智慧安全为钢铁企业安全生产保驾护航

2020-01-02□王璇

冶金经济与管理 2019年6期

□ 王璇

一、引言

安全是一个永恒的话题。钢铁行业由于其独特的行业特点，加之生产装备日益复杂，使得其安全生产问题更为突出，故安全生产事较其他行业发生的概率更大。有毒有害气体中毒、高炉炉缸烧穿铁水泄漏、天车坠落造成人员伤亡、违章冒险实施维修作业等安全生产事故频发。这一桩桩重大安全生产事故导致生命陨落、财产损失，让人触目惊心。血的教训告诉我们安全无小事，如果不引起足够的重视，哪怕只是微小的安全隐患，也可能会酿成重大的安全事故，造成无法挽回的巨大经济损失。

上至国家、下至企业对生产安全都高度重视。政府工作报告中也提到“加强安全生产，防范遏制重特大事故”[1]。越来越多的钢铁企业意识到安全生产的重要性，把安全生产放在首位，将生产安全零事故作为企业生产经营最重要的目标之一。

二、钢铁企业安全生产现状

目前，很多钢铁企业在生产安全方面存在共性问题。

1.安全管理制度落实度不高

在《安全生产法》等法律法规基础上，大多数钢铁企业建立了较完善的安全管理制度，包括生产责任制、应急预案、教育培训、安全考核、操作管理、危险源辨别及风险评价等，涵盖生产安全的方方面面。制度建立初期，企业上至领导下至生产一线人员都非常重视，但随着时间推移，很多制度慢慢地流于形式。

2.安全意识薄弱

部分一线操作工未养成良好的安全操作习惯，对操作规程执行不到位；某些岗位人员流动性大，新进人员匆匆培训上岗，操作不熟练导致误操作；设备使用过程中对设备的风险隐患认识不到位，事故预测、预防不到位；作业过程精力不集中，违反操作规程，导致误操作；盲目进入危险区域；等等。上述情况源于企业安全培训不到位，导致员工安全意识淡薄、对生产安全存在侥幸心理。

3.安全管理手段落后

部分钢铁企业安全管理手段落后。具体表现在：安全管理以手工管理为主，缺乏系统支撑，安全管理人员案头工作多，存在管理盲区，安全管理滞后；厂区尚未实现对厂区人员运动轨迹的定位，对有限空间、危险区域等进出人员无法跟踪；一些核心关键操作室、主电气室、配电室等对人员进出未实现门禁管理，无法及时了解进出人员数量；检修和设备停送电等管理基本靠人工传递信息，未实现电子操作牌管理。上述传统管理手段导致钢铁企业存在很大的生产安全隐患。

三、智慧安全架构

基于钢铁企业安全管理现状，结合安全管理发展趋势，充分利用新一代信息技术，搭建智慧安全管理体系（见图1）。通过对教育培训、人员定位、视频监控、门禁智能管理、虚拟电子操作、危险源管理、安全状态运行情况等体系化管理，提高全员的安全意识，实时掌握生产运行安全情况，实现钢铁企业的安全管控、预警、评估、响应，杜绝安全隐患，减少安全事故的发生，实现安全生产。

图1 智慧安全体系架构

1.动态感知

（1）人员定位感知：分区域对厂区现场安装无线定位智能装置，通过安全头盔、门卡、手环、电子标签等佩戴装备，实现对移动目标的数据采集。

（2）监控对象感知：对厂区安保、生产设备运行、车辆进出等进行实时监控，确保对人员、设备、车辆、各区域场所情况进行全面有效的掌控。

（3）门禁感知：利用人的身体特征或行为特征进行人员身份鉴定，如指纹识别、语音识别、人脸识别等，实现对厂区操作室、电气室等重要场所人员出入的动态感知。

（4）危险气体感知：按需布置厂区内各类危险气体监测仪表、火灾探测仪等，实时采集危险气体数据信息，对于超过阈值的信息，在危险源区域和系统终端同时报警。

2.实时存储

根据客户需求对人员定位、视频、门禁系统、危险气体等各类信息分别进行存储。以容量最大的视频存储为例，其采用中心存储结构，将各监控点上传的视频图像、报警、语音、备份存储相结合，按需求分别存储。高清视频图像采用720P格式 2M码流/1 080P格式4M码流存储。

存储容量计算公式：视频路数×视频码流×录像时间（h/a）×3 600（s/h）×录像天数÷（8×1 024×1 024）。计算举例见表1。

表1 存储容量计算举例

3.应用服务

（1）模型算法

从人员定位、视频、门禁系统等海量存储数据信息中进行数据挖掘，通过决策树、回归、聚类、数据降维、关联规则、层次、神经网络等算法搭建企业安全生产管理模型，包括状态管控模型、诊断预测模型、决策支持模型等[2]。模型算法是实现智慧安全应用的重要手段，通过该算法找出内在规律，最终提炼出对企业安全生产有用的信息，以更好地推进安全生产，为人员安全提供更有力保障。

（2）系统管理

——人员定位管理。人员定位系统保证人员在整个厂区内的安全，在整个厂区范围内，进行3D建模，将人员信息及移动轨迹呈现在界面上，并具备移动轨迹历史回放功能，实现人员分布的可视化；系统可与摄像头、报警信息等联动，也可和门禁及考勤系统融合。

——教育培训管理。安全培训使企业生产人员熟悉并能认真贯彻执行安全生产方针、政策、法律、法规，以及国家标准、行业标准和企业标准；目的是提高从业人员素质，防范伤亡事故，减轻职业伤害。主要包括：存储企业各种安全管理规章制度，结合生产管理需要编制安全条例投入计划、考核安全条例实施情况，检查、监督安全生产；对操作人员进行安全制度、安全规程、安全教育等培训，包含培训计划、日常培训、入厂培训、管理人员培训、特种作业人员培训、外来务工人员培训等；对整个安全培训实际情况进行记录和系统自动生成下次培训工作计划。

——门禁管理。对门禁资源、人员、权限、报警等进行一体化管理。充分利用人的身体特征或行为特征进行人员身份鉴定，如指纹识别、语音识别、人脸识别等。真实反映人员出入活动详细信息（进出时段、进出验证方式、出入记录等）。同时，对出入异常情况进行报警，如门长时间未关闭、非法卡刷卡、非法闯入或强行开门等。门禁系统还可与视频监控系统硬件或软件之间进行互联，实现对受控门的实时视频监控或图像抓拍功能。

——车辆管理。与门禁系统互联互通，可进行车牌自动识别，进行车辆进出厂登记管理及视频监控。

——视频监控管理。该系统实现对厂区车间安保、生产设备运行、车辆进出等进行实时监控，确保对人员、设备、车辆、各区域场所情况进行全面有效的掌控。该系统包括3部分：前端部分（支持多种类型摄像机接入，可配置高清网络枪机、球机等，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，直接接入网络并进行视频图像传输）、传输网络部分（前端与接入交换机间通过有线网络接入）、监控中心部分（主要包括视频存储、视频显示及实现统一管理的平台软件，采用CVR主流存储模式存储高清视频图像，采用解码器完成视频解码、拼接、上墙等应用，实现视频的预览、回放、权限控制及各类智能应用）。

——电子围栏管理。对厂内危险区域、重要涉密区域、受限空间等设置虚拟电子围栏。用户可根据自身需求，任意设置厂内虚拟电子围栏区域范围。当有人非法闯入电子围栏，系统进行SOS报警、逗留报警及禁入报警等提示。电子围栏与人员定位、视频监控系统密切相关。

——危险源管理。通过集成各危险源检测仪表提供的数据，对危险源关键参数进行实时监控。对进入危险区域的人员安全进行监控和预警通知，实现对危险源的安全管理，保证安全生产。例如：在加热炉燃烧控制过程中，加热炉区一氧化碳管道布置的调节阀门执行处会出现不同量级的泄露情况，仪表传感器实时监测一氧化碳和空气比重，一旦超出阈值，联动报警装置进行报警。

——火灾管理。火灾管理包括由各工序的火灾监控设备、火灾监控探测器和火灾监控探头组成的大型监控系统及区域报警器、火灾报警器，从而形成多单元、高性能的火灾监控系统。该系统可对电气、重点设备、重点区域进行监控管理，接收报警信号、发布救灾指令等。

——电子操作牌管理。系统在设备检修、停机、临时停机检修和停送电等管理中，为确保过程中的人员安全，结合流程中的信息传递过程，采用电子操作牌管理系统进行全过程安全管控。例如，当设备检修时，由生产调度中心管理层统一进行电子牌的下发，系统记录和管理包括任务下达人信息、任务执行目地、任务下达时间、“停电牌”领取人信息、停电操作授权人信息、停电操作进入变电室时间、停电操作确认时间、“检修牌”下发时间、“检修牌”领取人信息、检修人员组织信息、检修设备扫描确认信息、检修时间、检修完成确认时间、“送电牌”下达时间、送电时间等。通过电子操作牌管理，可有效规避生产状态切换（如生产和检修状态切换）过程中的安全风险。

——安全事故管理。记录生产厂内部发生的各种事故，为制定安全措施和考核生产工作情况提供依据。主要包括：事件登记和事故管理，事故管理包括事故快报、事故报告、事件管理、工伤申报、工伤认定、工伤报销等；对安全事故进行应急处理，包括应急机构和队伍、应急预案、应急演练演练总结等；对安全事故进行分类、分析、总结、统计、生成报表，对潜在的安全风险进行预测和防范。

——绩效评价管理。建立安全生产绩效评价体系[3]，覆盖企业安全生产评价工作的各个方面，为企业安全生产管理工作提供具有可操作性和科学性的管理方法。主要包括：建立涵盖安全生产组织机构及职责、安全管理制度、教育培训、作业安全、重大危险源监控、职业健康、应急管理、事故管理、安全生产控制等一系列考核指标；结合绩效指标对安全生产管理工作进行定期考核，得出定量或定性的考核结果；根据考核结果进行相应的奖惩激励并提出改进措施，从而不断完善绩效考核体系。

（3）决策支持

针对钢铁企业特定的生产安全问题，通过获取的生产数据和生产安全管理实绩，充分利用各类模型算法，为生产过程中人员和厂区安全、风险管理等进行分析和决策。

4.终端展示

钢铁企业安全管理可视化已成为企业实现智慧安全生产的重要手段。建立一个与实体工厂一致的虚拟工厂，通过电脑、平板、手持、大屏等显示终端，实现企业生产安全管控的可视化。管理人员实时掌握实体工厂的安全生产动态（包括人员定位、设备运行、车辆出入、各区域场所等），并通过虚拟工厂对实体工厂安全生产情况提供指导、预警与预知，对安全生产执行和决策提供有力支撑。