數字化管控系統在起重機械第三方檢查中的應用

黃超祿，趙 冬，董恒堯

（1.上海市建筑科學研究院有限公司，上海 201108；2.上海建筑機械安全智能控制工程技術研究中心，上海 200032；3.上海市建設工程安全質量監督總站，上海 200032）

建筑起重機械能夠給各方企業生產提高效率、帶來便利，促進了我國建筑業的發展。但起重機械品類多、專業性強，且工作環境較為復雜和惡劣，監管十分困難。起重機械第三方檢查服務已成為各級政府管理部門和相關建筑施工企業對施工現場機械設備安全管控的主要方式。然而，如何有效對第三方檢查工作的工作質量進行監督，切實提高建筑起重機械隱患排查治理效果，成為業界亟待解決的問題。

1 起重機械第三方檢查服務的痛點

起重機械第三方安全檢查服務對起重機械管理起到了積極的推動作用，但第三方檢查機構的工作質量及檢查結果的趨勢分析成為采購方面臨的痛點（圖1）。

圖1 起重機械第三方檢查痛點

目前，起重機械第三方技術服務機構數量龐大，存在從業人員流動性大、機構專業能力參差不齊的行業亂象。在建筑市場萎縮的大環境下，大量檢驗檢測機構在面對第三方購買服務時采用低價競爭的方式解決自身生存問題，而成本的降低勢必會帶來服務質量下降。如何保證起重機械第三方服務切實排查設備隱患，真實反映起重機械安全狀態，成為各級安全監督部門及施工企業面臨的痛點之一。同時，歷次第三方檢查服務會產生大量檢查報告及檢查數據，原始記錄及出具的紙質版檢查報告存放歸檔極為不便，對數據的查找和比對十分耗費人力和物力，如何有效分析數據，保留有價值信息，避免重復勞動，成為各級安全監督部門及施工企業面臨的痛點之二。

2 數字化質量管控系統的研究

進入“十四五”時期，國家加快數字化轉型步伐，大數據、人工智能、遠程診斷等創新技術日趨成熟，這也為管控檢查質量提供新的方向。以移動設備人機交互為基礎，形成一套質量管控應用程序，實現人員規范化作業、關鍵行為采集、及時反饋檢查結果等功能，保障起重機械第三方檢查質量。

2.1 人臉識別技術應用

人員能力在起重機械檢查中有著舉足輕重的作用，在選擇第三方時，采購方會對檢查人員的準入類證書（如特種設備檢驗檢測人員證）、職稱、從業經驗等職業資格及能力有一定要求，所以必須確?，F場檢查人員與合同約定人員一致。為了實現人員驗證這一目標，引入人臉識別集成應用。通過采用騰訊云的人臉檢索功能，在管理平臺上傳具備檢查資格的人員信息及圖像，建立信息庫。在現場檢查環節，要求檢查人員使用移動端應用程序上傳清晰的人員合影進行人臉特征比對，包括面部輪廓、眼睛、鼻子、嘴巴等關鍵部位的形狀和位置。通過比對，可以找到最相似的前N個人員。以此確定人員能力。

2.2 衛星定位及時間校核技術

為保證檢查行為真實性，從時間和空間2 個維度設定行為約束。通過移動端應用程序和無線網絡的配合，獲取用戶的實際位置信息（經緯度坐標數據），將移動端相機中定位服務授權，以獲取圖像采集過程中的位置信息。在應用程序中對兩者衛星定位進行校核。因施工面積大小存在差異化，故設置合理誤差范圍，在此范圍內，認為有效圖像采集，符合要求。

引入“進/退場”的概念。在檢查行為開始前需在應用程序上點擊“進場”功能，作為定位校核基準點，同時采集開始時間；在檢查行為全部結束以后，在離場前點擊“退場”功能，系統會自動校驗是否完成所有檢查行為并符合要求，若已完成并符合要求，則能夠進行退場操作，并記錄退場時間。反之則無法進行退場操作，無法完成檢查工作的閉環?！斑M/退場”時間區間代表檢查用時，也可作為采購方判斷檢查質量的參考依據之一。

2.3 搭建定型化檢查框架與關鍵行為采集

起重機械檢查工作是一項建立在法律法規及國家標準基礎之上，偏主觀行為更多的判斷性工作，這就造成各個檢驗檢測機構、各個檢查人員重點不統一、手勢不一致的現狀。通過梳理和匯總國家法律法規、地方標準及管理文件和采購人采購需求，編制標準檢查方案，制定統一檢查項目，搭建定型化檢查框架，形成電子原始記錄，盡可能保證檢查行為的規范化。檢查項目可視重要程度區分為保證項目與一般項目。通常情況下，達到相關法律、法規、規章、規范性文件處罰標準，或違反強制性標準條文的可列為保證項目，其余列為一般項目。

基于檢查框架中的保證項目、采購人的檢查需求以及本部門從業多年積累的檢查經驗，確定各個機型的關鍵檢查部位。在檢查過程中，對檢查行為及關鍵部位進行圖像采集，并實時上傳至應用程序，通過上述時間及定位校核約束功能，避免在檢查過程中出現漏檢現象。通過關鍵行為采集的方式把控檢查人員工作行為和工作態度。

在一個受查工地完成后，系統會梳理工地信息、逐臺設備編號、設備不合格檢查項目以及上傳的隱患圖集，形成電子化隱患清單，并支持下載。

2.4 應用程序使用流程

根據上述對定型化檢查框架的搭建、人臉識別技術、衛星定位、時間校核、關鍵行為的采集等研究，形成起重機械第三方檢查移動端APP 的邏輯設計。其業務流程如圖2 所示。

圖2 起重機械第三方檢查應用程序流程圖

每次檢查從添加任務開始，若為新受查工地，則需先進行“工地添加”，錄入工地的相關信息，建立好工地信息后，可對該工地添加檢查計劃。完成檢查計劃的添加，開始進行檢查登記。檢查登記分為以下幾步：①先進行人臉比對篩查，在通過比對后進行檢查作業，若未通過人臉比對，則須重新上傳人員合影照片，直至比對成功；②進行進場確認，確定衛星定位基準點；③添加工地，輸入檢查工地相關信息；④進行檢查登記，添加受檢設備數量，形成檢查任務列表；⑤進行現場檢查作業，過程中進行關鍵節點的圖像采集；⑥檢查完成后，系統自動生成檢查隱患清單并提交；⑦所有工作完成后，點擊退場。

通過搭建定型化檢查框架、人臉識別技術的應用、衛星定位及地圖列表的校驗、關鍵行為圖像采集以及隱患清單自動生成等功能集成應用，同時兼顧APP功能布局、延伸功能、網絡協同互動的重要性，并注重用戶體驗，達到歷史記錄共享化、操作便捷化、人員協同化、數據校驗化、檢查結果時效化、檢查質量控制化的目的。

3 數字化管控平臺的開發

通過數字化智能處理，形成可視化、結構化圖表及數據分布管理平臺，能夠更加清晰展示起重機械第三方檢查的整體情況和檢查反饋，達到分析數據，趨勢研判，為下一步安全管理工作提供有效支撐的目的。數字化管理平臺主要包含內容有：工地數量檢查信息、各類機型檢查隱患分布、隱患等級、檢查覆蓋率、受檢工地地圖列表以及檢查月趨勢等模塊，如圖3 所示。

圖3 起重機械檢查管理平臺看板

3.1 檢查概況可視化

將所有受檢工地進行匯總，并關聯移動端應用程序實時數據，可對已查工地數量實時更新，清晰展示檢查進度，為后續合理安排檢查計劃建立基礎。同時設置了時間查詢功能，檢查工地、檢查設備的數據統計可根據動態開工量實時變化，為采購人階段性分析提供數據支撐，也為檢查組提供有效信息，便于前期的準備工作。設備地圖列表應用，地圖清晰顯示工地位置信息，便于合理安排檢查計劃。在檢查概況中會體現已查設備數量和隱患設備數量，可清晰得到監管工地的統計數據、設備保有量等，也能夠對隱患設備比例一目了然，總體研判安全是否處于可控狀態。

3.2 隱患清單在線查看

將應用程序移動終端接入管理平臺，各個受查工地的隱患清單一目了然，直觀反映出該工地設備的安全狀態。平臺對隱患清單進行“嚴重”和“一般”的分級處理，對于歸類為嚴重的工地，說明該工地存在不合格設備，有嚴重安全隱患，需要采取有效處理措施進行整改或者修復，以保證安全性。隱患清單中附有隱患文字描述及圖像采集信息，對于檢查結果的公正性輔以作證，圖文并茂的方式可以清晰展示問題根源，幫助理解問題描述，方便查找問題原因。

3.3 隱患分析功能

將檢查發現的所有安全隱患按照不同受檢機型自動分類，可幫助分析不同設備的安全程度，分析隱患風險，把握管理重點，調整管理重心。針對每一機型的隱患結構化分級：第一級在同一機型下，進行嚴重項、一般項不同程度歸類，總體把控安全狀態；第二級在不同程度下，進行隱患部位歸類，方便分析隱患原因，加強安全管理。

3.4 歷史追溯功能

輸入受檢設備的唯一性出廠編號，可對此設備的歷史檢查記錄進行查找，追溯該設備全周期的安全狀態，有助于查看受檢工地的整改情況和安全工作落實情況。

通過數字化管理平臺，將檢查信息和檢查結果結構化、可視化，更加直觀獲取反饋信息，有助于采購人全面了解設備安全狀態，能夠深度分析、趨勢研判，為階段性管理工作提供準確有效且有價值的數據支撐。

4 示范應用

為全面落實上海市委、市政府決策部署，深度聚焦設備施工安全、有效控制施工機械安全風險，確保全市建筑施工領域安全形勢穩定可控，上海市建設工程安全質量監督總站開展了“上海市建設工程安全質量監督總站現場建筑起重機械監管項目輔助工作”第三方檢查工作，并聯合上海市建筑科學研究院有限公司進行起重機械第三方檢查數字化管控系統示范應用的探索。

起重機械第三方檢查數字化管控系統實現了人臉識別、工地“進/退場”、定型化檢查框架、關鍵行為圖像采集、隱患清單自動生成、數據關聯、數據結構化處理、隱患分級化展示等功能，如圖4、圖5所示。

圖4 移動端應用程序示范應用

圖5 數字化管理平臺示范應用

檢查前期，共采集檢查人員人像20 名。目前第三方檢查工作已結束，涉及在建工地200 余個，均為“進/退場”閉環有效工地，檢查設備1 000 余臺，采集關鍵行為圖像2 500 余張，發現安全隱患600 余項。在管理平臺中，設置檢查概況、隱患清單等級分級、設備信息、隱患分布等模塊化看板。在有效管控起重機械第三方檢查質量的同時，也為政府部門下一步安全管理工作部署提供數據支撐。

5 結語

通過移動端起重機械第三方檢查質量APP 以及數據可視化的管理平臺，能夠形成一套數字化檢查質量管控方法。該方法可解決起重機械專業性強、體量大、監管難的痛點，實現起重機械第三方檢查工作的規范化作業，同時能夠對現場行為進行監督和量化。將檢查反饋以數字化形式輸出，做到檢查結果結構化、關聯化，實現風險管控，為安全管理工作部署提供基礎數據保障。數字化管控系統同樣有利于檢驗檢測市場規范化，促進行業發展。

未來，隨著檢查的多樣性以及互聯網技術的不斷發展，相信數字化技術也將更廣泛應用于起重機械安全領域。