数字化管控系统在起重机械第三方检查中的应用

黄超禄，赵 冬，董恒尧

（1.上海市建筑科学研究院有限公司，上海 201108；2.上海建筑机械安全智能控制工程技术研究中心，上海 200032；3.上海市建设工程安全质量监督总站，上海 200032）

建筑起重机械能够给各方企业生产提高效率、带来便利，促进了我国建筑业的发展。但起重机械品类多、专业性强，且工作环境较为复杂和恶劣，监管十分困难。起重机械第三方检查服务已成为各级政府管理部门和相关建筑施工企业对施工现场机械设备安全管控的主要方式。然而，如何有效对第三方检查工作的工作质量进行监督，切实提高建筑起重机械隐患排查治理效果，成为业界亟待解决的问题。

1 起重机械第三方检查服务的痛点

起重机械第三方安全检查服务对起重机械管理起到了积极的推动作用，但第三方检查机构的工作质量及检查结果的趋势分析成为采购方面临的痛点（图1）。

图1 起重机械第三方检查痛点

目前，起重机械第三方技术服务机构数量庞大，存在从业人员流动性大、机构专业能力参差不齐的行业乱象。在建筑市场萎缩的大环境下，大量检验检测机构在面对第三方购买服务时采用低价竞争的方式解决自身生存问题，而成本的降低势必会带来服务质量下降。如何保证起重机械第三方服务切实排查设备隐患，真实反映起重机械安全状态，成为各级安全监督部门及施工企业面临的痛点之一。同时，历次第三方检查服务会产生大量检查报告及检查数据，原始记录及出具的纸质版检查报告存放归档极为不便，对数据的查找和比对十分耗费人力和物力，如何有效分析数据，保留有价值信息，避免重复劳动，成为各级安全监督部门及施工企业面临的痛点之二。

2 数字化质量管控系统的研究

进入“十四五”时期，国家加快数字化转型步伐，大数据、人工智能、远程诊断等创新技术日趋成熟，这也为管控检查质量提供新的方向。以移动设备人机交互为基础，形成一套质量管控应用程序，实现人员规范化作业、关键行为采集、及时反馈检查结果等功能，保障起重机械第三方检查质量。

2.1 人脸识别技术应用

人员能力在起重机械检查中有着举足轻重的作用，在选择第三方时，采购方会对检查人员的准入类证书（如特种设备检验检测人员证）、职称、从业经验等职业资格及能力有一定要求，所以必须确保现场检查人员与合同约定人员一致。为了实现人员验证这一目标，引入人脸识别集成应用。通过采用腾讯云的人脸检索功能，在管理平台上传具备检查资格的人员信息及图像，建立信息库。在现场检查环节，要求检查人员使用移动端应用程序上传清晰的人员合影进行人脸特征比对，包括面部轮廓、眼睛、鼻子、嘴巴等关键部位的形状和位置。通过比对，可以找到最相似的前N个人员。以此确定人员能力。

2.2 卫星定位及时间校核技术

为保证检查行为真实性，从时间和空间2 个维度设定行为约束。通过移动端应用程序和无线网络的配合，获取用户的实际位置信息（经纬度坐标数据），将移动端相机中定位服务授权，以获取图像采集过程中的位置信息。在应用程序中对两者卫星定位进行校核。因施工面积大小存在差异化，故设置合理误差范围，在此范围内，认为有效图像采集，符合要求。

引入“进/退场”的概念。在检查行为开始前需在应用程序上点击“进场”功能，作为定位校核基准点，同时采集开始时间；在检查行为全部结束以后，在离场前点击“退场”功能，系统会自动校验是否完成所有检查行为并符合要求，若已完成并符合要求，则能够进行退场操作，并记录退场时间。反之则无法进行退场操作，无法完成检查工作的闭环。“进/退场”时间区间代表检查用时，也可作为采购方判断检查质量的参考依据之一。

2.3 搭建定型化检查框架与关键行为采集

起重机械检查工作是一项建立在法律法规及国家标准基础之上，偏主观行为更多的判断性工作，这就造成各个检验检测机构、各个检查人员重点不统一、手势不一致的现状。通过梳理和汇总国家法律法规、地方标准及管理文件和采购人采购需求，编制标准检查方案，制定统一检查项目，搭建定型化检查框架，形成电子原始记录，尽可能保证检查行为的规范化。检查项目可视重要程度区分为保证项目与一般项目。通常情况下，达到相关法律、法规、规章、规范性文件处罚标准，或违反强制性标准条文的可列为保证项目，其余列为一般项目。

基于检查框架中的保证项目、采购人的检查需求以及本部门从业多年积累的检查经验，确定各个机型的关键检查部位。在检查过程中，对检查行为及关键部位进行图像采集，并实时上传至应用程序，通过上述时间及定位校核约束功能，避免在检查过程中出现漏检现象。通过关键行为采集的方式把控检查人员工作行为和工作态度。

在一个受查工地完成后，系统会梳理工地信息、逐台设备编号、设备不合格检查项目以及上传的隐患图集，形成电子化隐患清单，并支持下载。

2.4 应用程序使用流程

根据上述对定型化检查框架的搭建、人脸识别技术、卫星定位、时间校核、关键行为的采集等研究，形成起重机械第三方检查移动端APP 的逻辑设计。其业务流程如图2 所示。

图2 起重机械第三方检查应用程序流程图

每次检查从添加任务开始，若为新受查工地，则需先进行“工地添加”，录入工地的相关信息，建立好工地信息后，可对该工地添加检查计划。完成检查计划的添加，开始进行检查登记。检查登记分为以下几步：①先进行人脸比对筛查，在通过比对后进行检查作业，若未通过人脸比对，则须重新上传人员合影照片，直至比对成功；②进行进场确认，确定卫星定位基准点；③添加工地，输入检查工地相关信息；④进行检查登记，添加受检设备数量，形成检查任务列表；⑤进行现场检查作业，过程中进行关键节点的图像采集；⑥检查完成后，系统自动生成检查隐患清单并提交；⑦所有工作完成后，点击退场。

通过搭建定型化检查框架、人脸识别技术的应用、卫星定位及地图列表的校验、关键行为图像采集以及隐患清单自动生成等功能集成应用，同时兼顾APP功能布局、延伸功能、网络协同互动的重要性，并注重用户体验，达到历史记录共享化、操作便捷化、人员协同化、数据校验化、检查结果时效化、检查质量控制化的目的。

3 数字化管控平台的开发

通过数字化智能处理，形成可视化、结构化图表及数据分布管理平台，能够更加清晰展示起重机械第三方检查的整体情况和检查反馈，达到分析数据，趋势研判，为下一步安全管理工作提供有效支撑的目的。数字化管理平台主要包含内容有：工地数量检查信息、各类机型检查隐患分布、隐患等级、检查覆盖率、受检工地地图列表以及检查月趋势等模块，如图3 所示。

图3 起重机械检查管理平台看板

3.1 检查概况可视化

将所有受检工地进行汇总，并关联移动端应用程序实时数据，可对已查工地数量实时更新，清晰展示检查进度，为后续合理安排检查计划建立基础。同时设置了时间查询功能，检查工地、检查设备的数据统计可根据动态开工量实时变化，为采购人阶段性分析提供数据支撑，也为检查组提供有效信息，便于前期的准备工作。设备地图列表应用，地图清晰显示工地位置信息，便于合理安排检查计划。在检查概况中会体现已查设备数量和隐患设备数量，可清晰得到监管工地的统计数据、设备保有量等，也能够对隐患设备比例一目了然，总体研判安全是否处于可控状态。

3.2 隐患清单在线查看

将应用程序移动终端接入管理平台，各个受查工地的隐患清单一目了然，直观反映出该工地设备的安全状态。平台对隐患清单进行“严重”和“一般”的分级处理，对于归类为严重的工地，说明该工地存在不合格设备，有严重安全隐患，需要采取有效处理措施进行整改或者修复，以保证安全性。隐患清单中附有隐患文字描述及图像采集信息，对于检查结果的公正性辅以作证，图文并茂的方式可以清晰展示问题根源，帮助理解问题描述，方便查找问题原因。

3.3 隐患分析功能

将检查发现的所有安全隐患按照不同受检机型自动分类，可帮助分析不同设备的安全程度，分析隐患风险，把握管理重点，调整管理重心。针对每一机型的隐患结构化分级：第一级在同一机型下，进行严重项、一般项不同程度归类，总体把控安全状态；第二级在不同程度下，进行隐患部位归类，方便分析隐患原因，加强安全管理。

3.4 历史追溯功能

输入受检设备的唯一性出厂编号，可对此设备的历史检查记录进行查找，追溯该设备全周期的安全状态，有助于查看受检工地的整改情况和安全工作落实情况。

通过数字化管理平台，将检查信息和检查结果结构化、可视化，更加直观获取反馈信息，有助于采购人全面了解设备安全状态，能够深度分析、趋势研判，为阶段性管理工作提供准确有效且有价值的数据支撑。

4 示范应用

为全面落实上海市委、市政府决策部署，深度聚焦设备施工安全、有效控制施工机械安全风险，确保全市建筑施工领域安全形势稳定可控，上海市建设工程安全质量监督总站开展了“上海市建设工程安全质量监督总站现场建筑起重机械监管项目辅助工作”第三方检查工作，并联合上海市建筑科学研究院有限公司进行起重机械第三方检查数字化管控系统示范应用的探索。

起重机械第三方检查数字化管控系统实现了人脸识别、工地“进/退场”、定型化检查框架、关键行为图像采集、隐患清单自动生成、数据关联、数据结构化处理、隐患分级化展示等功能，如图4、图5所示。

图4 移动端应用程序示范应用

图5 数字化管理平台示范应用

检查前期，共采集检查人员人像20 名。目前第三方检查工作已结束，涉及在建工地200 余个，均为“进/退场”闭环有效工地，检查设备1 000 余台，采集关键行为图像2 500 余张，发现安全隐患600 余项。在管理平台中，设置检查概况、隐患清单等级分级、设备信息、隐患分布等模块化看板。在有效管控起重机械第三方检查质量的同时，也为政府部门下一步安全管理工作部署提供数据支撑。

5 结语

通过移动端起重机械第三方检查质量APP 以及数据可视化的管理平台，能够形成一套数字化检查质量管控方法。该方法可解决起重机械专业性强、体量大、监管难的痛点，实现起重机械第三方检查工作的规范化作业，同时能够对现场行为进行监督和量化。将检查反馈以数字化形式输出，做到检查结果结构化、关联化，实现风险管控，为安全管理工作部署提供基础数据保障。数字化管控系统同样有利于检验检测市场规范化，促进行业发展。

未来，随着检查的多样性以及互联网技术的不断发展，相信数字化技术也将更广泛应用于起重机械安全领域。