的定位、統計、查看；同時，將安全問題的統計數據與工程BIM數據進行關聯，通過色差告警、數據提示等方式展現問題頻發的作業部位。另外一種是將計算結果按照統計圖表的形式展現，管理者通過設置統計維度的參數動態查詢數據，生成各類統計圖表。通過可視化展示，一方面協助管理者快速查找和定位問題，另一方面輔助展現工程需要重點管控的部位。

3.4" "智能化反饋

按照時間區間對工程現場的各類安全問題進行抽取和統計計算，將計算結果按照目標管控的要求，通過可視化展現、信息推送、及時預警等方式，實現工程安全問題向管理者快速反饋的管理模式。依據安全檢查問題的管理流程，自動檢測出未及時完成整改、確認閉環的問題內容，通過信息推送方式向責任人員及時提醒并督促完成；利用智能視頻監控平臺實時監測現場典型的異常行為，由邊緣代理設備計算并分發告警提示信息，通過現場語音廣播系統即時向違章行為發送語音報警提示，達到快速處理現場違章行為的目的。

3.5" "數據評價應用

數據計算和分析的結果最終要應用于工程管理并支撐對現場施工狀態的綜合評價。按照問題的類型和時序進行數據統計排列形成問題變化趨勢圖，生成重點問題歷史分布情況、近期變化趨勢的可視化報表，輔助管理者進行重點問題監控和預防。將安全問題納入施工單位考評管理，定期統計各個單位的安全問題數量，并按照問題類型、性質設置相應的權重值，通過加權因子計算相應的安全生產考評成績，動態強化施工單位安全施工的責任意識。

4" " "結 語

本文遵循大數據技術和應用的思路，結合換流站工程現場管理的業務需求，設計并實施了特高壓換流站工程施工過程安全檢查問題的數據管理、計算分析、可視化監測和管理應用平臺，實現多源安全問題數據的綜合管理、自動計算分析，將可視化的數據分析成果應用于工程現場安全管理。該平臺的建設實時動態整合施工過程中的各類安全問題數據，快速完成多類型安全問題數據的統計計算、分析應用和可視化呈現，輔助工程現場有效提升安全施工的快速、精準管控能力。

主要參考文獻

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