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1 研究背景

1.1 起重機(jī)械安全事故頻發(fā)

根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局對特種設(shè)備登記數(shù)量情況通報,截至2017年底,全國特種設(shè)備總量達(dá)1296.52萬臺,其中從2013年～2017年:起重機(jī)械保有量為310.44～226.26萬臺,在九大特種設(shè)備中占比17.26%～23%,而起重機(jī)的事故占比在2016年高達(dá)40.34%;死亡人數(shù)占比在2016年高達(dá)51.67%、2017年47.41%、2015年41.01%;從事故場地來看,建設(shè)工地和建筑業(yè)事故中2016年高達(dá)63起,占比高達(dá)27.04%。起重機(jī)械事故長期居特種設(shè)備上報事故數(shù)量首位。［1］

從事故原因通報中可見,違章作業(yè)或操作不當(dāng)是首要原因,另外安全管理缺失等也是重要的因素。鑒于起重機(jī)械吊裝事故社會影響大,傷亡人數(shù)多,財產(chǎn)損失嚴(yán)重,因此,對吊裝事故原因的分析研究,并有針對性地制定防護(hù)措施,是避免吊裝事故,保護(hù)人民生命、財產(chǎn)安全的有效手段。

1.2 傳統(tǒng)管理模式難以從根本上杜絕安全事故

起重機(jī)械作為重要的施工手段,吊裝作業(yè)是工業(yè)與民用工程建設(shè)的重要工序,由于吊裝作業(yè),特別是大型設(shè)備吊裝作業(yè)具有準(zhǔn)備環(huán)節(jié)多、交叉作業(yè)深、影響面廣等不可控特點(diǎn),吊裝事故的成因也多種多樣。傳統(tǒng)的安全管理主要表現(xiàn)在:吊裝方案、程序作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)信號、交叉檢查、應(yīng)急預(yù)案、總結(jié)提高等6條系統(tǒng)性防范措施在吊裝前、吊裝中和吊裝后不同階段組合作用來降低吊裝安全事故。

根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局的吊裝事故案例,可以發(fā)現(xiàn)主要原因是人的不安全行為的吊裝事故占到事故總數(shù)的92%,而主要原因是物的不安全狀態(tài)的吊裝事故占到事故總數(shù)的 8%。［2］而且,數(shù)據(jù)及協(xié)同過程管理的缺失是人的不安全行為根本原因,可見要從根本上杜絕安全事故,必須用信息化的手段加強(qiáng)協(xié)同管理。

表2 6條系統(tǒng)性防范措施作用于不同的吊裝階段［2］

2 e安全的研發(fā)目的與適用范圍

移動式起重機(jī)安全作業(yè)輔助管理信息系統(tǒng)(簡稱“e安全”)是以現(xiàn)場吊裝安全管理信息化為主題,從提升施工過程安全監(jiān)管效能、嚴(yán)控超載違章作業(yè)、正確使用吊裝設(shè)備這三個重點(diǎn)環(huán)節(jié)著手考慮改進(jìn)措施,為吊裝安全管理提供了一個新型的、得到數(shù)字化支持的解決方案。

e安全項目由“e家機(jī)械”手機(jī)APP功能模塊、服務(wù)平臺、“e家云盒”數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品組成,以吊車(力矩限制器)運(yùn)行數(shù)據(jù)為信息源,通過與吊機(jī)聯(lián)網(wǎng)形成服務(wù)體系,為現(xiàn)場吊裝作業(yè)人員、安全員、項目部主管、施工單位安全部、總包單位安全部、監(jiān)理公司、租賃公司等提供相關(guān)服務(wù),從施工和安全監(jiān)管的不同層面控制超載這一重大“安全隱患”,達(dá)到降低施工風(fēng)險的目的。

e安全項目適用于工業(yè)及民用工程項目的吊裝施工安全管理,也適用于臨時性吊裝作業(yè)管理,具體應(yīng)用根據(jù)需要由施工或租賃合同進(jìn)行約定。

e安全項目通常利用現(xiàn)有手機(jī)和電腦,外加部分服務(wù)費(fèi)便可滿足使用條件,成本低,便捷有效,適合大范圍推廣應(yīng)用。

3 e安全項目方案

3.1 e安全服務(wù)系統(tǒng)

e安全項目以吊機(jī)(力矩限制器)為信息源,運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)項目服務(wù)平臺分析處理后推送給現(xiàn)場的授權(quán)使用人員。

圖1 e安全服務(wù)系統(tǒng)示意圖

e家云盒根據(jù)不同廠家的線束標(biāo)準(zhǔn),分別設(shè)計了不同的快速接頭,免拆裝、免破線,簡便快速安裝。平均安裝時間在5min以內(nèi),最快1min之內(nèi)。集成RS232和CAN總線兩種通訊方式,對目前大多數(shù)廠家的力限器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取,采集的數(shù)據(jù)將實時回傳到后臺服務(wù)器,再由軟件工程師對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析后推送至APP進(jìn)行展示。云盒采用北斗、GPS雙模定位,將定位綜合誤差控制在10m以內(nèi),方便大型施工現(xiàn)場對設(shè)備位置的精準(zhǔn)管理。

對于按新4.0標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的吊機(jī),e安全項目也可采取與制造廠售后服務(wù)平臺合作的方式實現(xiàn)服務(wù)。

3.2 e安全服務(wù)的主要內(nèi)容

e安全項目主要針對超載違章作業(yè)問題。現(xiàn)場發(fā)生超載(負(fù)載率超過100%)等作業(yè)異常情況時:手機(jī)發(fā)出報警信號,并在異常情況持續(xù)發(fā)生三分鐘后再次發(fā)出更為強(qiáng)烈的報警信號,用戶可打開手機(jī)(下載APP)查看作業(yè)狀態(tài)和有關(guān)信息。報警信號同時伴以短信通知,短信內(nèi)容:作業(yè)出現(xiàn)異常,吊機(jī)制造廠,車型噸位,車牌號或標(biāo)識,時間,地理位置,安全等級。

安全等級可以設(shè)定為:A級,極度危險,負(fù)載率超過120%;B級,危險,負(fù)載率超過100%。

另外,e安全項目還具有安全預(yù)警功能,當(dāng)負(fù)載率接近超載值時(例如當(dāng)負(fù)載率達(dá)到90%時),項目發(fā)出預(yù)警信號,提示注意接近紅線,預(yù)警的負(fù)載率設(shè)定根據(jù)各項目不同需要由用戶提出。

4 e安全項目的必要性分析

4.1 e安全項目是技術(shù)進(jìn)步推動管理進(jìn)步的有效舉措

吊裝工程施工領(lǐng)域安全事故頻發(fā)的“重災(zāi)區(qū)”之一,而安全事故的引發(fā)原因主要是超載違章作業(yè)所致。同時,這種狀況也可歸結(jié)為是違背了吊機(jī)制造廠的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)參數(shù),沒有按廠家要求去正確使用設(shè)備。

超載背后可能有起重指揮判斷失誤、司機(jī)崗位技能缺乏、重進(jìn)度重成本而輕安全、技術(shù)方案不當(dāng)、吊機(jī)選型不合理等因素影響,但不論怎么講,超載來自“明知故犯”型的人為因素,因為吊機(jī)在負(fù)載率達(dá)到100%時會自動停機(jī),除非人為開啟“強(qiáng)制工作開關(guān)”繼續(xù)工作。超載對于吊機(jī)設(shè)備而言,就是安全保護(hù)裝置被強(qiáng)行關(guān)斷。

吊裝由起重指揮和吊車司機(jī)共同實施,表現(xiàn)為下達(dá)操作指令和正確執(zhí)行的協(xié)同作業(yè)關(guān)系。一般情況下,超載時起重指揮和吊車司機(jī)是“知道的”,而安全員可能“不知道”,安全主管可能也“不知道”,這種信息不對稱的狀況使安全員不能及時有效的行使安全檢查監(jiān)督的職責(zé),存在安全監(jiān)管缺失的問題。

安全員是安全管理的重要組成部分,然而現(xiàn)場區(qū)域大,施工點(diǎn)多分散,吊裝作業(yè)持續(xù)時間短,不斷變換作業(yè)位置,加之現(xiàn)場做不到配備很多專職安全員從事盯人盯車式的管理,安全員人手不足,疲于奔命,管不過來是現(xiàn)場常見現(xiàn)象。

e安全項目為現(xiàn)場吊裝施工提供了一個偏離有警示、過程可監(jiān)督、作業(yè)有記錄、操作可評價、問題易發(fā)現(xiàn)、處理有依據(jù)的管理環(huán)境,也是安全員的好助手,使他對自己范圍內(nèi)監(jiān)管的各吊機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有所了解,利于實現(xiàn)生產(chǎn)與監(jiān)督職能的平衡。

4.2 e安全項目的服務(wù)方式是適用于現(xiàn)場的最佳選擇，具有不可替代性

吊機(jī)制造廠具有全面的系統(tǒng)性優(yōu)勢和服務(wù)能力,但其服務(wù)對象是產(chǎn)品用戶而不是工程,售后服務(wù)不含有工程管理義務(wù)。另一方面,現(xiàn)場同時使用多臺吊機(jī)施工,設(shè)備規(guī)格型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)要求等各有不同,決定了任何一個吊機(jī)制造廠不能單獨(dú)對工程進(jìn)行服務(wù)。因此,現(xiàn)狀是現(xiàn)場有大量吊機(jī)施工作業(yè),但在“單打獨(dú)斗”,統(tǒng)一管理十分困難。

e安全項目通過與各品牌、各型號吊機(jī)聯(lián)網(wǎng),可使制造廠的服務(wù)延伸到工程服務(wù),更好地實現(xiàn)讓數(shù)據(jù)流動起來、連接起來、使用起來。

4.3 e安全項目設(shè)備安全管理“五化”

圖2 設(shè)備安全管理“五化”

e安全項目通過與各吊機(jī)制造廠服務(wù)平臺數(shù)據(jù)對接,實現(xiàn)設(shè)備在線化、信息實時化、違章趨零化、設(shè)備多元化和管理精細(xì)化。

5 e安全項目服務(wù)熱點(diǎn)

e安全項目根據(jù)現(xiàn)場安全管理需要開展多方面的服務(wù),包括:

出現(xiàn)作業(yè)異常情況時向起重指揮和吊車司機(jī)發(fā)出報警信號,提醒慎重,三思而行。根據(jù)要求發(fā)出預(yù)警信號作提示。現(xiàn)場安全員同時收到報警信號,提請了解并處理“安全隱患”。項目安全主管,單位安全部門同時接到報警信號,提請關(guān)注現(xiàn)場安全狀態(tài)。

查看吊裝作業(yè)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),如:吊裝重量、工作半徑、臂桿長度和角度、工作時間、地理位置、油耗、氣象條件、故障及其他相關(guān)信息。

查看吊裝作業(yè)記錄,對超載情況、原因、起重指揮是否誤判(如:重量、工作半徑、就位高度等判斷不準(zhǔn)確)、吊車司機(jī)操作技能是否符合要求等做出技術(shù)性評價。

查看日、周、月吊裝作業(yè)安全統(tǒng)計報表。

專家組提供措施方案,設(shè)備選型評價,專項分析等技術(shù)服務(wù)。

上用戶終端電腦也可查看現(xiàn)場吊裝總體工作狀態(tài),便于安全管理部集中進(jìn)行監(jiān)督和指揮以及相關(guān)的其他服務(wù)。

6 e安全項目的實施

圖3 e安全項目的實施

吊機(jī)注冊登記由租賃公司/車主辦理。開通使用申請由租賃公司/車主辦理,同時提交承租方施工及管理人員名單,手機(jī)號等有關(guān)信息。開通使用及停止使用由租賃公司/車主發(fā)送通知?！癳家云盒”由租賃公司/車主采購。

通常,吊機(jī)出租方的吊機(jī)已先行登記注冊,設(shè)備信息已錄入項目數(shù)據(jù)庫,吊機(jī)承租方需要時上網(wǎng)查看項目租賃供求信息即可。如果吊車承租方自選的設(shè)備不帶有項目功能,也可隨時進(jìn)行注冊登記予以解決。

7 結(jié)論

e安全項目由手機(jī)APP功能模塊、服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)傳輸盒組成,并以吊機(jī)(力矩限制器)運(yùn)行數(shù)據(jù)為信息源,通過與吊機(jī)聯(lián)網(wǎng)形成服務(wù)系統(tǒng),為現(xiàn)場吊裝施工人員和安全管理人員提供有關(guān)安全管理的信息服務(wù)。

把“互聯(lián)網(wǎng)+”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“大數(shù)據(jù)”主題對接和落位在現(xiàn)場吊裝施工安全管理,針對超載違章作業(yè)這一行業(yè)“痛點(diǎn)”和施工過程安全監(jiān)管效能等方面存在的問題,提出了創(chuàng)新型的數(shù)字化服務(wù)系統(tǒng)的解決方案和實施模式,降低了施工風(fēng)險,也使管理事前易事后易而過程中間難的狀況得到了明顯改進(jìn)。對提高工作效率,節(jié)約材料費(fèi)用,增加設(shè)備使用壽命,降低工程人員、設(shè)備、進(jìn)度、造價安全風(fēng)險損失,降低公眾安全(公共場所施工作業(yè))風(fēng)險損失等等具有重要意義。安全管理的成功可轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的提升。