“工业互联网+安全生产”在工程建设企业项目安全管理中的实践

刘 涛，于富强，王永胜

(中石化石油工程建设有限公司，北京 100020)

0 前言

2020年10月，工业和信息化部与应急管理部联合印发了《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021—2023年)》，提出通过工业互联网在安全生产中的融合应用，增强安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，推动安全生产从静态分析向动态感知、从事后应急向事前预防、从单点防控向全局联防转变，提升工业生产本质安全水平[1]。“工业互联网+安全生产”，就是对安全管理进行信息化、数字化赋能，对于工程建设企业而言，其能够有效打通生产施工过程中设计、物资装备采购、人员进场、技术方案编制及交底、施工等各个环节，实现信息适时共享和资源动态调配，在安全生产前期的有效预防、中期的综合监管、后期的快速处理等方面都有巨大的潜力和意义[2]，是工程建设企业实现高质量发展的必由之路和重要保障，为提升项目安全管理水平指明了方向。

1 工程建设项目安全管理存在的主要问题

1.1 人防为主，跟不上安全管理形势要求

一方面，工程建设企业同时在建的项目数量多，施工作业点多面广、高度分散，传统的安全管理主要依靠投入大量人力在现场盯防，耗时费力，且难以有效覆盖所有的施工作业现场和活动，容易出现空当，导致失控漏管。另一方面，过于依靠安全管理人员的素质和能力。安全管理工作涉及的专业面广，要求安全管理人员全面熟悉和掌握所有专业的安全管理标准、规范和制度既有难度，也不现实，大部分情况下管理靠老经验、土办法，科学性、针对性、有效性不强。同时，人员的责任心对安全管理也有较大影响，导致工程建设企业各项目间安全管理绩效水平参差不齐。

1.2 信息孤岛，不利于安全管理资源调配使用

一方面，按照安全系统思维、体系管理要求，工程建设项目安全管理工作需要多专业、多参与方联动、共同配合完成。信息跨越不同的参建单位、不同专业部门时流动不顺畅、共享不及时，给各方带来不必要的冲突，增加了沟通难度、降低了协调效率，责任划分不明确、前后工序交接不到位、现场交叉作业等容易带来安全风险。另一方面，工程建设项目日渐趋于大型化、复杂化，使得项目信息量剧增、信息种类繁多、存储分散不集中、信息传递效率低易失真、缺乏完善的数据库等，给建设项目管理、安全管理信息化带来困难。同时，风险因素随着项目的进行而不断出现并时刻发生变化，具有极强的动态性，如何有效对其进行跟踪管控成为巨大的挑战。

1.3 被动管理，难支撑超前安全风险识别管控

在工期目标的制约下，安全管理必须未雨绸缪、提前“排雷”，才能确保生产施工高效运行。当前工程建设项目对短期内作业活动中可能存在的安全风险，可以利用JSA、检查表、事故树等工具进行识别。但传统的“事故驱动型”安全管理模式容易与生产发生冲突，导致工期损失、成本增加或安全防范措施落实不到位等问题。

2 “工业互联网+安全生产”项目安全管理应用实践

“工业互联网+安全生产”为解决上述问题提供了新的思路和可行性方案。结合项目安全管理管控，特别是聚焦风险管控需要，按照“数据+平台+应用”的建设模式，收集并挖掘有价值的数据，促进其与专业管理的深度融合，以工程建设项目“五化”(标准化设计、工厂化预制、模块化施工、机械化作业、信息化管理)推进和智能工地建设为载体，围绕安全管理综合运用BIM、GIS、RFID等技术及工具，积极推动“工业互联网+安全生产”，完成工程信息展示、施工过程监控和预警、人员实名制管理、安全质量管理、环境数据实时监测、视频监控实时监测以及车辆管理等功能，通过B/S架构和APP手机应用部署，实现工程建设项目安全生产的可视化、数字化、智能化管理，图1为某工程建设项目智能化管控平台示意。

图1 某项目智能工地管控信息化平台

2.1 强化人员管理

以人员资质及能力管理为核心，以“实名制”为抓手，运用RFID技术，使所有人员信息(包括入场培训、实操考核验证、特殊工种持证、健康状况等)均记录储存于安全帽内的RFID芯片中，形成智能安全帽，如图2所示。智能安全帽结合门禁管理，对不满足进场要求的人员禁入，自动拒绝达到离场培训要求的人员入场；与安全记分系统结合，实现人员违章情况实时录入记录。同时结合RFID和GIS的定位功能，实现人员场内位置的定位和跟踪。直接作业环节设置警示区域并通过RFID读写器进行标注，形成电子围栏区域，进入区域的施工作业人员和设备自动进行识别，并与作业许可、班前讲话、安全技术措施交底等流程绑定，提升许可作业的监管力度，未严格执行作业许可程序的可自动报警。

图2 智能安全帽实现功能示意

2.2 抓实过程管控

结合项目从设计到施工的过程管控，进一步深化建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术在安全生产上的应用，推进智慧工地建设，提升本质安全水平。在设计阶段，通过BIM技术进行设计冲突检测、空间安全管理、安全分析以及模型试验，有效发现设计阶段的安全问题，为施工的安全实施提供保障。同时，利用BIM技术深化施工二次设计，提高预制深度，通过工厂化预制、模块化施工，大幅减少现场高风险作业数量，保障现场施工安全。在施工阶段，利用BIM的可视特点，开展施工组织方案的事前推演和施工工序虚拟演示，动态模拟施工期间各工序、各作业部位、各机械设备和工种的时间及空间安排，避免机械冲撞对施工者的人身安全构成伤害。开工前利用BIM技术对现场风险进行识别、预演及安全检查，提前做好风险策划和制定管控措施，提高风险管控的前瞻性和主动性。划定安全风险区域和部位，配合视频监控、RFID标签以及定位技术等，识别现场施工作业人员的信息和位置、安全防护装备佩戴情况、机械设备的信息和位置、机械设备操作权限，对BIM中识别出的危险区域进行标定，识别进入人员并进行警示；一旦有非授权的人员进入危险区域或靠近正在运行的移动机械设备，系统将自动报警，从而有效避免各种安全事故发生。

2.3 从严风险管控

针对脚手架施工、起重作业、高处作业等较大风险，通过前端传感器+后端分析报警的方式进行智能监管，利用视频AI监控、周界防护、智能广播等方式对施工区域异常行为实时监控，保障施工安全。在脚手架上安装监测设备，通过无线位移传感器与倾角传感器实时感知脚手架的整体安全状态，监测外脚手架的轴压及倾斜，一旦发现相关指标超出限制，立刻在现场通过声光报警使作业人员迅速撤离，同时通知相关管理人员。起重机械设备上安装传感器，对起吊重量、力矩、高度、幅度、回转角度、风速等数据进行实时监测，一旦超过设定的临界值就报警(图3)。高处使用吊篮作业时，通过对风速、吊篮高度、横向竖向位移以及倾角的实时监测，对可能出现的风险及时预警，保障高空作业人员的生命安全。

图3 塔吊实时运行参数收集及处理

2.4 提升监管效能

结合安全视频监控系统，开展AI视频危险源识别，对现场违章行为和生产异常进行截图和录像，实现远程督查。建立“互联网+HSE监督管理”系统，见图4 。根据有关标准规范制定格式化的检查对照表，现场安全管理人员通过手机终端，即可实现对监督检查发现隐患问题(包含时间、地点和具体描述)的录入，同时提交现场照片和视频，使监管更加及时有效、检查标准有章可循，减轻了现场安全管理人员整理隐患问题报表的负担，减少了人员经验、能力不足对检查结果的影响。系统后台对隐患问题闭环整改情况进行跟踪，可按照按违章类型、问题类型、专业类型、整改情况等进行统计分析，并根据大数据分析的结果预判主要矛盾，对今后有针对性地开展监督检查工作或作为安全辅助决策提供技术支撑[4]。

图4 安全视频AI风险识别系统

2.5 防范质量安全风险

建立智能焊接管理系统(图5)，实时采集焊接过程中的各项数据，包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接线能量等，提升焊接工艺执行的管控力度。焊接数据采集终端通过扫描焊工、焊机、焊接工艺和焊口编号二维码，快速收集焊口基础信息，锁定焊口“人机料法”信息。应用二维码移动管理信息系统，进一步加强质量控制点检查验收和质量问题溯源管理，实现质量问题发起-整改-复查的闭环，问题留存并自动分析，支撑项目质量管理改进。

图5 智能焊接管理系统

3 结语

通过结合工程建设企业项目安全管理实际和现实需求，积极推进应用“工业互联网+安全生产”新技术体系和管理模式，利用态势感知、大数据技术实现施工作业关键管控环节及安全要素的智能管控、风险分析和主动预警，推动了安全监督管理由“人防”向“技防”的有效转变，提升了项目本质安全水平，促进了工程建设企业高质量发展。