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基于物聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場安全管控技術(shù)研究

2018-08-24 09:05吳建軍史勝春
安全、健康和環(huán)境 2018年8期
關(guān)鍵詞:機具承包商管控

吳建軍,史勝春

(1.中國石油化工集團公司信息化管理部,北京 1007282.石化盈科信息技術(shù)有限責任公司,北京 100728)

作業(yè)現(xiàn)場作為直接作業(yè)的操作平臺,更是煉化企業(yè)事故多發(fā)的重災(zāi)區(qū),據(jù)資料統(tǒng)計,發(fā)生于作業(yè)現(xiàn)場的事故占事故總數(shù)量的比率高達90%[1]。探尋作業(yè)現(xiàn)場安全事故的原因,是本質(zhì)安全觀念不深入[2],“三基”工作落實不到位。因此積極探索安全管控方法,加強對作業(yè)現(xiàn)場的安全管理顯得尤為重要。本文基于物聯(lián)網(wǎng)強大的射頻識別技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和云計算能力[3],建立作業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)安全+物聯(lián)網(wǎng)安全管控新模式。

1 物聯(lián)網(wǎng)與作業(yè)現(xiàn)場安全管控現(xiàn)狀

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)[4-5]是為了實現(xiàn)全球信息資源共享的一種互聯(lián)網(wǎng)思想,如今已經(jīng)成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。通常將物聯(lián)網(wǎng)劃分為3個層面:①感知層,主要基于射頻信號的空間耦合作用、傳感器的靈敏度獲取員工或設(shè)備的行為、狀態(tài);②網(wǎng)絡(luò)層,需要結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),按照約定的協(xié)議,實現(xiàn)“物”與“網(wǎng)”的連接,完成信息的交換與共享;③應(yīng)用層,基于感知層和網(wǎng)絡(luò)層,結(jié)合云計算,對數(shù)據(jù)進行分析與處理,監(jiān)督、阻止作業(yè)現(xiàn)場的不安全行為。

1.2 煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場安全管控現(xiàn)狀

分析近年來煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場安全事故,發(fā)現(xiàn)其安全管控水平仍相對較低,主要體現(xiàn)在2個方面:①本質(zhì)安全觀念不深入。從管理方面講本質(zhì)安全更加強調(diào)人的安全意識、規(guī)范人的安全行為、提高人的安全技能,重視制度的完善、標準的更新和規(guī)程的可操作性[6],然而目前企業(yè)生產(chǎn)中,領(lǐng)導對安全工作的重視程度落后于期望值,員工安全意識依舊相對薄弱,制度的不完善、規(guī)程的不合理等問題,成為制約煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場安全管理水平提高的重要因素;②“三基”工作落實不到位。三基工作強調(diào)要進行以人為本的基層建設(shè)、制度優(yōu)先的基礎(chǔ)工作和應(yīng)知應(yīng)會的基本功訓練,但是在實際生產(chǎn)中,存在著大量的責任落實不到位、基礎(chǔ)工作不細致和基本功訓練不扎實的現(xiàn)象,致使安全事故時有發(fā)生。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)在作業(yè)現(xiàn)場安全管控的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于安全管控的各個階段,可實現(xiàn)對每一個流程的管控:①不安全狀態(tài)識別。物聯(lián)網(wǎng)具有可靠的通信網(wǎng)絡(luò)與可視化識別特點,結(jié)合射頻設(shè)備識別復雜生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的不安全狀態(tài)能力,特別是人的不安全行為實時監(jiān)督,加強管理效果;②生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化。通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實現(xiàn)對煉化企業(yè)生產(chǎn)線的設(shè)備實時監(jiān)測,數(shù)據(jù)實時采集,產(chǎn)品設(shè)備操作使用實時記錄,設(shè)備故障遠程監(jiān)控和檢測;③環(huán)保監(jiān)測及能源管理。物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合,實現(xiàn)了對煉化企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標的實時監(jiān)控。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場安全管控技術(shù)

奶酪模型將安全系統(tǒng)比作層層相扣的一疊奶酪,其中每層奶酪都代表了一道防線,奶酪上的小孔則是潛在的安全隱患。在現(xiàn)有作業(yè)過程管控的安全防線上引入物聯(lián)網(wǎng),在4個主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)采用傳統(tǒng)安全+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),增加多道自動識別無人監(jiān)管防線,建立施工作業(yè)安全屏障,填補潛在系統(tǒng)漏洞、增強本質(zhì)安全、落實“三基”工作,在實現(xiàn)將管理制度和要求轉(zhuǎn)化為作業(yè)過程不可觸碰的紅線的同時,實現(xiàn)高效管理、提升工作效率,打造煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場管控新模式?;谖锫?lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場安全管理架構(gòu),見圖1。

圖1 作業(yè)現(xiàn)場安全管理架構(gòu)

2.1 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

2.1.1入場關(guān)

a)承包商人員培訓信息自動視頻建檔。通過視頻信息采集,構(gòu)建承包商人員信息庫,在減少人工工作量的同時保證信息的完整性、準確性、及時性。具體操作如下:①對參加教育培訓的承包商人員在集中入場時進行視頻人臉識別,采集人員信息,集成企業(yè)承包商人員信息庫;②結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)視頻識別技術(shù),建立入場教育培訓及考試人員檔案庫,防止替考現(xiàn)象的發(fā)生;③集成公安系統(tǒng)自動識別違法人員,對培訓人員的身份信息進行核查,防止不法分子入廠;④當本次培訓的承包商人員80%以上為首次培訓時,依靠傳感器向培訓教師進行預警操作,以提升基本功訓練效果,提高員工的專業(yè)技能。

b)承包商人員入廠監(jiān)管。通過門禁系統(tǒng)與人臉視頻識別集成,對進廠刷卡的承包商人員采用視頻監(jiān)控自動識別人員身份,并進行異常身份報警,實現(xiàn)承包商人員自動監(jiān)管,降低廠區(qū)人員本質(zhì)安全風險。

c)承包商機具入廠監(jiān)管。監(jiān)管人員通過移動終端掃描機具合格證,結(jié)合拍照信息,對承包商入廠機具自動進行機證信息合一、合格檢驗信息審查,嚴把入場作業(yè)機具合格關(guān)。

2.1.2作業(yè)前審查關(guān)

a)工作安全分析(簡稱JSA)。根據(jù)網(wǎng)格化管理模型,通過射頻識別、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在廠區(qū)內(nèi)建立裝置、設(shè)備、儀表等電子工廠模型檔案,管理人員通過移動終端掃描作業(yè)現(xiàn)場標識點以及機具合格證,識別作業(yè)區(qū)域環(huán)境、機具等風險,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的風險分析庫和事故案例庫,自動匹配并推薦JSA分析內(nèi)容,保證風險識別評估的全面性、有效性、專業(yè)性。結(jié)合各專業(yè)人員作業(yè)前JSA分析內(nèi)容,自動補充風險庫,實現(xiàn)JSA分析安全經(jīng)驗分享,提升作業(yè)技能的同時,貫徹本質(zhì)安全理念。

b)安全交底。屬地監(jiān)護人通過移動終端,掃描承包商人員門禁卡,系統(tǒng)自動審查承包商作業(yè)及承包商監(jiān)護人員的身份信息及特殊工種、入廠教育培訓、屬地教育培訓等資質(zhì)信息;現(xiàn)場視頻全程記錄現(xiàn)場安全交底工作,承包商人員通過管理人員手持終端刷卡確認安全交底工作完成,確保安全交底工作切實落實。當現(xiàn)場視頻監(jiān)控到未安全交底人員時,自動進行報警;管理人員開展安全交底工作時,通過掃描施工現(xiàn)場識別點,自動推送事故案例庫,警示作業(yè)人員,切實做好安全工作。

2.1.3作業(yè)過程監(jiān)護關(guān)

a)人員狀態(tài)監(jiān)控。通過職工智能穿戴設(shè)備、承包商智能門禁卡、智能視頻監(jiān)控、電子作業(yè)許可證,實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場全方位、多角度立體聯(lián)動監(jiān)控。①建立實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場人員血壓/心率體質(zhì)指標監(jiān)測,環(huán)境氣體監(jiān)測,實時定位監(jiān)控系統(tǒng),同時集成大數(shù)據(jù)服務(wù),實現(xiàn)人員跌倒、高處墜落、長期不活動、超出監(jiān)護距離等異常情況判斷和報警,同時支持人員主動求助報警,確保現(xiàn)場人員人身安全;②實現(xiàn)開始/暫定/停止不同作業(yè)狀態(tài)時,現(xiàn)場出/入場人員情況自動識別,對于非法出/入場及逗留人員,進行報警,確?,F(xiàn)場人身安全。

b)環(huán)境及裝置狀態(tài)監(jiān)控。在作業(yè)現(xiàn)場周圍設(shè)置智能固定氣體分析監(jiān)測儀、勞保防護用品、動靜設(shè)備檢測儀等,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)自動與周圍人員穿戴設(shè)備及智能門禁卡智能通訊,當異常情況發(fā)生時,將報警信息同時傳回中控室、外操室,并主動向現(xiàn)場周圍人員報警,保證現(xiàn)場人身安全。

c)智能視頻巡檢監(jiān)控。通過智能穿戴設(shè)備/智能門禁卡+電子作業(yè)許可證+智能視頻的物聯(lián)集成,實現(xiàn)電子眼自動鎖定作業(yè)施工區(qū)域,全程自動監(jiān)控報警。

2.1.4離場驗收關(guān)

a)作業(yè)驗收。當作業(yè)結(jié)束后,通過移動終端掃描施工現(xiàn)場標識點,通過與風險庫信息的檢索和匹配,自動推送驗收措施清單,確?,F(xiàn)場作業(yè)安全驗收,不留余火、盲板等隱患。

b)機具離場。監(jiān)管人員通過移動終端掃描機具合格證,并拍照記錄,更新承包商機具完工狀態(tài),確認機具離場時的狀態(tài)信息,確?,F(xiàn)場不留安全隱患。

c)人員離場。當作業(yè)結(jié)束后,電子作業(yè)許可狀態(tài)更新為完工驗收,通過智能穿戴設(shè)備及現(xiàn)場視頻監(jiān)控,自動對現(xiàn)場人員離場情況進行跟蹤確認。

2.2 技術(shù)服務(wù)層

a)人員異常監(jiān)控服務(wù)。通過人員監(jiān)管業(yè)務(wù)模型+人員感知分析,識別作業(yè)現(xiàn)場員工及承包商人員異常情況,為人員業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)提供技術(shù)支撐。

b)人與設(shè)備智聯(lián)服務(wù)。實現(xiàn)人員感知、設(shè)備/機具感知、環(huán)境感知的互聯(lián)互通,為數(shù)據(jù)自動化采集,系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化,人員科學決策,提供技術(shù)支撐。

c)定位計算服務(wù)。基于定位基站及電子標簽,實現(xiàn)人、物的定位服務(wù)。

d)智能視頻識別服務(wù)。將視頻信息轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化信息,并實現(xiàn)人員、車輛等行為和狀態(tài),以及環(huán)境的異常識別。

e)環(huán)境異常監(jiān)控服務(wù)。將現(xiàn)場各種環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的采集信息,轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標準數(shù)據(jù),支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.3 感知層

a)人員感知。智能手環(huán)、智能安全帽、人員一卡通、智能視頻、定位基站等。

b)設(shè)備/機具感知。裝置/設(shè)備電子標簽、機具二維碼、定位基站、防爆終端等。

c)環(huán)境感知。智能安全帽、氣體檢測儀、智能視頻、防爆終端等。

3 實例應(yīng)用

以中國石化某煉化分公司為例,進行傳統(tǒng)安全+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模式有效性驗證。該公司集原油和乙烯生產(chǎn)倉儲為一體,形成了“大煉油、大乙烯、大碼頭、大倉儲”的產(chǎn)業(yè)格局,代表了中國煉油化工行業(yè)先進的生產(chǎn)能力。在其煉油部、港儲部,試用建立了電子作業(yè)許可管理系統(tǒng),提高用火作業(yè)許可的辦理效率,完善風險管理制度,排除風險隱患,實現(xiàn)多人全域協(xié)同電子作業(yè)許可管理,提升工作效率。

4 結(jié)語

a)本文針對當前煉化企業(yè)作業(yè)過程事故頻發(fā)、本質(zhì)安全理念不深入、三基工作落實不到位的問題,提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場安全管控技術(shù)方案。

b)在現(xiàn)有作業(yè)現(xiàn)場安全管控的基礎(chǔ)上,分別在入場關(guān)、作業(yè)前審查關(guān)、作業(yè)過程監(jiān)護關(guān)和離場驗收關(guān)這4個主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),增加多道自動識別無人監(jiān)管防線,搭建電子作業(yè)許可管理平臺,建立了作業(yè)現(xiàn)場管控新模式。

c)經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用,表明該技術(shù)不僅可落實安全責任、實時監(jiān)控風險,更可通過提升培訓質(zhì)量的方法促進員工安全意識提升,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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