基于云平臺的特殊作業(yè)在線監(jiān)控系統(tǒng)的實踐

〔摘 要〕探討了智能化技術(shù)在危化品企業(yè)特殊作業(yè)過程監(jiān)管中的應(yīng)用，并詳細闡述了通過企業(yè)云平臺實現(xiàn)特殊作業(yè)電子票線上辦理的實踐過程。以移動端App為載體，該系統(tǒng)在遵循八大特殊作業(yè)相關(guān)國家標準、法律法規(guī)及企業(yè)規(guī)章制度的前提下，實現(xiàn)作業(yè)票的線上申請與簽發(fā)，并確保作業(yè)過程中的責任到人。系統(tǒng)能夠跟蹤作業(yè)進度、作業(yè)人員、資質(zhì)證照及作業(yè)時長等情況，同時與隱患排查機制形成聯(lián)動。通過現(xiàn)場布控球的對接，實現(xiàn)了實時對作業(yè)現(xiàn)場的遠程監(jiān)督。

〔關(guān)鍵詞〕特殊作業(yè)；云平臺；智能監(jiān)測

中圖分類號：TP277;TQ086" " " 文獻標志碼：B" 文章編號：1004-4345（2024）0６-0058-0４

Practice of Online Monitoring System for Special Work Operations Based on Cloud Platform

YE Junqiao

（Danxia Smelter， Shenzhen Zhongjin Lingnan Non-ferrous Metal Company Limited， Renhua， Guangdong 512024， China）

Abstract" The paper discusses the application of intelligent technology in the supervision of special work operations in hazardous chemical enterprises， and describes the practices of realizing online and electronic work tickets through enterprise cloud platform. Using the mobile App as a carrier， the system realizes the online application and issuance of work tickets and ensures that the responsibilities are assigned to individuals during the operation period on the premise of complying with the national standards， laws amp; regulations and enterprise’s rules amp; regulations related to eight special work operations. The system is capable of tracking the progress of operations， operating personnel， qualification certificates and operation duration， while forming a linkage with the hidden danger investigation mechanism. Remote real-time supervision of the operation site can be achieved through using the on-site ball camera.

Keywords" special work operations; cloud platform; intelligent monitoring

1" "項目開發(fā)背景

化工生產(chǎn)涉及八大特殊作業(yè)，包括動火作業(yè)、受限空間作業(yè)、盲板抽堵作業(yè)、高處作業(yè)、吊裝作業(yè)、臨時用電作業(yè)、動土作業(yè)和斷路作業(yè)。這些作業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境屬易燃、易爆，作業(yè)風險高，易發(fā)生各類安全事故，相較于一般作業(yè)具有更高的突然性、復(fù)雜性和危險性。加之在某些場景下，存在作業(yè)工具管理不善、現(xiàn)場未采取風險防范措施、監(jiān)督人員未就位等因素，生產(chǎn)中一旦違規(guī)作業(yè)極易導(dǎo)致事故發(fā)生。因此，如何有效利用智能化技術(shù)，實現(xiàn)對高風險特殊作業(yè)的全過程監(jiān)控，確保現(xiàn)場作業(yè)嚴格按照安全管理體系執(zhí)行，防范事故發(fā)生，成為企業(yè)監(jiān)管的難點和痛點。

國內(nèi)某冶煉廠為了提高檢修、維修效率，提升安全管理水平，實現(xiàn)綠色、安全、高效的生產(chǎn)模式，基于云邊端一體化架構(gòu)建設(shè)了一套智慧鉛鋅系統(tǒng)融合云平臺。該平臺具備強大的視頻傳輸能力，包括海量視頻接入、匯聚、管理、處理及分發(fā)等功能，極大地簡化了管理人員的作業(yè)部署工作。系統(tǒng)功能多樣，涵蓋特殊作業(yè)現(xiàn)場的實時視頻直播、語音對講、錄像回放、云存儲等，適用于工廠特殊作業(yè)的檢修維護、安全風險管控、突發(fā)事件應(yīng)急指揮等場景。本文將針對該廠基于云平臺實現(xiàn)廠區(qū)特殊作業(yè)全過程在線監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)過程進行分析，以期探索云平臺技術(shù)在提升工業(yè)生產(chǎn)效率與安全保障能力方面的應(yīng)用潛力，為其他企業(yè)在進行類似數(shù)字化轉(zhuǎn)型和安全生產(chǎn)管理過程中提供可借鑒的經(jīng)驗。

2" "特殊作業(yè)業(yè)務(wù)設(shè)計

2.1" 業(yè)務(wù)流程

特殊作業(yè)從辦理作業(yè)票到執(zhí)行，分為事前、事中、事后3個階段。事前階段主要包括作業(yè)票填寫、安全交底、氣體分析、作業(yè)審批等工作，其中作業(yè)審批需根據(jù)作業(yè)類型定義不同的逐級審批流程。事中階段涵蓋監(jiān)護人在崗確認、作業(yè)現(xiàn)場檢查、氣體持續(xù)監(jiān)測等。事后階段則進行作業(yè)驗收、現(xiàn)場清理，并由申請單位關(guān)閉作業(yè)。具體業(yè)務(wù)流程如圖1所示，詳細說明見表1。

2.2" 特殊作業(yè)檢查表配置

作業(yè)申請單位提交申請后，需完成作業(yè)前檢查，對作業(yè)人員進行安全交底并核對自檢清單結(jié)果，在移動端App內(nèi)填寫事前檢查表，確認特殊作業(yè)對應(yīng)安全措施是否到位。系統(tǒng)提供檢查項配置功能，管理部門可根據(jù)特殊作業(yè)相關(guān)要求和工廠實際情況進行自定義設(shè)置。作業(yè)申請人按清單確認，作業(yè)票辦理完畢后生成電子作業(yè)票，系統(tǒng)自動填充檢查結(jié)果明細。特殊作業(yè)檢查內(nèi)容見表2。

2.3" 特殊作業(yè)統(tǒng)計

各申請單位在移動端App完成作業(yè)票申請后，系統(tǒng)會自動保存并形成臺賬，關(guān)聯(lián)作業(yè)過程中的圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。通過開源Echarts控件，可基于歷史臺賬生成各類統(tǒng)計報表，如特殊作業(yè)完成率、申請單位作業(yè)數(shù)、特殊作業(yè)類型占比、特殊作業(yè)各月數(shù)量趨勢等，見圖2。

3" "移動端設(shè)計

該冶煉廠以國標規(guī)定的特殊作業(yè)安全作業(yè)票樣式為藍本，結(jié)合原有紙質(zhì)作業(yè)票辦理流程，設(shè)計開發(fā)了移動端特殊作業(yè)應(yīng)用。用戶可在手機、平板電腦等設(shè)備上完成作業(yè)票的線上申請、審批、檢查、驗收、關(guān)閉、打印及綁定布控球等所有環(huán)節(jié)。

3.1" 技術(shù)架構(gòu)

應(yīng)用前端基于Angular框架和DevExtreme組件庫，支持安卓App和微信小程序。后端采用Spring

Cloud微服務(wù)架構(gòu)。鑒于特殊作業(yè)類型多樣且管理要求各異，系統(tǒng)采用可配置化設(shè)計以增強靈活性。作業(yè)票填報項目和審批流程可快速增刪和修改，移動端App實時渲染配置好的模板。同時，可針對不同類型和等級的作業(yè)票按崗位或角色配置審批組，供用戶自由選擇。移動端App作業(yè)票辦理頁面見圖3。

3.2" 輔助功能

除了特殊作業(yè)安全作業(yè)票辦理外，移動端還實現(xiàn)了以下輔助功能。

1）消息管理。推送特殊作業(yè)信息至現(xiàn)場管理人員和審批對象的移動端App上，用戶點擊消息通知可快速完成作業(yè)審批、簽字等操作。系統(tǒng)同時支持局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的消息推送，并可通過第三方短信平臺實現(xiàn)手機短信推送。

2）特殊作業(yè)臺賬。用戶可在移動端App查看當天執(zhí)行中的特殊作業(yè)，或按作業(yè)類型、作業(yè)單位等條件檢索歷史作業(yè)信息，查看作業(yè)申請、審批、檢查全流程記錄，并可根據(jù)需要關(guān)閉異常作業(yè)。

3）外委單位和人員查詢。在作業(yè)票辦理界面可查詢外委單位及人員的基本信息和資質(zhì)證照信息。通過掃描外委人員出示的二維碼，可查看更詳細的內(nèi)容。

4" "智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

４.1" 智能監(jiān)測功能的實現(xiàn)

鑒于該冶煉廠生產(chǎn)工藝流程的復(fù)雜性和日常檢維修任務(wù)的繁重，特殊作業(yè)常在多個地點同時進行。在實現(xiàn)作業(yè)票電子化和規(guī)范化后，如何高效監(jiān)管各作業(yè)現(xiàn)場、確保特殊作業(yè)全流程風險得到有效控制，成為云平臺的關(guān)鍵功能需求。

為此，云平臺設(shè)計了先進的數(shù)據(jù)接口，與智能硬件實現(xiàn)無縫聯(lián)動。通過集成高精度攝像頭和人工智能識別算法，平臺能實時、有效地監(jiān)測車間內(nèi)重點作業(yè)區(qū)域，分析現(xiàn)場情況并及時警示相關(guān)人員。安全管理人員可通過監(jiān)控中心大屏實時掌握全廠特殊作業(yè)動態(tài)，實現(xiàn)一對多的實時監(jiān)護效果，顯著降低現(xiàn)場人工巡查和監(jiān)護的工作強度。

云平臺還涵蓋以下智能監(jiān)測關(guān)鍵場景：1）電子圍欄監(jiān)控。利用高精度攝像頭和紅外技術(shù)，在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)置電子圍欄，實時監(jiān)測和警示非法進入作業(yè)區(qū)域或異常行為，適用于高溫、有限空間、能見度低等環(huán)境復(fù)雜的作業(yè)區(qū)域。2）視頻布防。通過虛擬視頻布防技術(shù)實現(xiàn)人臉抓拍和視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化分析，嚴格管控作業(yè)區(qū)域內(nèi)的人員進出，確保只有授權(quán)人員進入，有效降低作業(yè)場所安全風險。3）危險行為監(jiān)控。采用深度學習框架的AI視頻設(shè)備持續(xù)監(jiān)控作業(yè)現(xiàn)場，識別并預(yù)警潛在危險行為，如未按規(guī)定佩戴安全裝備、異常聚集、違規(guī)操作等。視頻設(shè)備識別到安全事件后自動向云平臺推送報警，并抓取圖像和視頻提醒安保人員處理。4）作業(yè)監(jiān)測與遠程協(xié)助。云平臺結(jié)合軟件和可移動式監(jiān)控設(shè)備（布控球）實現(xiàn)雙向語音通信功能，確保現(xiàn)場工作人員與監(jiān)控中心能夠即時互動和溝通，提高作業(yè)指令傳達效率和現(xiàn)場問題快速響應(yīng)能力。

布控球是一種無線可移動的智能高級監(jiān)控攝像頭，專為戶外需要現(xiàn)場錄像取證和遠程實時視頻監(jiān)控卻無供電僅有無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境打造的便攜式智能裝備。它集成了高清攝像機、傳感器、處理器等設(shè)備，能夠進行本地視頻錄制；支持4G/5G無線通信，可通過無線網(wǎng)絡(luò)連接至云平臺，將實時視頻流傳輸至云平臺以供遠程監(jiān)控和儲存?zhèn)浞荨２伎厍蚺鋫淞丝筛鼡Q的電池，能夠提供長達9 h的連續(xù)使用，滿足了生產(chǎn)班次的監(jiān)控需求。即使在惡劣天氣、夜間或光線不足的環(huán)境中，布控球也能提供高分辨率、清晰的圖像，并具備語音通信功能，支持遠程指令下達和雙向?qū)χv，以便于現(xiàn)場作業(yè)人員與監(jiān)控中心進行有效溝通。此外，布控球能夠進行360 °全方位轉(zhuǎn)動和上下視角調(diào)整，配合工廠的鷹眼系統(tǒng)，實現(xiàn)空中和地面的多角度監(jiān)控。它支持人臉識別，可以設(shè)定多個作業(yè)區(qū)域，區(qū)分授權(quán)與非授權(quán)人員，并通過行為管理功能檢測安全帽佩戴、離崗和區(qū)域入侵等，實現(xiàn)智能報警和自動語音提示，與云平臺實現(xiàn)聯(lián)動。

4.2" 人員定位

人員定位系統(tǒng)作為智能監(jiān)測系統(tǒng)的補充，旨在通過藍牙、UWB等電子標簽定位技術(shù)實現(xiàn)對作業(yè)人員位置的實時監(jiān)控和緊急情況下的快速響應(yīng)。

４.2.1" 定位技術(shù)應(yīng)用

云平臺人員定位功能模塊支持藍牙、UWB等定位技術(shù)，通過構(gòu)建設(shè)備和廠區(qū)建筑的3D模型結(jié)合電子標簽定位信息實現(xiàn)人員定位管理功能。通過建設(shè)定位基站對需要進行人員定位的區(qū)域進行信號覆蓋，電子定位標簽實時反饋位置信息，滿足工業(yè)上對人員、設(shè)備等的定位需求。

4.2.2" 實時監(jiān)控與應(yīng)急響應(yīng)

作業(yè)人員佩戴電子標簽進入基站信號覆蓋范圍內(nèi)時，系統(tǒng)自動識別并將其納入監(jiān)控，記錄軌跡信息。監(jiān)控中心大屏以虛擬形象形式在“人員定位一張圖”中顯示作業(yè)人員的實時位置信息。一旦作業(yè)人員發(fā)生危險，可實時確定人員位置并實現(xiàn)報警跟蹤、查詢行動軌跡記錄及回放等功能。人員還可通過電子標簽硬件進行主動呼救。

5" "結(jié)語

通過不斷探索和實踐，該冶煉廠借助智能硬件和AI視覺分析技術(shù)快速實現(xiàn)了對特殊作業(yè)過程中存在安全隱患的智能檢測，做到了事前預(yù)警，能有效防止事故發(fā)生、保障安全。通過建設(shè)視頻云平臺和智能應(yīng)用，安全監(jiān)管人員可通過電子大屏、平板、電腦、手機等終端多維度、多渠道、多地點監(jiān)看作業(yè)現(xiàn)場，實現(xiàn)在線遠程巡查、分析作業(yè)隱患及高效安檢。安全管理業(yè)務(wù)的線上化有效提升了制造企業(yè)的信息化、智能化水平。

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