吳建軍,史勝春

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

作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作為直接作業(yè)的操作平臺(tái)，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(jì)，發(fā)生于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的事故占事故總數(shù)量的比率高達(dá)90%[1]。探尋作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)不到位。因此積極探索安全管控方法，加強(qiáng)對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理顯得尤為重要。本文基于物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)大的射頻識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和云計(jì)算能力[3]，建立作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(shí)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(jì)算機(jī)、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(gè)層面：①感知層，主要基于射頻信號(hào)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(shí)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(jì)算，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，監(jiān)督、阻止作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的不安全行為。

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

分析近年來(lái)煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全事故，發(fā)現(xiàn)其安全管控水平仍相對(duì)較低，主要體現(xiàn)在2個(gè)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(qiáng)調(diào)人的安全意識(shí)、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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)對(duì)安全工作的重視程度落后于期望值，員工安全意識(shí)依舊相對(duì)薄弱，制度的不完善、規(guī)程的不合理等問(wèn)題，成為制約煉化企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平提高的重要因素；②“三基”工作落實(shí)不到位。三基工作強(qiáng)調(diào)要進(jìn)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(huì)的基本功訓(xùn)練，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，存在著大量的責(zé)任落實(shí)不到位、基礎(chǔ)工作不細(xì)致和基本功訓(xùn)練不扎實(shí)的現(xiàn)象，致使安全事故時(shí)有發(fā)生。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(gè)階段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)流程的管控：①不安全狀態(tài)識(shí)別。物聯(lián)網(wǎng)具有可靠的通信網(wǎng)絡(luò)與可視化識(shí)別特點(diǎn)，結(jié)合射頻設(shè)備識(shí)別復(fù)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(shí)時(shí)監(jiān)督，加強(qiáng)管理效果；②生產(chǎn)過(guò)程工藝優(yōu)化。通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煉化企業(yè)生產(chǎn)線的設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，產(chǎn)品設(shè)備操作使用實(shí)時(shí)記錄，設(shè)備故障遠(yuǎn)程監(jiān)控和檢測(cè)；③環(huán)保監(jiān)測(cè)及能源管理。物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煉化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程管控的安全防線上引入物聯(lián)網(wǎng)，在4個(gè)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(dòng)識(shí)別無(wú)人監(jiān)管防線，建立施工作業(yè)安全屏障，填補(bǔ)潛在系統(tǒng)漏洞、增強(qiáng)本質(zhì)安全、落實(shí)“三基”工作，在實(shí)現(xiàn)將管理制度和要求轉(zhuǎn)化為作業(yè)過(guò)程不可觸碰的紅線的同時(shí)，實(shí)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(chǎng)管控新模式?；谖锫?lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理架構(gòu)，見(jiàn)圖1。

圖1 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理架構(gòu)

2.1 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

2.1.1入場(chǎng)關(guān)

a)承包商人員培訓(xùn)信息自動(dòng)視頻建檔。通過(guò)視頻信息采集，構(gòu)建承包商人員信息庫(kù)，在減少人工工作量的同時(shí)保證信息的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性。具體操作如下：①對(duì)參加教育培訓(xùn)的承包商人員在集中入場(chǎng)時(shí)進(jìn)行視頻人臉識(shí)別，采集人員信息，集成企業(yè)承包商人員信息庫(kù)；②結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)視頻識(shí)別技術(shù)，建立入場(chǎng)教育培訓(xùn)及考試人員檔案庫(kù)，防止替考現(xiàn)象的發(fā)生；③集成公安系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別違法人員，對(duì)培訓(xùn)人員的身份信息進(jìn)行核查，防止不法分子入廠；④當(dāng)本次培訓(xùn)的承包商人員80%以上為首次培訓(xùn)時(shí)，依靠傳感器向培訓(xùn)教師進(jìn)行預(yù)警操作，以提升基本功訓(xùn)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(guò)門禁系統(tǒng)與人臉視頻識(shí)別集成，對(duì)進(jìn)廠刷卡的承包商人員采用視頻監(jiān)控自動(dòng)識(shí)別人員身份，并進(jìn)行異常身份報(bào)警，實(shí)現(xiàn)承包商人員自動(dòng)監(jiān)管，降低廠區(qū)人員本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)。

c)承包商機(jī)具入廠監(jiān)管。監(jiān)管人員通過(guò)移動(dòng)終端掃描機(jī)具合格證，結(jié)合拍照信息，對(duì)承包商入廠機(jī)具自動(dòng)進(jìn)行機(jī)證信息合一、合格檢驗(yàn)信息審查，嚴(yán)把入場(chǎng)作業(yè)機(jī)具合格關(guān)。

2.1.2作業(yè)前審查關(guān)

a)工作安全分析(簡(jiǎn)稱JSA)。根據(jù)網(wǎng)格化管理模型，通過(guò)射頻識(shí)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(guò)移動(dòng)終端掃描作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)點(diǎn)以及機(jī)具合格證，識(shí)別作業(yè)區(qū)域環(huán)境、機(jī)具等風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的風(fēng)險(xiǎn)分析庫(kù)和事故案例庫(kù)，自動(dòng)匹配并推薦JSA分析內(nèi)容，保證風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)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(dòng)補(bǔ)充風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)JSA分析安全經(jīng)驗(yàn)分享，提升作業(yè)技能的同時(shí)，貫徹本質(zhì)安全理念。

b)安全交底。屬地監(jiān)護(hù)人通過(guò)移動(dòng)終端，掃描承包商人員門禁卡，系統(tǒng)自動(dòng)審查承包商作業(yè)及承包商監(jiān)護(hù)人員的身份信息及特殊工種、入廠教育培訓(xùn)、屬地教育培訓(xùn)等資質(zhì)信息；現(xiàn)場(chǎng)視頻全程記錄現(xiàn)場(chǎng)安全交底工作，承包商人員通過(guò)管理人員手持終端刷卡確認(rèn)安全交底工作完成，確保安全交底工作切實(shí)落實(shí)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控到未安全交底人員時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警；管理人員開(kāi)展安全交底工作時(shí)，通過(guò)掃描施工現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別點(diǎn)，自動(dòng)推送事故案例庫(kù)，警示作業(yè)人員，切實(shí)做好安全工作。

2.1.3作業(yè)過(guò)程監(jiān)護(hù)關(guān)

a)人員狀態(tài)監(jiān)控。通過(guò)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(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全方位、多角度立體聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。①建立實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人員血壓/心率體質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)定位監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)集成大數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人員跌倒、高處墜落、長(zhǎng)期不活動(dòng)、超出監(jiān)護(hù)距離等異常情況判斷和報(bào)警，同時(shí)支持人員主動(dòng)求助報(bào)警，確?，F(xiàn)場(chǎng)人員人身安全；②實(shí)現(xiàn)開(kāi)始/暫定/停止不同作業(yè)狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)出/入場(chǎng)人員情況自動(dòng)識(shí)別，對(duì)于非法出/入場(chǎng)及逗留人員，進(jìn)行報(bào)警，確保現(xiàn)場(chǎng)人身安全。

b)環(huán)境及裝置狀態(tài)監(jiān)控。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)周圍設(shè)置智能固定氣體分析監(jiān)測(cè)儀、勞保防護(hù)用品、動(dòng)靜設(shè)備檢測(cè)儀等，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與周圍人員穿戴設(shè)備及智能門禁卡智能通訊，當(dāng)異常情況發(fā)生時(shí)，將報(bào)警信息同時(shí)傳回中控室、外操室，并主動(dòng)向現(xiàn)場(chǎng)周圍人員報(bào)警，保證現(xiàn)場(chǎng)人身安全。

c)智能視頻巡檢監(jiān)控。通過(guò)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(shí)現(xiàn)電子眼自動(dòng)鎖定作業(yè)施工區(qū)域，全程自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警。

2.1.4離場(chǎng)驗(yàn)收關(guān)

a)作業(yè)驗(yàn)收。當(dāng)作業(yè)結(jié)束后，通過(guò)移動(dòng)終端掃描施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)點(diǎn)，通過(guò)與風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)信息的檢索和匹配，自動(dòng)推送驗(yàn)收措施清單，確保現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全驗(yàn)收，不留余火、盲板等隱患。

b)機(jī)具離場(chǎng)。監(jiān)管人員通過(guò)移動(dòng)終端掃描機(jī)具合格證，并拍照記錄，更新承包商機(jī)具完工狀態(tài)，確認(rèn)機(jī)具離場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)信息，確?，F(xiàn)場(chǎng)不留安全隱患。

c)人員離場(chǎng)。當(dāng)作業(yè)結(jié)束后，電子作業(yè)許可狀態(tài)更新為完工驗(yàn)收，通過(guò)智能穿戴設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員離場(chǎng)情況進(jìn)行跟蹤確認(rèn)。

2.2 技術(shù)服務(wù)層

a)人員異常監(jiān)控服務(wù)。通過(guò)人員監(jiān)管業(yè)務(wù)模型+人員感知分析，識(shí)別作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)人員感知、設(shè)備/機(jī)具感知、環(huán)境感知的互聯(lián)互通，為數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集，系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化，人員科學(xué)決策，提供技術(shù)支撐。

c)定位計(jì)算服務(wù)?；诙ㄎ换炯半娮訕?biāo)簽，實(shí)現(xiàn)人、物的定位服務(wù)。

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

e)環(huán)境異常監(jiān)控服務(wù)。將現(xiàn)場(chǎng)各種環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的采集信息，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(jī)具感知。裝置/設(shè)備電子標(biāo)簽、機(jī)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(cè)儀、智能視頻、防爆終端等。

3 實(shí)例應(yīng)用

以中國(guó)石化某煉化分公司為例，進(jìn)行傳統(tǒng)安全+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模式有效性驗(yàn)證。該公司集原油和乙烯生產(chǎn)倉(cāng)儲(chǔ)為一體，形成了“大煉油、大乙烯、大碼頭、大倉(cāng)儲(chǔ)”的產(chǎn)業(yè)格局，代表了中國(guó)煉油化工行業(yè)先進(jìn)的生產(chǎn)能力。在其煉油部、港儲(chǔ)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(fēng)險(xiǎn)管理制度，排除風(fēng)險(xiǎn)隱患，實(shí)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(yǔ)

a)本文針對(duì)當(dāng)前煉化企業(yè)作業(yè)過(guò)程事故頻發(fā)、本質(zhì)安全理念不深入、三基工作落實(shí)不到位的問(wèn)題，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管控技術(shù)方案。

b)在現(xiàn)有作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管控的基礎(chǔ)上，分別在入場(chǎng)關(guān)、作業(yè)前審查關(guān)、作業(yè)過(guò)程監(jiān)護(hù)關(guān)和離場(chǎng)驗(yàn)收關(guān)這4個(gè)主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，增加多道自動(dòng)識(shí)別無(wú)人監(jiān)管防線，搭建電子作業(yè)許可管理平臺(tái)，建立了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管控新模式。

c)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，表明該技術(shù)不僅可落實(shí)安全責(zé)任、實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)，更可通過(guò)提升培訓(xùn)質(zhì)量的方法促進(jìn)員工安全意識(shí)提升，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。