船厂安全管控平台的设计与实现

侯 星，王冬梅，王 良，王小强，任 静，石 琎

(1.上海船舶工艺研究所，上海 200032；2.上海申博信息系统工程有限公司，上海 200032；3.广州文冲船舶修造有限公司，广东 广州 511462)

0 引 言

2021年5月，应急管理部在《应急管理部关于推进应急管理信息化建设的意见》中指出：将加大支持保障力度，实施“工业互联网+安全生产”行动计划，推进安全生产风险监测预警系统建设。2021年6月，中国船舶集团有限公司在《中国船舶集团有限公司加强和改进安全生产工作的对策措施》中指出：增强安全技防措施，组织推广便携式气体监测、登船人脸识别、自动抓拍、叉车限速和起重机姿态监测与防撞等一批安全技术措施。

船厂生产作业的主要特征是环境复杂、场地分散且大多数作业具有高危险性，包括高空作业、立体交叉作业、水上作业、明火作业、起重作业、涂装作业和密闭舱室作业等，在作业场景下潜在多种不确定性风险，如坠落、溺水、中毒、失火和撞击等，因此需要严格的安全管控措施与工具。但船厂安全管理人员人数有限，传统的安全管理方法难以满足越来越高的安全管理要求。随着工业互联网技术的发展，船舶制造生产安全管控将发生变化，从传统的事后维修维护型、预防型安全管控逐步走向以数据驱动的视情分析型、预测型安全管控。

国内优秀的安全领域企业主要服务于化工、电力、建筑和交通运输等行业，但缺乏船厂安全管理经验。基于船厂安全管理要求、特点和信息化建设现状，开展船舶修造企业安全管理典型应用场景分析研究，提出船厂安全管理信息化建设方案，开发船厂安全管控平台。

1 总体架构

安全管控平台采用云平台技术架构，扩展性良好。系统总体架构为3层体系：基础设施服务层(Infrastructure as a Service，IaaS)、平台服务层(Platform as a Service，PaaS)和软件服务层(Software as a Service，SaaS)。安全管控平台总体架构如图1所示。

图1 安全管控平台总体架构

(1)IaaS是以云资源作为平台建设的基础资源层，适应多个修造船基地的统一管理。云计算资源包括云服务器、大数据库、数据安全、模型计算等，是实现虚拟化服务集群(云计算)的基础资源，提供平台的运行环境等基础服务。

(2)PaaS提供统一的平台化系统软件支撑服务，包括基础组件层与业务组件层。主要服务包括统一权限、地图引擎、设备数据采集、移动应用开发平台、报表服务、消息服务、业务规则引擎和定位服务等，可满足云架构的部署方式，并可根据业务需求进行定制和扩展。

(3)SaaS是平台对外提供的业务应用服务，依托移动互联网，实现全生命周期集中管控和大数据技术驱动的集团化管控，对安全管理业务切分若干单独的应用模块，形成若干安全管控的微服务。使用终端根据应用场景，以满足功能开发与便于推广应用为原则，支持多种应用端，包括个人计算机(PC)(计算机网页)、App、微信小程序、第5代超文本标记语言(Hypertext Markup Language，HTML)(移动端网页)[1-2]。

2 主要功能

2.1 数字化区域

基于厂区全貌图[3]，对船厂进行精细化网格划分，区域界限明确，并按规则对各区域进行编号，各区域设置明确的责任部门及责任人，重要设备与设施实现分层管理。通过调出应急消防设备，可查看设备的位置与状态等信息。通过调用摄像头，可查看现场实景。数字化区域将风险四色图、隐患重点区、作业集散程度、现场情况可视化等集中监测管理，实现安全管理人员的“一图管理”。数字化厂区如图2所示。

图2 数字化厂区

2.2 风险管控

建立全厂标准风险数据库，涵盖部门、工种、工艺、地点、风险等级、管控措施等多项关键属性。通过通用风险评价法将危险源级别分为4级进行管控，评价方法包括风险矩阵法(简称L·S法)、LEC评价法等。系统提供静态风险与动态风险2种管控方式。对于造船厂，大多数工艺流程均为固定地点，固定地点风险可通过电子地图分级查看，这样便于管理者快速定位风险。对于修船厂，由于每条船结构不同、特性不同，其风险管控更多为船上风险，因此可根据船型和系统建立风险库。

2.3 隐患排查

船厂占地面积大、人员散布广、环境复杂，隐患排查是安全管理较为重要的一环。隐患排查应秉持全员参与、全员管理和全员监督的理念。系统提供App和二维码对现场存在的隐患实时拍照，对存在的隐患进行描述，提交安环部门审核。船厂安环部或其他部门分管安全的责任人可通过App上报隐患；普通员工可通过扫码方式上报隐患。这样设计的原因是便于系统在厂内的推广。在上报隐患后，系统会提供对应的积分，以鼓励全员参与隐患排查。

2.4 作业许可

为使在船舶建造期间容易造成事故的危险作业得到有效控制，规范危险作业的许可范围、程序和要求，在作业前应进行作业申报与审批。传统申报通过纸质申报表进行，安全管理人员无法随时掌握船厂危险作业状况。因此，通过移动端填报与审批作业许可，在系统中内置标准作业模板和标准作业流程，关联相关风险，通过互斥算法，将相关区域的作业进行智能交叉分析，防止1个区域存在2种无法并存的危险作业。作业许可审批要求作业人员必须在现场，并具备定位功能，记录审批人员所在位置。安全管理人员通过数据查询，可快速了解各级别的危险作业，结合现场监控，快速定位现场作业情况。

2.5 违章处置

违章处置是用于管理所有进入厂区的人员违反厂区安全规定的处理措施。在系统内对违章行为进行分类和违约金规则管理，可进行在线审批和违约单统计。与传统纸质违章审批单相比，通过移动端可上传图片或视频，便于安全管理人员对违章行为进行判别。通过大数据分析，按违章类别、等级、区域、工艺和工种等进行统计分析，预测厂区违章趋势，提前做好安全防范措施。

2.6 教育培训

针对船舶建造安全培训体系缺乏系统性、内容匮乏、手段欠缺等问题，融合云计算技术、移动互联网和大数据等技术，将传统考试培训模式转换为泛在化、可视化、互动化、标准化和个性化模式，通过云平台提供安全培训资料共享服务。制订学习计划，各类人员根据学习计划在规定时间内完成学习任务。管理员在后台设置试题，应试人员通过移动端实现在线考试，系统自动计算分数和统计成绩排名，实现无纸化考试。

2.7 放行管理

为维护厂区人身安全、财产安全和生产秩序稳定，对进出厂区的人员、物资和车辆等进行核查与在线审批。由于船厂外来人员较多，因此设置扫码进厂申请功能，外来人员无须下载App；厂内人员可通过App或PC端办理进出厂审批。通过扫码、App和PC端相结合的方式快速办理人员、物资和车辆等的进出厂。为实现快速流动，系统预留接口，无缝对接厂区人脸识别和车牌识别等系统[4]。

2.8 激励管理

为提高船厂人员使用平台上报隐患的积极性，设置激励管理模块，经安全管理人员确认可获取积分。安全管理人员在后台上架兑换物品，拥有一定积分的人员可通过移动端在积分商城进行物品兑换。通过激励管理，可大幅提高现场人员使用平台的积极性，达到全员排查隐患的目的[5]。

2.9 应急管理

应急管理用于船厂人员通过移动端对应急事件进行一键上报，系统自动记录上报人员和上报时间，根据应急报警类型，自动推送预制的应急处理方案至安全管理相关人员，推送方式包括App和短信等。

2.10 数据看板

基于平台内丰富的安全生产数据，利用大数据挖掘技术，对信息进行分层管理，建立面向不同层级的数据看板，利用大数据进行多维度的数据分析，按需要输出部门级、公司级和集团级的安全生产数据看板。基于已有安全数据累积，建立安全预警数学模型，设定安全生产预警阈值，生成动态的安全预警看板，形成以数据驱动的安全管理模式。

3 应用展示

经一段时间的实际运行验证和不断完善，平台可有效支撑船厂安全管理，提高安全管理水平。由于船厂安全人员一般处于现场，因此使用平台移动端较多。平台移动端应用如图3所示。

图3 平台移动端应用

管理人员可通过PC端查看数据看板，全局掌控全厂安全生产状况，分析安全生产趋势。PC端数据看板如图4所示。

图4 PC端数据看板

4 结 语

船厂安全管控平台紧贴船厂安全管理实际需求，已具备完善的功能：实现数字化区域、风险管控、隐患排查、作业许可、违章处置、教育培训、放行管理、激励管理、应急管理和数据看板等主要功能；以云平台为基础，不仅可实现单一船厂的安全管理，而且可做到集团级的安全管控。各船厂虽具有特定的管理风格，但安全管理的核心内容不变，必须紧抓“人机料法环”关键要素，做好安全预防与应急预案。从推广性角度来说，为满足船厂一些个性化需求，平台功能需要继续优化，调整页面配置、流程配置和信息推送配置等个性化功能，以便更好地满足船厂需求，更快地推进安全管控平台在船舶行业内的实施应用。