數字化安全管理在水泥工程項目中的應用

李捷，徐清河，萬海燕，檀學宇，黃汝奎

1 前言

安全生產是企業發展的重要保障，國家在“十四五”規劃綱要中首次設立了安全發展專篇，要求將安全發展貫穿國家發展的各領域和全過程。在水泥行業飛速發展的今天，加強水泥工程項目建設數字化安全管理具有非常重要的意義，一是推動項目建設安全工作標準化和管理智能化；二是實現現場安全管理標準化要素全流程動態管理，實時監控施工現場各個區域，及時發現事故隱患，并在第一時間推送至相關責任人，消除隱患；三是優化數據管理資源配置，迅速篩選有用信息并反饋至相關責任人，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。

天津水泥工業設計研究院有限公司（以下簡稱“天津水泥院”）基于企業安全生產標準化要素和企業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安全管理信息化平臺，構建了智能監控系統，彌補了傳統管理方法和監管技術的缺陷，通過對施工現場人員、機械、材料、環境全方位實時監控，變安全管理被動“監督”為主動“監控”，真正做到了“事前有預警，事中有監督，事后有整改”，提高了施工現場安全管理水平，實現了水泥工程項目建設安全管理的數字化、精細化、智能化。

2 數字化安全管理主要內容

2.1 安全管理信息化體系建設

企業安全管理是一項系統工程，可結合現場安全生產標準化要素和企業安全審計標準要素等，搭建安全管理信息化模塊，開發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 數字化安全設計

在水泥工程項目施工設計搭建三維模型過程中，同步進行數字化安全設計，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 人員數字化管理

水泥工程項目現場施工人數多，流動性大，崗位職能復雜，在進行“一人一檔”管理工作時，傳統管理方式易發生人員信息混亂、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、入場教育培訓和交底等記錄傳遞至安全管理信息化平臺，實現人員快速登記，形成實名制管理數據庫?；跀祿煨畔⒌囊恢滦?，在員工調換工作崗位時，即可借助數據庫信息檔案，判斷評估其調崗是否符合安全規范，從而強化人員管理的針對性。

2.4 危險區域動態預警

水泥工程項目施工現場危險區域較多，施工過程中存在極大的人身安全風險。目前，對于項目施工現場人員闖入危險區域的安全管理，主要依賴人工巡查和視頻監控。人工巡查依賴于項目安全員等現場管理人員，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。視頻監控雖然可以通過布設足夠多的攝像頭，達到全面監控的目的，但視頻監控規模越大，信息量也越大，僅依靠人工盯視監控畫面不切實際；而當前的計算機智能識別算法尚不成熟，易產生誤判，且運行成本相對較高。在數字化安全管理工作中，通過繪制電子圍欄，設置圍欄類型（普通區域、危險區域），可實現危險區域闖入預警。

2.5 隱患排查治理

在進行水泥工程項目現場安全檢查和隱患排查治理工作時，傳統管理方式是先組織現場檢查，再匯總現場檢查發現的問題，編制隱患問題清單或隱患整改通知書，下發至責任人整改；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。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，按照國家相關標準規范建立安全檢查數據庫，將檢查內容分類；在檢查過程中發現隱患時，可將隱患立即拍照上傳至平臺，選擇對應的檢查條款、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查，審核人在復查確認合格后關閉隱患，若復查不合格則駁回申請，繼續整改至形成閉環。

2.6 車輛機具數字化管理

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

2.7 塔式起重機作業智能控制系統建設

塔式起重機在使用過程中存在一定的風險性，群塔作業時，風險發生的概率將會大幅提升。單臺塔式起重機作業時，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時，作業平面會出現相互重疊的情況，易出現碰撞事故[2]。在塔式起重機設備中設置智能安全監控系統，可輔助其作業，提高群塔作業本質安全水平，避免出現塔式起重機碰撞事故。

2.8 異常事件智能識別及報警

項目現場裝設覆蓋所有作業區域的視頻監控系統，借助AI蜂鳥盒子及廣播，可實現安全帽檢測、安全帶檢測、反光衣檢測、明火檢測等智能識別。

3 數字化安全管理在水泥工程項目中的應用

3.1 安全管理信息化平臺建設

在槐坎南方水泥項目建設時，安全管理信息化平臺即涵蓋了該項目安全目標、機構人員、法律法規與制度、安全教育培訓、安全文化、作業安全、生產設備設施安全、應急管理、危險源管理、安全事故管理、安全督查和審核、職業健康管理等安全工作的全部業務，實現了項目安全生產管理信息的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、孔洞數字化安全設計

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，規范施工過程安全管控。煤粉制備車間安全防護設計如圖2所示，煤粉制備車間臨邊安全防護欄桿設計如圖3所示。

圖2 煤粉制備車間安全防護設計

圖3 煤粉制備車間臨邊安全防護欄桿設計

3.3 人員實名制數字化管理

都勻上峰水泥項目人員進出現場時，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場人數。通過安全帽上的NB定位標簽可實時定位現場人員，通過WEB端2D地圖模式可實時查看現場人員分布、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“實時找人”的管理需要。人員實名制管理數據庫如圖4所示。

圖4 人員實名制管理數據庫

當項目人員進入施工現場室內環境，可借助考勤點設置的“場景標簽”，感應安全帽芯片發出的信號，記錄時間；再通過寬窄帶組合通訊方式，將數據上傳到云端服務器，按設定規則計算人員的移動軌跡，實現室內及各樓層間的人員定位。室內、室外人員定位監控畫面如圖5、圖6所示。

圖5 室內人員定位監控畫面

圖6 室外人員定位監控畫面

3.4 設置電子圍欄，實現危險區域動態預警

都勻上峰水泥項目在各危險區域設置了電子圍欄，實現了危險區域闖入預警，如，當有人員闖入危險區域圍欄時，將會觸發闖入預警。平臺將會以短信形式提醒其盡快離開危險區域，避免危險事故的發生。危險區域動態預警畫面如圖7所示。

圖7 危險區域動態預警畫面

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，二維碼巡更系統界面如圖8 所示。項目現場通過手機APP排查安全隱患，及時向責任人下發項目整改通知。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 二維碼巡更系統界面

二維碼巡更APP 系統可實現全員參與隱患排查，排查范圍全面覆蓋現場各個區域、部位和角落。所有作業人員發現隱患時，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，可不斷完善現場隱患管控措施，降低現場安全風險。

3.6 強化現場車輛、機具數字化管理

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記錄、運行軌跡、進出場時間等，實現車輛的實時記錄管控，形成監管記錄。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，及時排查逾期未檢設備，確保每臺設備安全可控。機具運行狀態掃碼查詢畫面如圖9所示，GPS車輛信息監控畫面如圖10所示。

圖9 機具運行狀態掃碼查詢畫面

圖10 GPS車輛信息監控畫面

3.7 建立塔式起重機監測防碰撞系統

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測防碰撞系統，現場相鄰塔式起重機控制系統組成了一個通訊網絡，在塔式起重機設備上安裝變幅傳感器和回轉傳感器，用于采集塔式起重機實時作業數據，發送至主機及相鄰存在碰撞關系的塔式起重機。后期，通過三維防碰撞算法，系統可自動計算塔式起重機的間距，并根據設定的碰撞角度和幅度預警值發出控制指令，實現群塔作業的防碰撞控制。群塔防碰撞關系示意如圖11所示。

圖11 群塔防碰撞關系示意

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

圖12 塔式起重機吊鉤可視化監控畫面

公司總部及項目管理人員可通過遠程監控平臺，實時了解施工項目塔式起重機的運行狀況、違規違章情況，對運行數據進行統計分析。

3.8 采用異常事件智能識別及報警系統

都勻上峰水泥項目、衢州南方水泥項目應用了現場異常事件智能識別及報警系統，當系統檢測到區域內有明火時，現場音頻設備會立即發起語音警告；同時，系統可對項目現場電路電線、生活區私搭亂建等重點監控區域的火焰進行識別。明火智能檢測畫面如圖13所示。

圖13 明火智能檢測畫面

在進行異常事件應急處置時，可通過信息終端，點對點進行喊話，及時對現場進行指揮調度。同時，聯動智能監控報警系統，實現自動警情播報。智能播報畫面如圖14所示。

圖14 智能播報畫面

4 結語

隨著數字化技術的日趨成熟，通過智能化、數字化手段輔助現場安全生產規章制度的“剛”性執行，避免了人為因素干擾，實現了安全生產的公司全級次分層有效監督管理，大大提升了國內外水泥工程項目的安全生產監管效率，提升了本質安全水平，為水泥工程項目建設提供了強有力的安全保障。