超低排放改造项目安全管理中的信息化应用

金军洁 JIN Jun-jie

（浙江天地环保科技股份有限公司，杭州310018）

0 引言

随着计算机及网络技术不断更新和发展，信息化的社会应用程度也日渐加深，在党的十九届六中全会中再次提到了要强调统筹发展和安全，信息化技术如何更为有效应用于工程建设施工现场的安全管理，也成了建筑施工企业实践和发展的一个重要方向。

为有效提升安全发展整体效能，推进安全管理立体化、信息化，进一步发挥科学技术对安全生产的技术保障作用，在某新建燃煤电厂超低排放项目吸收塔作业现场应用工程现场信息化安全管理系统，以“数据集成，智能识别，全程监控”为目标，通过人工智能（AI）识别强化现场安全监督，实施安全视频化记录，实现违章行为预警，督促落实安全教育岗前培训落实，提升安全生产监督检查效能，加大安全生产督查力度，及时整改和消除事故隐患，预防各类事故发生。

1 目前燃煤电厂超低排放改造项目管理存在问题

燃煤电厂超低排放改造项目部存在有限空间作业、防腐作业、动火作业等高风险作业，且涉及新工艺、新技术、新设备的使用，安全管理压力大，安全生产管理工作复杂；基建区域大，现场安全管理主要依靠管理人员巡查监督，难以做到区域全覆盖、全时段监督，且现场管理人员管理水平参差不齐，从而导致安全生产风险较大，安全生产管理工作难以落实到“最后一米”。

①超低排放改造项目大多数存在着安全管理范围广、区域分散的问题，存在较多有限空间、防腐、动火、高空等高风险作业，且涉及新工艺、新技术、新设备的使用，安全风险点多，管控压力大，对管理人员综合素质要求高。

②超低排放改造涉及脱硫、脱硝、除尘改造，改造区域大，交叉作业多，现场安全管理主要依靠管理人员巡查监督，难以做到区域全覆盖、全时段监督，且现场管理人员管理水平参差不齐，从而导致安全生产风险较大，安全生产管理工作难以落实到“最后一米”。

③外包单位安全投入不足。近年来建筑施工及机电安装行业市场竞争激烈，项目承包单位的利润空间基本上都被控制在较低的水平，外包单位在进行项目竞标时，往往会被迫降低利润甚至以接近成本的价格寻求中标，在后续施工过程中，外包单位为完成其利润目标，寻求各种方法降低其经营成本，在安全人员配置、员工教育培训、设备设施保障及安全措施等方面投入不足，导致外包施工过程中存在极大的安全隐患。

2 信息化有效解项目管理存在问题的功能应用

选取某新建电厂（2×660MW）超低排放改造项目的吸收塔作业区域作试点推行智慧安全管理系统，通过在通过在施工现场装设多个摄像头，全天24小时不间断监控现场情况，通过对现场人员安全帽、安全带未佩戴、吸烟等违章行为的智能化识别，抓拍记录现场作业人员违章行为，大力提升现场安全监督管理效果，强化安全监管的威慑作用。

2.1 信息化安全管理系统解决问题

根据以往改造项目管理经验，分析以往“反违章”数据，发现现场违章主要为安全防护用品不按要求穿戴、违章吸烟、违章进出隔离区域、有限空间管理不严格、脚手架堆载过多等问题；深入辨识建设工程现场危险源，明确工程中主要的管理区域有防腐施工区域、临时危化品仓库等。在以上安全管理上主要通过现场管理人员对现场作业人员的安全教育培训、不定期检查监督等方式进行管理，但是人力监督总是有局限性的，不仅无法全时段对违章行为进行监督，也不能通过预警及时制止违章行为。

为加强现场安全监督的管理，提高现场安全监督的效能，降低安全事故隐患，保证现场安全生产，结合现有信息化手段，选取吸收塔区域作业现场布置8个摄像头、道闸、服务器等设备，建设工程现场智慧安全管理系统，采用电脑（PC）端+移动应用（APP）端相结合的方式，为现场安全生产提供保证。该信息化安全管理系统基于以下4点进行建设：①以视频监控为手段，实现现场施工标准的可视化。②通过智能分析图像信息，实现对安全隐患、违章作业的监控预警。③实现对项目施工现场的全面监控，做到对现场安全工作情况及时掌握。④通过移动端手机应用（APP）实现视频监控和报警消息推送功能。

2.2 信息化安全管理系统实现功能

本系统总体功能分为人员进出管理、视频监控、违章管理、站班会管理、基础信息管理、人工智能（AI）算法导入管理、统计报表查询、系统管理等，对智慧监控及违章识别进行说明。

监控中心是工程现场智慧安全管理系统实施的核心。监控中心作为指导调度的中心，实时展现现场监控画面，并且第一时间将智能分析发现的现场违章、违规行为推送至主页面来告警。具体功能实现如下：

①实时监控。监控中心通过液晶显示屏实时播放施工现场所有摄像画面，并可以实现对每一路摄像画面进行放大、回放录像等操作。经过人工智能（AI）专用服务器智能分析，监控中心的消息提醒栏可以及时发现现场是否有违章、违规行为。

②当日较大风险施工内容告示。在主屏幕上告知当日施工计划、现场责任人、作业内容、涉及的危险源及防范措施，并结合到监控中去，保证有摄像头对当日重点危险源的实时监控，提示管理人员加强当日重点风险源的管理。

③违章智能识别。通过视频通道和智能图像分析软件的结合，经过人工智能（AI）深度学习，构建违章分析模型和违章分析识别能力，实现对工作现场违章现场的智能抓取、预警及告警处理。

④违章消息。在消息列表中，存放着今日提醒的消息，这些消息来源于人工智能（AI）专用服务器对现场情况的分析和判断，即通过人工智能（AI）智能识别来判断是否存在违章行为，从而生产包括消息产生时间、消息中的画面、录像等信息，为后期的管理人员介入处理提供重要依据。

在人工智能（AI）分析发现违章行为形成告警后，告警消息以闪烁的方式呈现，每次出现新告警都会有声音警告声音提醒，且仅在违章行为被制止、安全隐患被消除、违章人员被处理后经管理人员批准后才不再提示，确保各类违章行为切实得到处理结果。

⑤安全管理记录。对站班会参加记录、施工计划、工作票管理等信息进行信息化记录，并将相关的记录文件进行数据存储，实现对项目各视频监控点相关作业内容的提醒，用视频记录代替文字记录，增加站班会实效，减轻安全台账记录工作量，同时也更方便管理人员复查站班会开展效果，并及时查遗补缺，将安全风险管控措施告知现场作业人员。

⑥移动端应用（APP）开发。在手机系统下可采用移动设施使用的应用程序，通过违章告警信息推送、查看现场违章图片或视频、查看现场安全管理痕迹等实现远程对现场安全管理的全过程监督，确保现场项目部通过该系统运用保证工程实施安全，也保证安全风险分级管控到实处。（图1、图2）

图1 智慧安全管理系统高风险作业监控

图2 智慧安全管理系统监控实景

2.3 人工智能（AI）识别研究

针对这些违章行为，根据现有的人工智能（AI）深度学习及大数据等信息化手段，通过摄像头全天候监控，人工智能（AI）全时段智能分析识别来解决以上问题，并且形成对现场作业人员的威慑力，持续安全高压态势，从而在意识层面上提高作业人员安全底线意识，时刻敲响安全警钟，遏制安全生产事故发生。

①安全帽、安全带穿戴违规识别研究。由实施人员对施工现场进行勘察，多方位多角度采集海量的作业人员穿戴安全帽、安全带的现场照片，并通过人工智能（AI）平台的自主学习算法，建立安全帽、安全带的底层像素库。现场作业时，通过摄像头的实时画面与底层像素库做AI的比对分析，智能识别现场人员穿戴是否违规。

②吸烟违章行为识别研究。吸烟违章行为识别不同于安全帽、安全带的识别，由于更多的人的一种行为，故更加难以判断。由于香烟的体积很小，香烟产生的烟很淡，很难通过体积、颜色来进行图像的识别，因此通过抓拍香烟产生的火苗点进行图像分析，追踪人在吸烟过程中的习惯性动作，通过人工智能（AI）的自主学习算法，结合火苗图像和敏感动作智能识别违章行为。

③有限空间管理识别研究。结合有限空间管理在特别重要区域设置道闸，配合高清人脸识别技术，作业人员经“人脸”登记后，现场刷脸过闸，进入有限空间作业，实现有限空间人员进出控制的无人管理，也保证无关人员无法进出重点区域，并辅助摄像头对进入人员进行人脸数据抓取，智能比对分析人脸模型，根据业务系统的配置进行入侵检测，识别当前人员是否允许进入该区域，否则提醒并告警。

④火险识别研究。火险的识别主要通过双光谱筒型摄像机进行识别。双光谱筒型摄像机实时对现场进行视频和图片分析，生成热成影像图。由人工智能（AI）算法对热成影像图的热点分析，智能判断出是否有火险情况，并及时提醒并告警。（图3、图4）

图3 智慧安全管理系统违章提示

图4 智慧安全管理系统站班会记录

3 信息化系统实施成效

工程项目现场开始通过信息化安全管理系统加强监督管控后，24小时监测监控现场是否出现违章作业，并及时抓拍违章图片推送到移动终端同时展示在办公区电视屏幕，方便安全管理人员在办公区实时查看现场施工作业情况有效减少重复劳动及监督防范作业风险。通过项目现场较大以上风险作业内容公式，强化了对作业人员的安全技术交底，有效落实隐患排查治理与风险分级管控双重预防机制的建设要求。通过视频记录补充安全教育培训台账，增加站班会的实施成效，一定程度上减轻了项目安全管理人员台账记录工作量，也便于项目安全监督管理人员抽查站班会制度开展效果。

在本项目装设摄像头试运行期间，在现场投入违章识别使用区域，共计抓拍训练标注素材1万张+，启动识别分析共计抓拍3000张+（排除测试数据，包含重复抓拍违章数据），该项目违章考核从1700元逐月降低至500元，现场作业人员习惯性违章明显减少，整体效果显著。通过现场走访询问，各作业人员安全意识和行为得到了强化，特别是因为该项目抓拍记录违章行为，考核更容易直接落实到个人，杜绝了部分作业人员的侥幸心理，使得现场作业人员明显感觉到安全压力，形成安全威慑力，进一步规范作业行为，确保安全管理落实“最后一米”。

4 结束语

在试点项目推行信息化安全管理系统的过程中，通过计算及数据库和网络系统，现场安全管理人员能够远程实时掌握现场情况，更有针对性地实施安全管理，强化重点区域的安全监督，用视频监控来增加现场监督的“眼睛”，让现场作业人员时刻感受到被监督、被关注，从而牢固树立安全意识，杜绝违章行为，遏制安全事故发生，也通过识别数据的筛选和分类收集了现场多发性违章的数据库，为下一阶段推广应用奠定了基础。

但是智慧现场安全管理系统不是万能的，有其局限性。一是现在的人工智能（AI）技术还没有先进到足以代替人的分析识别能力，存在误判、未识别等问题，需要管理人员纠错，也需要随着科技的进步而进一步提升；二是视频监控的点位也无法做到全覆盖，由于空间、环境、阻挡等原因会形成短暂盲区，视频监控抓拍及传输也受到网络限制，对违章的制止及后期处置仍需要人来实现，无法真正达到违章“实时”制止、违章“立即”消除的程度；三是实时监控不能代替现场监督，只有机器的抓拍是不可能使得作业人员提升自身安全素质的，仍需要管理人员不断教育培训、现场指导来切实改变作业人员习惯，这是系统不能做到的，也是最根本的。

安全管理仍需秉承以人为本，安全监督管理人员可以利用人工智能（AI）深度学习、大数据、监控等信息科技化手段强化安全监管，但是意识上、思想上还是要把人的安全意识和素质放在第一位，要用科技信息化工具来作为监管的延伸和工具，善于运用先进的理念和专业的方法提升安全管理效能，增强安全管理协同性和服务性，提高预警预防各类安全风险能力，增强安全管理预见性、精准性、高效性，提高安全管理信息化水平。