張 波,趙松鵬

(廣西右江水利開發(fā)有限責(zé)任公司,廣西 南寧 530029)

為實(shí)現(xiàn)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展,要守住安全這條底線。2022年8月,水利部印發(fā)了《構(gòu)建水利安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控“六項(xiàng)機(jī)制”的實(shí)施意見》。實(shí)施意見對(duì)提升水利安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控能力,有效化解各類安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)提出了新要求。

近年來,隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展,基于水利工程安全生產(chǎn)的信息管理系統(tǒng)被水管單位廣泛應(yīng)用[1-2]。蔡平等[3]探討了水利工程設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)管控和安全預(yù)測預(yù)警等功能模塊內(nèi)容,推動(dòng)了設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管控的數(shù)字化、信息化進(jìn)程。蔣迪等[4]闡述了水利工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系建設(shè)的重要性,并對(duì)怎樣建立安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防控體系進(jìn)行了簡要概述,對(duì)水利工程如何進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理具有一定借鑒意義。袁偉[5]基于水利工程施工的特點(diǎn),結(jié)合4M1E模型構(gòu)建水利工程安全生產(chǎn)管控體系,利用層次分析法識(shí)別安全生產(chǎn)關(guān)鍵要素,可為水利工程安全生產(chǎn)提供參考。傳統(tǒng)安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)存在業(yè)務(wù)功能單一[6],智能分析處理能力缺乏[7],實(shí)用性不足[8]等問題,尚未實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源辨識(shí)動(dòng)態(tài)管控、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)自動(dòng)計(jì)算、預(yù)測預(yù)警自動(dòng)提醒、處置措施自動(dòng)生成的目標(biāo),與安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控精細(xì)化、智能化管理還存在明顯差距[9-10]。

隨著數(shù)字孿生的發(fā)展,基于數(shù)字孿生的安全生產(chǎn)在許多行業(yè)都有應(yīng)用[11]。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù),將安全風(fēng)險(xiǎn)管控六項(xiàng)機(jī)制數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是新階段進(jìn)一步提高水利安全風(fēng)險(xiǎn)管控能力,防范化解各類風(fēng)險(xiǎn)的必由之路。谷豐等[12]以礦業(yè)為實(shí)際案例,從多個(gè)管理層面分析了數(shù)字孿生在工業(yè)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。王佳奇等[13]將數(shù)字孿生技術(shù)引入煤礦安全管理中,指出了構(gòu)建的孿生模型可以實(shí)現(xiàn)瓦斯事故的事前預(yù)防與快速響應(yīng),加快了瓦斯事故孿生模型的落地應(yīng)用。丁恩杰等[14]闡述了礦山信息化發(fā)展及以數(shù)字孿生為核心的智慧礦山關(guān)鍵技術(shù),為智慧礦山的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。黃越等[15]在分析電廠自動(dòng)化管理現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生技術(shù)及相關(guān)設(shè)計(jì)思想,提出了一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案。目前,數(shù)字孿生在水利工程安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控還少有研究及應(yīng)用。

以百色水利樞紐工程為例,通過建立各類危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫,梳理安全風(fēng)險(xiǎn)管控場景,構(gòu)建基于數(shù)字孿生的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái),將各類危險(xiǎn)源安全狀況精準(zhǔn)映射至數(shù)字孿生場景中。平臺(tái)利用水利工程積累的歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)、孿生數(shù)據(jù),結(jié)合安全生產(chǎn)狀況評(píng)價(jià)模型、水利專業(yè)模型、工程安全監(jiān)測預(yù)警模型、智能分析模型,對(duì)工程各類危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算、仿真推演、預(yù)測預(yù)警、優(yōu)化決策,為水利安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控6項(xiàng)機(jī)制執(zhí)行提供技術(shù)支撐。

1 工程現(xiàn)狀

百色水利樞紐工程是西部大開發(fā)十大標(biāo)志性工程,是治理和開發(fā)郁江的關(guān)鍵項(xiàng)目。該工程位于郁江上游干流右江,壩址下距百色市22 km,工程主要由主壩、水電站、2座副壩、通航建筑物等組成。工程效益以防洪為主,兼顧發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等。百色水利樞紐工程壩址以上流域面積19 600 km2,水庫正常蓄水位228 m,水庫總庫容56.6億m3,水庫防洪庫容16.4億m3,調(diào)節(jié)(興利)庫容26.2億m3,屬不完全多年調(diào)節(jié)水庫。在安全生產(chǎn)管理信息化建設(shè)方面,已建有大壩安全監(jiān)測、泄洪閘門在線監(jiān)測、水輪發(fā)電機(jī)在線監(jiān)測、視頻監(jiān)控等監(jiān)測感知系統(tǒng)和安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

2 平臺(tái)框架

平臺(tái)遵循水利部數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)體系,由信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生安全生產(chǎn)管控平臺(tái)、安全生產(chǎn)智能應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全體系、保障體系等部分組成。本研究以百色水利樞紐工程安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控為例,通過建設(shè)基于數(shù)字孿生的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái),將安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控“六項(xiàng)機(jī)制”貫穿整個(gè)安全生產(chǎn)管理過程,平臺(tái)架構(gòu)見圖1。

圖1 基于數(shù)字孿生的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)框架

2.1 信息基礎(chǔ)設(shè)施

按照“集約化、一體化”的建設(shè)原則,以數(shù)據(jù)中心為依托,優(yōu)化資源配置,完善安全生產(chǎn)信息基礎(chǔ)設(shè)備,主要包括強(qiáng)化監(jiān)測感知體系及數(shù)據(jù)管理。

a)監(jiān)測感知。通過“空天地內(nèi)”監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系,實(shí)現(xiàn)工程狀態(tài)的全方位感知?！翱铡敝覆捎帽倍?、GNSS、星載SAR等技術(shù)對(duì)大范圍滑坡體以及邊坡等進(jìn)行高頻高精度監(jiān)測;“天”指采用無人機(jī)貼近攝影等技術(shù)對(duì)工程部位進(jìn)行無接觸、全覆蓋拍攝與隱患識(shí)別;“地”指采用地基雷達(dá)、激光雷達(dá)等技術(shù)對(duì)工程重點(diǎn)部分變形進(jìn)行毫米級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)測;“內(nèi)”指采用陣列式位移計(jì)等新型傳感器以及巡檢機(jī)器人等新技術(shù)對(duì)工程內(nèi)部進(jìn)行全方位監(jiān)測。

b)數(shù)據(jù)管理。對(duì)采集到的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類檢驗(yàn)融合,并通過閾值方法、人工智能方法等進(jìn)行異常值處理,對(duì)缺失數(shù)據(jù)采用線性插值、三次樣條等插值方法進(jìn)行補(bǔ)缺;同時(shí)結(jié)合地形地貌、BIM模型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組建工程數(shù)字底板,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建工程數(shù)字孿生體,囊括工程周邊地形地貌、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、建筑物、機(jī)電設(shè)備、監(jiān)測儀器等實(shí)體工程中的所有元素。

2.2 數(shù)字孿生安全管控平臺(tái)

參照數(shù)字孿生工程總體框架,安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)包含安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)底板、風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型庫、安全知識(shí)庫、孿生引擎等內(nèi)容。

a)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)底板。安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)底板是安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)的“算據(jù)”。在共享水利部本級(jí)L1級(jí)、流域管理機(jī)構(gòu)及省級(jí)水行政主管部門L2級(jí)數(shù)據(jù)底板基礎(chǔ)上,建設(shè)百色水利樞紐工程L2級(jí)和L3級(jí)數(shù)據(jù)底板,匯聚工程安全生產(chǎn)全要素、全過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)以及外部共享數(shù)據(jù)。主要建設(shè)內(nèi)容包括多維多時(shí)空尺度數(shù)據(jù)底板、BIM+GIS基礎(chǔ)平臺(tái)和數(shù)據(jù)資源池。

b)風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型庫。風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型是安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)的“算法”,以安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)底板為基礎(chǔ),以安全生產(chǎn)知識(shí)庫的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為運(yùn)算規(guī)則,結(jié)合百色水利樞紐工程安全生產(chǎn)的管理需求,構(gòu)建各類風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型。核心的模型是安全生產(chǎn)狀況評(píng)價(jià)模型,實(shí)時(shí)計(jì)算各類危險(xiǎn)源、隱患和事故風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值,并在整體上和各領(lǐng)域、專業(yè)設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)閾值,超過閾值時(shí)實(shí)時(shí)預(yù)警,之后根據(jù)預(yù)警情況,精準(zhǔn)采取防范、處置措施,甚至問責(zé)。其它專業(yè)模型有作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控模型、設(shè)施設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管控模型、智能分析模型、有限元分析模型等。

c)安全生產(chǎn)知識(shí)庫。安全生產(chǎn)知識(shí)庫是一個(gè)將安全隱患、征兆與事故相關(guān)聯(lián)的知識(shí)集合,包括知識(shí)圖譜庫、業(yè)務(wù)規(guī)則庫、歷史場景庫和專家經(jīng)驗(yàn)庫等。知識(shí)圖譜庫包括水利電力行業(yè)典型危險(xiǎn)源庫、隱患庫、事故案例庫和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫等;業(yè)務(wù)規(guī)則庫包括安全生產(chǎn)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、規(guī)章制度和操作規(guī)程以及應(yīng)急處置相關(guān)的綜合預(yù)案、專項(xiàng)預(yù)案和現(xiàn)場處置方案等;歷史場景庫包括生產(chǎn)安全事故應(yīng)急處置場景、事故場景、作業(yè)場景等;專家經(jīng)驗(yàn)庫包括水利、電力行業(yè)相關(guān)安全生產(chǎn)專家的經(jīng)驗(yàn)匯總。

d)孿生引擎。孿生引擎是實(shí)體系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入、軟件系統(tǒng)接入和應(yīng)用系統(tǒng)的接口,滿足數(shù)據(jù)加載、模型計(jì)算、實(shí)時(shí)渲染等大容量、低時(shí)延、高性能等要求,包括數(shù)據(jù)引擎、知識(shí)引擎、模擬仿真引擎等內(nèi)容。其中,數(shù)據(jù)引擎提供多維多時(shí)空尺度數(shù)據(jù)匯聚、清洗、轉(zhuǎn)換、共享、展示、計(jì)算、更新等服務(wù)能力;知識(shí)引擎提供知識(shí)語義提取、知識(shí)推理、知識(shí)更新、集成應(yīng)用等服務(wù)能力;模擬仿真引擎提供模型版本管理、參數(shù)配置、組合裝配、加載調(diào)用、計(jì)算跟蹤、訓(xùn)練優(yōu)化、模型迭代等服務(wù)能力。

3 安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控場景

對(duì)百色水利樞紐工程存在實(shí)體和作業(yè)操作2個(gè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控場景流程進(jìn)行梳理,將安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控“六項(xiàng)機(jī)制”融合在百色水利樞紐工程安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控管理中。

3.1 存在實(shí)體的危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管控

以百色水利樞紐工程泄洪閘門為例,流程見圖2,首先參照泄洪閘門設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面的技術(shù)圖紙資料構(gòu)建泄洪閘門、啟閉機(jī)等設(shè)備的BIM模型。其次從閘門工控系統(tǒng)、閘門在線監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)等提取泄洪閘門相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù),從生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、物資管理信息系統(tǒng)、安全管理信息系統(tǒng)提取泄洪閘門巡檢、操作、維護(hù)、檢修、缺陷處理等生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和隱患排查整改、風(fēng)險(xiǎn)管控等安全管理數(shù)據(jù)。之后從安全知識(shí)庫抽取泄洪閘門運(yùn)行操作、維護(hù)保養(yǎng)、檢修試驗(yàn)、安全鑒定等方面的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)。最后以閘門BIM模型為基礎(chǔ),根據(jù)泄洪閘門風(fēng)險(xiǎn)管控的需求,以泄洪閘門的管控措施、隱患和健康狀況等為基礎(chǔ)實(shí)時(shí)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值,超出設(shè)定閾值時(shí)實(shí)時(shí)預(yù)警,并根據(jù)預(yù)警情況針對(duì)性采取防范、處置措施,實(shí)現(xiàn)對(duì)泄洪閘門的風(fēng)險(xiǎn)全過程、全要素管控。最終形成工程安全“四預(yù)”應(yīng)用。

圖2 泄洪閘門風(fēng)險(xiǎn)管控流程

工程安全“四預(yù)”應(yīng)用即工程安全領(lǐng)域預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案4個(gè)方面的業(yè)務(wù)應(yīng)用,通過系統(tǒng)各功能模塊間配合,可完成工程安全“四預(yù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用,各業(yè)務(wù)從上到下層層遞進(jìn),為應(yīng)對(duì)洪水、地震等突發(fā)事故提供決策支持與處置措施建議。

a)預(yù)報(bào)。以工程實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與運(yùn)行方案為輸入,調(diào)用系統(tǒng)模型庫中工程安全分析模型或在線結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,對(duì)工程重點(diǎn)部位變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變等安全監(jiān)測效應(yīng)量進(jìn)行預(yù)報(bào)。

b)預(yù)警。根據(jù)監(jiān)測效應(yīng)量預(yù)測結(jié)果,進(jìn)行工程安全分析評(píng)價(jià),并結(jié)合預(yù)警指標(biāo)與閾值體系進(jìn)行預(yù)警觸發(fā)判斷,對(duì)觸發(fā)預(yù)警指標(biāo)的情景進(jìn)行預(yù)警發(fā)布。

c)預(yù)演。在工程數(shù)據(jù)孿生體上對(duì)預(yù)測與預(yù)警結(jié)果進(jìn)行模擬仿真,對(duì)工程安全分析評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與定級(jí),將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋以調(diào)整運(yùn)行方案。

d)預(yù)案。確定運(yùn)行方案后,結(jié)合預(yù)測、預(yù)警、預(yù)案結(jié)果調(diào)用工程預(yù)案庫自動(dòng)優(yōu)選應(yīng)急預(yù)案,并向上級(jí)發(fā)起申請(qǐng),審核通過后進(jìn)行預(yù)案執(zhí)行。

3.2 作業(yè)操作危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管控

以百色水利樞紐工程動(dòng)火作業(yè)為例,首先從業(yè)務(wù)規(guī)則庫抽取動(dòng)火作業(yè)應(yīng)遵循的安全規(guī)則、風(fēng)險(xiǎn)和防范措施。其次結(jié)合百色水利樞紐工程實(shí)際動(dòng)火工作場所和級(jí)別,建立對(duì)應(yīng)的作業(yè)數(shù)字化場景。之后從生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全管理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)提取動(dòng)火作業(yè)人員及資質(zhì)、場所、時(shí)間、防范措施、作業(yè)設(shè)施設(shè)備、防護(hù)用品等數(shù)據(jù)。最后根據(jù)動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控的需求,實(shí)時(shí)查找動(dòng)火作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)隱患,研判、計(jì)算動(dòng)火作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)值,并在基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、防范、處置等功能,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)火作業(yè)的全要素、全過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控,流程見圖3。

圖3 動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控流程

本文所述的基于數(shù)字孿生的動(dòng)火作業(yè)施工高危風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)分析主要包括建立施工現(xiàn)場三維模型、標(biāo)注安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、建立最佳作業(yè)條件庫、施工人員行為分析這4個(gè)環(huán)節(jié)。

a)建立施工現(xiàn)場三維模型。首先通過對(duì)施工現(xiàn)場實(shí)物的運(yùn)行信息提取獲取施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)模型,并以數(shù)字化檢測獲取施工現(xiàn)場的量測信息。然后,將數(shù)據(jù)模型和量測信息進(jìn)行融合,并對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行仿真。最后,生成施工現(xiàn)場的三維模型。

b)標(biāo)注安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。通過層次細(xì)節(jié)模型(Level of Detail,LOD)對(duì)動(dòng)火施工風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注。

c)建立最佳作業(yè)條件庫。依據(jù)歷史的施工現(xiàn)場的施工步驟、施工安全措施、施工環(huán)境影響因素等信息,建立最佳作業(yè)條件和預(yù)警范圍。

d)施工人員行為分析。通過施工現(xiàn)場攝像頭和施工人員安全帽提取施工人員的行為特征,并將施工人員的行為特征與最佳作業(yè)條件庫的閾值進(jìn)行比較,在出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)作高危風(fēng)險(xiǎn)告警。

4 具體應(yīng)用

系統(tǒng)采用時(shí)下流行的B/S系統(tǒng)架構(gòu)模式進(jìn)行前后端分離式開發(fā),前端主要采用VUE 框架以及Element UI、Echarts等開源組件庫以及自主研發(fā)適用于各類監(jiān)測業(yè)務(wù)的定制化組件,后端主要使用Spring Boot、Spring Cloud框架搭建服務(wù)平臺(tái),服務(wù)配置與管理采用 Nacos,數(shù)據(jù)庫主要使用MySQL、PostgreSQL。

平臺(tái)集成風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型庫已建的安全生產(chǎn)相關(guān)模型,通過在信息空間里建立與物理世界互為映射的數(shù)字孿生體,實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源辨識(shí)動(dòng)態(tài)管控、風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)計(jì)算、預(yù)測預(yù)警自動(dòng)提醒、處置措施自動(dòng)生成的目標(biāo)。平臺(tái)主界面以一張圖的方式直觀呈現(xiàn)百色水利樞紐工程現(xiàn)有的危險(xiǎn)源、隱患排查整改情況、風(fēng)險(xiǎn)狀況、風(fēng)險(xiǎn)總值等信息。根據(jù)百色水利樞紐工程安全生產(chǎn)需要,平臺(tái)集成存在實(shí)體和作業(yè)操作2個(gè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控場景。

在三維可視化場景中展示百色水利樞紐工程安全生產(chǎn)狀況實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)情況、危險(xiǎn)源分布及風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測狀況、隱患排查整改實(shí)時(shí)跟蹤情況、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等安全生產(chǎn)信息。當(dāng)危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生變化時(shí),危險(xiǎn)源所在空間位置的標(biāo)注點(diǎn)閃爍,同步向各級(jí)管控人員發(fā)送預(yù)警信息,實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)更新、預(yù)警信息動(dòng)態(tài)更新及自動(dòng)發(fā)布的目標(biāo)。功能界面見圖4。

圖4 安全生產(chǎn)一張圖

安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)集成的泄洪閘門安全風(fēng)險(xiǎn)管控場景,能夠?qū)崟r(shí)查看泄洪閘門的風(fēng)險(xiǎn)值、可靠性等指標(biāo),并將風(fēng)險(xiǎn)管控專業(yè)模型計(jì)算結(jié)果渲染在BIM模型上,當(dāng)閘門運(yùn)行過程中風(fēng)險(xiǎn)值發(fā)生變化時(shí),平臺(tái)可自動(dòng)生產(chǎn)預(yù)警信息、防范和處置措施,并及時(shí)向相關(guān)責(zé)任人發(fā)送預(yù)警信息。同時(shí),可在該界面中查看泄洪閘門相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(如技術(shù)圖紙、運(yùn)行規(guī)程等)、監(jiān)測數(shù)據(jù)(工作閘門的振動(dòng)、應(yīng)力和啟閉機(jī)械的油壓、油位,啟閉速度等);管理數(shù)據(jù)(歷史隱患情況、檢修記錄、巡檢記錄、備品備件情況等)。圖5所示為工程安全“四預(yù)”應(yīng)用中預(yù)報(bào)場景。

圖5 泄洪閘門安全狀態(tài)界面

安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)集成動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控場景,能夠?qū)?dòng)火作業(yè)前準(zhǔn)備和作業(yè)時(shí)操作2個(gè)階段的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控。其中,作業(yè)前準(zhǔn)備則根據(jù)作業(yè)地點(diǎn)、人員、內(nèi)容、工器具等信息,自動(dòng)生產(chǎn)本次作業(yè)的操作規(guī)程、管控措施、作業(yè)流程等信息,指導(dǎo)工作人員開展作業(yè);作業(yè)時(shí)操作則對(duì)作業(yè)過程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)跟蹤,發(fā)現(xiàn)的違規(guī)行為實(shí)時(shí)預(yù)警,并通過語音廣播和信息推送的方式提醒作業(yè)人員和安全管理人員。功能界面見圖6、7。

圖7 動(dòng)火作業(yè)中界面

5 結(jié)語

通過構(gòu)建基于數(shù)字孿生的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)框架,提出了基于數(shù)字孿生的水利工程存在實(shí)體和作業(yè)操作2個(gè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控場景,并以百色水利樞紐工程為例證明了框架及場景的可行性?；跀?shù)字孿生的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)百色水利樞紐工程現(xiàn)存危險(xiǎn)源統(tǒng)一管理,結(jié)合工程安全“四預(yù)”應(yīng)用對(duì)危險(xiǎn)源的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)研判、預(yù)警,提升了工程安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控能力。目前,平臺(tái)僅集成存在實(shí)體類和作業(yè)操作類2個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管控的場景,下一步將根據(jù)不同預(yù)警狀態(tài)自動(dòng)生成科學(xué)合理的防范和處置措施,進(jìn)一步完善該平臺(tái)功能,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控“六項(xiàng)機(jī)制”貫穿百色水利樞紐工程各類危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管控場景的目標(biāo)。