基于区块链的智能化工地安全管理

项雯婷 陶泽华 郑纲

摘 要： 随着技术的发展，智能化系统近年来发展迅速。现有安全管理系统大量依赖人工检查与记录，在信息的获取与处理方面多有不便。本文介绍了基于区块链的智能化安全管理系统在安全活动管理、危险源管理、安全资料管理等方面的运用及成效。

关键词： 区块链;智慧工地;安全管理

【中图分类号】J525     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.144

1 引言

随着硬件水平与信息技术的发展，智慧工地逐渐成为工地管理发展的趋势。近两年来多个地区已陆续尝试制定规范及技术标准，对工地的智慧化管理进行规范。智慧工地利用信息技术及信息化传感设备，简化安全管理操作，减轻人工操作负担。

2 现状

目前，安全管理信息化主要偏重于安全记录和资料的信息化。各类操作规程、检查单据模板有电子文档，但是安全管理现有流程和规范中信息化手段使用较少，对危险源管理、安全活动管理等大多依赖人工进行检测记录。

随着信息化技术的引入和成熟，大量信息可采集接入：图像识别技术与视频监控结合，可进行人脸、车牌识别，对进出场人员及车辆进行识别获得进出场信息;OCR图像识别技术可识别图片中的文字信息，将手写的纸质表单自动识别为结构性数据;设备状态监控系统通过传感技术实时采集设备数据，通过网络实时上传系统，经分析可获得设备狀态信息;AI可取代人工通过视频监控对危险区域进行实时监控，快速准确的识别危险行为。基于这些可获得的数据，工地安全管理有更大的改进空间：

2.1 线下人工操作多

安全员在日常工作中有大量信息需手动填写。安全巡检中下发的整改单、安全会议及安全培训的记录以及现场各类作业时的单据有大量人工检查填写内容。例如进行吊装作业前填写安全吊装令需检查工程概况、机械工况、设备检测情况、作业区情况以及交底情况，进行作业前填写动态吊装令时，需要再次检查作业人员、机械设备及场地状况等。这些现场及人员情况都需要人工检查并一一填写，时效性及可靠性还可提高。

2.2 信息流转不畅

各类单据在填写后需人工递送至相关人员，处理流程时查询信息多有不便。例如违规处理流程在下发整改单后，在相关整改完成后安全员进行现场复查，填写新的单据确定是否整改合格。纸质单据来回流转耗时较多，且填写后仅有纸质文件归档，无电子存档，事后如需要查询相关信息时需人工检索纸质文档，比较不便。

2.3 工地信息源分散且复杂

工地的信息来源有视频监控、门禁系统、外部的供应商信息及监管部门信息接入等，数据类型复杂。单个工地需采集的数据项及数据量较少，但是工地总数多且分散，如果将所有工地的信息汇总到一个中心平台会给平台造成很大压力，难以进行信息的调用处理。

3 系统架构设计

智能化安全管理系统服务于安全管理活动及安全监管活动，支撑应用层的各项功能，为系统的安全可靠及高效运行提供条件。对于工地信息源复杂、单个信息源信息量少而信息源分散且多的情况，适用分布式架构。工地安全管理不仅是事前及事中，事后如果发生安全事故，需要有可信的数据对事件进行溯源来判断问题来源。有效的事后管理也可有效威慑事前与事中安全管理，形成良性循环。

区块链作为一种分布式去中心化数据库，各区块的内容由所有节点共同控制，异常数据需要获得50 %以上的节点的通过。区块链产生的区块按时间顺序排列，每次动作都会留下带有时间戳的记录，形成完整的证据链而非单个的证据。这使得资料流程的存储安全性得到保障，保证了存储资料的客观性及事件的关联性，实现安全与质量管理的数据可信任、过程可溯源、信用可评估，为监管提供可信存证，为后续事件处置提供依据。大数据技术与移动端相结合，对安全质量管理提供研判与决策分析，为管理提供依据。

4 模块设计

安全管理系统被分为六大模块，便于相关人员有针对性地快速进行处理。

4.1 人员安全管控模块

本模块主要对人员在工地环境下的作业安全相关信息进行采集，并通过平台进行管控。模块对接通过工地人员管理系统，实时获取人员进行场内定位跟踪信息，进出安全区域进行报警信息，作业行为进行识别信息和违规行为记录和处置跟踪信息等。对于需要上报或者联动工地方外的其他部门进行告警或者处置的，直接通过本模块进行处置和记录。模块实时获取上述信息后，一方面在平台进行实时展示，另一方面接入区块链，通过平台进行查询和统计分析。

4.2 危险源管控模块

本模块主要对工地环境下的危险源进行分类、采集、录入和维护，并通过平台进行发布和跟踪。模块对部分危险源，采用预案等方式，提供后续的跟踪和动态预警能力。

4.3 违规事件管控模块

本模块主要对违规事件提供流程化的管控处置，包括违规事件的采集（从其他模块上报）、录入和处置流程的记录。同时，对已结案和未结案事件进行查询、统计。所有数据上链以便进行查询调用。

4.4 安全活动管理模块

模块提供基于区块链的对安全巡视、安全交底、安全会议等活动的资料记录、备案和管理功能。

在安全巡视方面，可以通过移动终端对巡视的过程、发现的问题进行记录和上报。也可以对于已发现的问题进行跟踪。在平台端可以对安全巡视的点位、路线进行回放、统计，也可以通过分析来规划合理的巡视路线和时间。巡视资料接入区块链，对事件发生的时间和点位进行汇总。

在安全交底、培训、会议等方面，可以通过移动终端对主题、时间、人员等信息进行记录，并可以根据需要进行现场照片、录音以及文档资料进行上传归档、备份。

4.5 安全资料管理模块

模块提供对本子系统所有涉及的信息数据和资料进行统一的存档、备份等功能，并对外部系统提供统一的安全数据和资料的共享管理。

在安全资料的备案方面，通过基于区块链的分布式数据存证技术，对数据进行实时归档。一方面可以根据需要随时对存证备案数据进行提取和回溯，另一方面在需要时可以作为安全管理的证据资料为处理事件提供依据。

4.6 综合查询与统计分析模块

模块提供对安全告警、违规事件、安全活动资料的综合查询功能，通过区块链技术从各个分布式节点调用数据，可以通过时间线对信息进行梳理和回溯。在统计分析方面，可以分别根据对象、时间、类型和其他数据字段进行统计。

4.7 安全存证溯源模块

模块提供危险源资料、安全事件、安全活动资料的存证溯源功能，区块链技术保存了带时间线的每一次操作行为，形成证据链，可以在事后对安全事件进行完整过程的回顾，辅助进行原因分析及职责认定。

5 成效

智能化安全管理系统在单个工地与多个工地的联合管理上都有一定成效：

在单个工地管理方面，区块链及大数据技术的应用为资料的安全提供保障，为安全活动提供全生命周期溯源。

在多工地联合管理方面，智能化系统提供了资料的分布式存证，各个工地的资料平时分布储存在各工地本地，需要调用时管理部门可通过系统调用所有工地的信息，避免了管理部门需要储存大量信息的问题，同时保证了每个工地的事件可溯源，为管理部门决策分析提供数据支持。

6 结语

智能化措施可以使工地安全在资料管理、流程处理速度和安全可靠方面有所提升，是工地安全管理未来发展的趋势。本文简单介绍了一些智能化措施在工地安全方面的运用，希望能带来一些启发。