許陽光,陳雪波,孫秋柏

(1.遼寧科技大學電子與信息工程學院，遼寧 鞍山 114051;2.遼寧科技大學研究生院，遼寧 鞍山 114051)

企業(yè)員工不安全行為預警體系構建

許陽光1,陳雪波2,孫秋柏2

(1.遼寧科技大學電子與信息工程學院，遼寧 鞍山 114051;2.遼寧科技大學研究生院，遼寧 鞍山 114051)

長期以來，企業(yè)通過制定各種層次、各類群體組織的安全規(guī)章制度，進行安全教育和安全監(jiān)督檢查，設立安全警示標志，進行安全考核，但收效甚微。盡管這些措施在某種程度上提高了安全管理水平，但由于員工在生產(chǎn)和技術等社會活動過程中受到焦慮和浮躁等非理性心理因素的干擾，使得員工的行為更加難以控制。通過以人、物和環(huán)境構成的行為安全管理系統(tǒng)為研究對象，以人的不安全行為預警為研究目標，利用物聯(lián)網(wǎng)、射頻識別、視頻分析等技術實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤、監(jiān)控人的行為，采集人的行為數(shù)據(jù)。通過設置不安全行為預警規(guī)則，建立不安全行為預警流程，在發(fā)生危險事故之前發(fā)出警示，實現(xiàn)了由事故處理到事前預警的轉(zhuǎn)變。該預警體系為企業(yè)從根本上避免人因事故的發(fā)生提供良好的理論及應用參考。

安全生產(chǎn)； 物聯(lián)網(wǎng)；行為分析；預警體系； 射頻識別；環(huán)境監(jiān)測； 人因事故；傳感器

0 引言

安全生產(chǎn)是企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要前提。海因里希認為88%以上的企業(yè)安全生產(chǎn)事故是由于人的不安全行為造成的[1]。大量的事故調(diào)查結(jié)果也表明，絕大多數(shù)安全事故是由于人的不安全行為直接造成的[2]。因此，研究人的不安全行為預警機制，對抑制不安全行為的發(fā)生具有重大意義。

物聯(lián)網(wǎng)利用信息傳感技術對物理世界進行智能感知識別、定位，以實現(xiàn)人與物、物與物之間信息交互，達到對物理世界控制和管理的目的[3]，目前已在各領域發(fā)揮了積極的作用。機器人無意識、無情感、無思想的被動特性，使得人類可以利用個體機器人在生產(chǎn)和技術活動中作為自身行為的干預個體或引導個體[4]?；谖锫?lián)網(wǎng)技術，將配有安全通信設備的個體機器人與設置有射頻識別(radio frequency identification,RFID)卡的設備及環(huán)境監(jiān)測平臺進行網(wǎng)絡物聯(lián)，可以對復雜生產(chǎn)網(wǎng)絡內(nèi)的機器、設備，特別是員工的不安全行為實施更加實時、有效的協(xié)同管理和控制。

1 不安全行為預警分析

針對不安全行為，我國《GB6441-86企業(yè)職工傷亡事故分類標準》給出了一個簡單的定義:不安全行為是指能造成事故的人為錯誤[5]。

企業(yè)安全生產(chǎn)中的不安全行為分為以下3類。

②接近危險區(qū)域：在不安全的地方作業(yè)；擅自進入非本崗區(qū)域；不保持安全距離。

③違規(guī)操作：操作錯誤；以手動代替工具操作；有注意力分散的行為。

基于物聯(lián)網(wǎng)、RFID、GPS定位及信息融合技術的工人不安全行為預警系統(tǒng)的基本原理是：通過實時收集生產(chǎn)車間中工人的不安全行為信息和位置信息，并將相關信息融合進行不安全行為分析與預警信息的反饋，以構建不安全行為實時監(jiān)控預報警系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對不安全行為的識別、危險源及員工定位與安全預報警管理。

不安全行為預警體系總體方案如圖1所示。

圖1 不安全行為預警體系方案示意圖

(1)感知層。

感知層是預警體系的基礎。其通過物聯(lián)網(wǎng)的RFID、傳感器、GPS定位等感知技術，對企業(yè)安全生產(chǎn)系統(tǒng)下的人員進行實時、有效的動態(tài)監(jiān)控、識別、定位，實現(xiàn)對員工不安全行為數(shù)據(jù)的收集[6]。

①對員工崗位信息和安全用品信息的感知。

3) HTTP應用響應時間:選擇全局統(tǒng)計量Object Response Time及Page Response Time，以觀察HTTP應用時對象及頁面的響應時間．

通過員工佩戴的RFID標簽收集員工崗位信息和安全用品信息，主要包括員工進入生產(chǎn)區(qū)域的權限、設備操作的權限、是否佩戴安全用品等。

②對員工位置和設備位置的感知。

構建企業(yè)生產(chǎn)車間的GIS地理空間網(wǎng)絡，劃分設備和不安全區(qū)域所在位置，通過GPS定位技術確定員工實時位置信息。該位置信息可由三維坐標和時間函數(shù)來表示。

③對員工和設備的行為信息感知。

通過部署群體機器人，實現(xiàn)對生產(chǎn)車間監(jiān)控全覆蓋，對員工和設備的不安全行為進行監(jiān)控。主要包括：設備是否出現(xiàn)安全故障、員工是否違規(guī)操作、員工是否靠近危險區(qū)域等。

(2)網(wǎng)絡層。

網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)預警系統(tǒng)的信息中轉(zhuǎn)站，負責傳遞由感知層獲取的信息。其運用先進的ZigBee、藍牙、WiFi、無線通信技術、光纖寬帶網(wǎng)絡、IP協(xié)議，通過中間件或自組網(wǎng)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成利于傳輸、存儲、應用的信號形式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在感知層與管理應用層之間的準確、無障礙傳輸。

(3)應用層。

應用層是預警體系的核心層。其主要通過借助人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、云計算等平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、處理，并將這些數(shù)據(jù)與員工佩戴的安全設備(如個體機器人、RFID標簽)相結(jié)合，起到預警和控制的作用。

2 預警規(guī)則及流程

根據(jù)不安全行為的類型，必須制定相應的預警規(guī)則。

2.1 安全用品不規(guī)范預警規(guī)則

安全用品不規(guī)范預警規(guī)則如下。

①預先將員工權限信息以及安全用品佩戴信息輸入系統(tǒng)。

②由佩戴在員工身上的標簽以及裝配在安全裝備上的標簽，通過設置在生產(chǎn)區(qū)域出入口的標簽識別器進行數(shù)據(jù)讀入和計算，可以識別員工的崗位，判斷員工是否具備進入該生產(chǎn)區(qū)域的權限。

③根據(jù)該員工的崗位判斷該員工需要佩戴的安全用品，并檢驗該員工是否按照規(guī)定佩戴了符合要求的安全用品。

安全用品不規(guī)范預警流程如圖2所示。

圖2 安全用品不規(guī)范預警流程圖

2.2 接近危險區(qū)域預警規(guī)則

通過GPS定位及跟蹤技術實時搜集工人的位置信息，計算工人與危險區(qū)域的距離是否超過了安全范圍，從而判斷工人的位置是否恰當，并及時報警。

員工接近危險區(qū)域的預警流程如圖3所示。圖3中，d為員工與危險區(qū)域的相對距離。

圖3 接近危險區(qū)域預警流程圖

2.3 違規(guī)操作預警規(guī)則

首先，根據(jù)企業(yè)安全生產(chǎn)操作規(guī)范，定義違規(guī)操作行為類型，并根據(jù)各類操作行為所涉及的物體特征、行為特征，建立相應的違規(guī)操作行為模型庫；其次，通過個體機器人監(jiān)控，借助視頻分析技術分析操作人員的動作是否符合操作規(guī)范，可進一步定義哪些是符合規(guī)章制度的安全行為，哪些是不符合規(guī)章要求的不安全行為。在以后的安全生產(chǎn)過程中，通過機器智能學習的方式完善該模型庫，從而實現(xiàn)違規(guī)操作預警[7]。

違規(guī)操作的預警流程如圖4所示。

圖4 違規(guī)操作預警流程圖

3 結(jié)束語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術日益完善及其在行為安全管理系統(tǒng)中應用研究的逐漸深入，通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術建立不安全行為預警體系，對不安全行為進行實時動態(tài)監(jiān)控；采用個體機器人進行引導或干預，以及時制止不安全行為，可從人因事故根源阻止事故的發(fā)生。

當然，鑒于各企業(yè)從事項目的不同，員工出現(xiàn)的不安全行為會有所差異，不安全行為預警體系也不盡相同。因此，未來還需對如何進行準確、快速的預警處理、反饋等問題進行深入研究。

[1] 謝英暉.不安全行為防范的誤區(qū)及對策[J].現(xiàn)代職業(yè)安全，2016(3):20-23.

[2] 何明杰,武靜.對人員不安全行為的分析與控制[J].新疆環(huán)境保護,2013,35(4):37-39.

[3] 馬健.關注物聯(lián)網(wǎng):移動終端豐富物聯(lián)網(wǎng)應用[J].世界電信,2011(7):44-49.

[4] 陳雪波,孫秋柏.基于安全意識重構不安全行為涌現(xiàn)抑制的研究[J].遼寧科技大學學報,2015(5):387-395.

[5] 劉軼松.安全管理中人的不安全行為的探討[J].西部探礦工程,2005,17(6):226-228.

[6] 劉祖德,李鵬飛.基于物聯(lián)網(wǎng)的冶金企業(yè)事故預警體系研究[J].安全與環(huán)境工程,2015,22(2):88-91.

[7] 徐波,魏利軍.基于視頻分析技術的違章作業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)應用研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術,2014(S1):79-83.

Construction of the Early Warning System of Employee Unsafe Behavior

XU Yangguang1,CHEN Xuebo2,SUN Qiubai2

(1．School of Electronics and Information Engineering，University of Science and Technology Liaoning，Anshan 114051，China；2.Graduate School,University of Science and Technology Liaoning，Anshan 114051，China)

For a long time,in enterprises,safety rules and regulations for various levels,various groups of organizations are laid down; security education,safety supervision and inspection are conducted; the security warning signs are established,and the security assessment is carried out,but little effect.Although these measures improve the level of safety management to a certain extent, and because the employees are disturbed by anxiety and impulsive irrational psychological factors in production and technology and other social activities,their behavior is more difficult to be controlled.With the behavior safety management system consisting of human,physical and environment as the research object,the unsafe behavior early warning as the research object, and by using technologies of IOT,RFID,video analysis,etc.,dynamic tracking and monitoring of human behavior and data acquisition of human behavior are realized.Through setting the early warning rules of unsafe behavior,the early warning process of unsafe behavior is established; the warning will be issued before the accident occurs,so as to realize the transition from the accident handling to the early warning.It provides a good theoretical and practical reference to avoid the occurrence of human accidents fundamentally.

Safe production; IOT; Behavior analysis; Early warning system; RFID; Environmental monitoring; Human accidents; Sensor

國家自然科學基金資助項目(71571091)

許陽光(1989—)，男，在讀碩士研究生，主要從事安全群集智能系統(tǒng)、行為安全方向的研究。E-mail:shine216831@sina.com。 陳雪波(通信作者)，男，博士，教授，主要從事復雜群體系統(tǒng)、行為安全等方向的研究。E-mail:xuebochen@126.com。

TH188；TP212

A

10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201706013

修改稿收到日期:2016-11-21