一、研究的背景與問題

2020年國家工信部發(fā)布“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動(dòng)計(jì)劃，計(jì)劃中指出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在安全生產(chǎn)中的融合應(yīng)用，增強(qiáng)工業(yè)安全生產(chǎn)的感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置和評(píng)估能力，加速安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)感知、事后應(yīng)急向事前預(yù)防、單點(diǎn)防控向全局聯(lián)防的轉(zhuǎn)變，提升工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)安全水平。要貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略”“提升應(yīng)急管理體系和能力現(xiàn)代化”“從根本上消除事故隱患”的重要指示精神，推進(jìn)《關(guān)于深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》深入實(shí)施，實(shí)現(xiàn)發(fā)展規(guī)模、速度、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、效益、安全相統(tǒng)一。

安全管理未來技術(shù)發(fā)展趨勢是更先進(jìn)的海量數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，將廣泛應(yīng)用于安全管理平臺(tái)的事件分析，安全管理平臺(tái)將向智能化方向發(fā)展。針對(duì)不同類型的客戶需求，安全管理平臺(tái)將以不同的面貌出現(xiàn)，因此行業(yè)化定制將成為安全管理平臺(tái)的一個(gè)發(fā)展方向。

冶金和有色金屬行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)。近年來行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，質(zhì)量水平不斷提高，實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展。目前，全國冶金、有色金屬企業(yè)約有 6.3 萬家，從業(yè)人員約有715.3 萬人。

冶金企業(yè)安全生產(chǎn)自身存在的主要問題：1）安全生產(chǎn)意識(shí)不強(qiáng)，不同程度對(duì)安全生產(chǎn)工作重視不夠；2)安全管理水平不高，有些企業(yè)雖然建立了職業(yè)健康安全管理體系但體系整體運(yùn)行水平不高；3)對(duì)重大危險(xiǎn)源防范不足，對(duì)重大危險(xiǎn)源缺乏規(guī)范科學(xué)的辨識(shí)和登記建檔，重大危險(xiǎn)源監(jiān)控制度不健全或不落實(shí)，事故應(yīng)急預(yù)案針對(duì)性差可操作性不強(qiáng)并缺乏必要的演練。

建龍集團(tuán)現(xiàn)有14家鋼鐵子公司，吉林建龍率先開展智能安防管理平臺(tái)建設(shè)，為建龍集團(tuán)整體安全體系智能化管理探索出一個(gè)創(chuàng)新管理模式，同時(shí)將帶動(dòng)各子公司開展智能安防管理工作。吉林建龍結(jié)合國家“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動(dòng)計(jì)劃，謀劃將安全生產(chǎn)體系智能化、智慧園區(qū)可視化、消防系統(tǒng)智能化融合為一體，搭建一個(gè)具有建龍?zhí)厣闹悄馨卜拦芾砥脚_(tái)。

二、解決問題的思路與技術(shù)方案

1.總體思路

以管理體系化與應(yīng)用智能化的管理思路為重點(diǎn)，從安全生產(chǎn)體系智能化研究、智慧廠區(qū)可視化管控研究和消防系統(tǒng)智能化運(yùn)維研究三個(gè)角度出發(fā)，通過四級(jí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、三級(jí)查詢統(tǒng)計(jì)、一級(jí)和二級(jí)畫面呈現(xiàn)，支撐頂層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自下而上融合，最終呈現(xiàn)智慧安防平臺(tái)運(yùn)行管理模式?？傮w管理思想見下圖。

智能安防管理平臺(tái)的建設(shè)本著合理創(chuàng)新的思路，充足考慮創(chuàng)新的應(yīng)用效能，以解決實(shí)際工作問題為出發(fā)點(diǎn)，全面構(gòu)建防范為主、實(shí)戰(zhàn)結(jié)合、反應(yīng)迅速、指揮順暢的智能監(jiān)管平臺(tái)。

2.技術(shù)方案

以“對(duì)癥下藥，解決實(shí)際問題”為目的，我公司制定了具有針對(duì)性的技術(shù)方案。

（1）安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)和界面設(shè)計(jì)

將公司級(jí)關(guān)注項(xiàng)在首頁集中展示，便于領(lǐng)導(dǎo)決策，安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)和首頁界面如下圖所示。主要包括以下10個(gè)模塊：

①公司安全管理組織機(jī)構(gòu)

②安全風(fēng)險(xiǎn)比例：全公司四級(jí)安全風(fēng)險(xiǎn)

③安防監(jiān)控：全公司重點(diǎn)監(jiān)控輪巡播放

④重要參數(shù)：全公司重要參數(shù)分布及實(shí)時(shí)監(jiān)控

⑤當(dāng)日危險(xiǎn)作業(yè)分布：當(dāng)日危險(xiǎn)作業(yè)安全管控落實(shí)監(jiān)督

⑥實(shí)時(shí)報(bào)警信息：公司重要參數(shù)，邊界危險(xiǎn)區(qū)域，消防點(diǎn)位信息預(yù)警及短信提醒

⑦各單位隱患數(shù)量：各單位隱患分布，加強(qiáng)重點(diǎn)管控

⑧安全隱患類比 ：根據(jù)隱患分類及隱患數(shù)量進(jìn)行重點(diǎn)管控

⑨地圖顯示：重點(diǎn)監(jiān)控查看，消防栓安全分布，消防點(diǎn)分布及報(bào)警聯(lián)動(dòng)

⑩八大模塊二層、三級(jí)界面

圖1：安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)和首頁界面

（2）安全生產(chǎn)體系智能化技術(shù)研究

本系統(tǒng)前后端運(yùn)用最前沿開發(fā)技術(shù)，將可視化界面直觀生動(dòng)的展示在用戶面前，用戶可通過手機(jī)APP進(jìn)行流程審批，并接收短信平臺(tái)發(fā)送的告警數(shù)據(jù)，調(diào)取現(xiàn)場重要生產(chǎn)參數(shù)信息等。

①法律、制度、規(guī)程、證照智能管理模塊開發(fā)

問題：法律法規(guī)無法實(shí)時(shí)掌握最新條例需人工傳閱、無法掌握員工學(xué)習(xí)情況，證照易超期等問題

對(duì)策：開發(fā)法律、制度、規(guī)程、證照模塊，其利用bootStrap技術(shù)實(shí)現(xiàn)前端框架界面設(shè)計(jì)， ztree技術(shù)實(shí)現(xiàn)文件目錄樹形結(jié)構(gòu)展示，定時(shí)啟動(dòng)技術(shù)與短信平臺(tái)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)證照到期提醒功能，法律、制度、規(guī)程、證照智能管理模塊如下圖2所示：

圖2：法律、制度、規(guī)程、證照智能管理模塊

②安全基礎(chǔ)管理模塊開

問題：作業(yè)活動(dòng)類和設(shè)備設(shè)施類風(fēng)險(xiǎn)數(shù)量、風(fēng)險(xiǎn)分布需人工二次分析工作效率低、危險(xiǎn)作業(yè)審批慢、安全協(xié)議到期及人員保險(xiǎn)到期存在安全風(fēng)險(xiǎn)等問題

對(duì)策：開發(fā)了安全基礎(chǔ)管理模塊，利用APP開發(fā)實(shí)現(xiàn)手機(jī)端審批，減少流程審批時(shí)間，echarts繪制可視化圖表技術(shù)，將重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)以圖形化形式展現(xiàn)，定時(shí)啟動(dòng)技術(shù)與短信平臺(tái)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)證件管理，具有安全協(xié)議到期及人員保險(xiǎn)到期提醒功能，包括雙重機(jī)制界面、危險(xiǎn)作業(yè)管理界面、教育培訓(xùn)模塊和相關(guān)方管理模塊四部分。

圖3：雙重機(jī)制管理界面

圖4：危險(xiǎn)作業(yè)管理界面

圖5：教育培訓(xùn)管理模塊

圖6：相關(guān)方管理模塊

③職業(yè)衛(wèi)生管理模塊開發(fā)

問題：無法動(dòng)態(tài)了解員工身體狀況、職業(yè)危害因素和超標(biāo)情況、勞保用品使用和發(fā)放情況

對(duì)策：開發(fā)職業(yè)衛(wèi)生管理模塊，主要利用echarts繪制可視化圖表技術(shù)，將員工身體狀況、職業(yè)危害因素和超標(biāo)情況、勞保用品使用和發(fā)放情況等信息以圖形化形式直觀，生動(dòng)展現(xiàn) ，包括職業(yè)健康管理、職業(yè)危害因素管理、勞動(dòng)保護(hù)用品管三部分

圖7：職業(yè)健康管理界面

圖8：職業(yè)危害因素管理界面

圖9：勞動(dòng)保護(hù)用品管理界面

④生產(chǎn)運(yùn)行管理模塊開發(fā)

問題：管理人員和專業(yè)人員無法實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場重要工藝參數(shù)

對(duì)策：開發(fā)了生產(chǎn)運(yùn)行管理模塊，利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、redis緩存、視頻拉流技術(shù)將現(xiàn)場工藝參數(shù)與視頻監(jiān)控疊加，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要工藝參數(shù)（公司級(jí)、廠處級(jí)和作業(yè)區(qū)級(jí)）監(jiān)控分析，并具有異常提醒功能 ，包括生產(chǎn)運(yùn)行管理和視頻疊加兩部分

圖10：生產(chǎn)運(yùn)行管理模塊

圖11：1號(hào)高爐出鐵口監(jiān)控畫面

⑤設(shè)備管理模塊開發(fā)

問題：特種設(shè)備、強(qiáng)檢類設(shè)施與（A類）超服役存在重大安全隱患

對(duì)策：開發(fā)了設(shè)備管理模塊，利用定時(shí)啟動(dòng)技術(shù)與短信平臺(tái)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備檢測到期提醒功能，避免出現(xiàn)設(shè)備超服役問題，包括特種設(shè)備管理和強(qiáng)檢類設(shè)施與（A類）儀表管理兩部分

圖12：特種設(shè)備管理界面

圖13：強(qiáng)檢類設(shè)施與（A類）儀表管理界面

⑥應(yīng)急指揮管理模塊開發(fā)

問題：避免出現(xiàn)重大安全事件，應(yīng)急處置不到位和不及時(shí)等問題

對(duì)策：開發(fā)了應(yīng)急指揮模塊，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)流程及應(yīng)急人員、物資可視化，異常發(fā)生后快速啟動(dòng)預(yù)案，同時(shí)具有一鍵撥號(hào)及自動(dòng)發(fā)送短信提醒功能，通過應(yīng)急演練模塊可掌握各分廠演練開展情況，有效的管控演練培訓(xùn)、現(xiàn)場處置、演練評(píng)估等重要環(huán)節(jié)，如下圖14所示

圖14：應(yīng)急指揮管理模塊

（3）智慧廠區(qū)可視化管控技術(shù)研究

該項(xiàng)目采用本地微云服務(wù)器云化集群部署，并采用分層解耦的方式建設(shè)，實(shí)現(xiàn)視頻、錄像、圖片流、離線視頻全量解析能力的靈活調(diào)配，使本地微云服務(wù)器具備算法倉庫功能，實(shí)現(xiàn)多種AI算法的并行運(yùn)行，并通過集成技術(shù)將各系統(tǒng)進(jìn)行集成，提煉重要指標(biāo)用于領(lǐng)導(dǎo)層決策。

①智慧廠區(qū)可視化平臺(tái)界面

問題：廠區(qū)各系統(tǒng)集中在智能安防管理平臺(tái)管控，但各系統(tǒng)所記錄的基礎(chǔ)信息和報(bào)警信息僅在各系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行查詢觀看，不能直觀展示。

對(duì)策：本項(xiàng)目采用HTML5和BOOTSTRAP技術(shù)，將各系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息和報(bào)警信息轉(zhuǎn)化為圖形展示的可視化平臺(tái)。采用ODBC和OPC協(xié)議集成技術(shù)，將人員管理系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、電子地圖和違法系統(tǒng)，集成到一個(gè)平臺(tái)顯示和管理，如下圖15所示。

圖15：智慧廠區(qū)可視化平臺(tái)

②人員管理系統(tǒng)

問題：人員刷卡門禁系統(tǒng)存在代刷卡和借用他人員工卡進(jìn)出無法管控

對(duì)策：采用人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)，觸發(fā)識(shí)別算法與人臉庫進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)出管控

③停車場管理系統(tǒng)

問題：原RFID卡識(shí)別車輛管理系統(tǒng)存在車卡損壞、丟失問題，維修和維護(hù)成本高，且車卡和車輛無法核對(duì)，存在管理漏洞 ；對(duì)車輛超速需人工蹲守，耗時(shí)長，工作效率低

對(duì)策：采用車牌識(shí)別技術(shù)，將車輛信息和駕駛員信息進(jìn)行綁定，通過前端車牌識(shí)別相機(jī)采集車輛信息，觸發(fā)識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)出廠 ；設(shè)置7套高速抓拍相機(jī)對(duì)過往車輛車速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)有車輛超速行駛時(shí)，將聯(lián)動(dòng)停車場系統(tǒng)黑名單，出入廠時(shí)提示黑名單用戶，禁止進(jìn)出廠。停車場系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)短信平臺(tái)，自動(dòng)給違規(guī)車輛司機(jī)發(fā)送違規(guī)通知信息。如下圖16、17所示。

圖16：車號(hào)識(shí)別

圖17：停車場管理系統(tǒng)界面

④視頻監(jiān)控系統(tǒng)

問題：周界入侵檢測、區(qū)域入侵檢測缺失

對(duì)策：對(duì)周界區(qū)域進(jìn)行人體入侵檢測，并對(duì)入侵非人體進(jìn)行過濾；對(duì)限制區(qū)域進(jìn)行人體/車輛入侵檢測，并對(duì)入侵非人體/車輛進(jìn)行過濾。當(dāng)有人員聚集、逗留、跨越等行為時(shí)，通過報(bào)警系統(tǒng)語音提示治安管理人員進(jìn)行查看和處理，保證公司及人員生命財(cái)產(chǎn)安全。如下圖18所示。

圖18：視頻監(jiān)控系統(tǒng)

問題：員工合規(guī)檢測缺失

對(duì)策：通過AI視覺檢測可實(shí)現(xiàn)離崗檢測、打瞌睡檢測、吸煙檢測、穿戴防護(hù)服帽檢測、打手機(jī)檢測等員工行為規(guī)范檢測算法應(yīng)用，如下圖19所示

圖19：AI應(yīng)用實(shí)例

⑤報(bào)警系統(tǒng)

問題：報(bào)警功能缺失

對(duì)策：圍繞報(bào)警觸發(fā)、報(bào)警分級(jí)、報(bào)警處理、報(bào)警恢復(fù)、報(bào)警展現(xiàn)五大主線建立了報(bào)警監(jiān)控機(jī)制 。如下圖20所示。

圖20：報(bào)警系統(tǒng)

⑥電子地圖

問題：監(jiān)控?cái)z像頭、消防設(shè)施位置及狀態(tài)不直觀

對(duì)策：利用2.5D建模技術(shù)和無人機(jī)測繪技術(shù)，制作出2.5D電子地圖模型并利用視頻拉流技術(shù)，在地圖上標(biāo)注攝像頭、消防栓、消防點(diǎn)，可在地圖上觀看攝像頭的實(shí)時(shí)視頻。

⑦違法系統(tǒng)

問題：闖紅燈、超速等違法行為的取證不便利

對(duì)策：違法業(yè)務(wù)錄入系統(tǒng)自動(dòng)讀取智能抓拍的圖片所提供的信息，包括前端設(shè)備圖片采集，圖片信息上傳、篩選、審核以及違法數(shù)據(jù)導(dǎo)入違法庫等步驟，提升了對(duì)闖紅燈、超速等違法行為的取證準(zhǔn)確性，如下圖21所示。

圖21：違法系統(tǒng)

（4）消防系統(tǒng)智能化運(yùn)維技術(shù)研究

問題：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防設(shè)施管理集成性低、信息分散不便管理等問題

對(duì)策：建立了可同時(shí)快速、精準(zhǔn)地為管理者提供精確數(shù)據(jù)支持的運(yùn)行模式，與無人值守的變電所消防報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行整合，將在線運(yùn)行的火災(zāi)報(bào)警控制器數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)管理平臺(tái)，對(duì)變電所煙感、溫感、紅外探測器等設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)集中監(jiān)控，全面提升消防預(yù)警能力，同時(shí)數(shù)據(jù)集中性也為管理者在應(yīng)急救援中發(fā)揮重要作用

三、主要?jiǎng)?chuàng)新性成果

1、提出了一站式安全數(shù)據(jù)集中可視化管理理念，開發(fā)了跨平臺(tái)數(shù)據(jù)導(dǎo)入技術(shù)，建立了鋼鐵企業(yè)智能安防可視化管控平臺(tái)

基于一站式數(shù)據(jù)可視化管理理念，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)為支撐，創(chuàng)新開發(fā)了基于統(tǒng)一可視化平臺(tái)的八大子系統(tǒng)，將ERP平臺(tái)、消防平臺(tái)與智能安防平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同類型管理系統(tǒng)的整合，打造適合冶金行業(yè)安全管理體系的智能安防管理平臺(tái)。

2、開發(fā)了跨系統(tǒng)動(dòng)態(tài)視頻與生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖表的時(shí)空整合方法，實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)相關(guān)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效融合

將一級(jí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)利用數(shù)采技術(shù)進(jìn)行采集，并與視頻拉流技術(shù)、可視化編程技術(shù)、緩存技術(shù)和即時(shí)消息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)視頻堆疊，實(shí)現(xiàn)公司安全管理工作平臺(tái)化、數(shù)據(jù)化和智能化?？蓪⑸a(chǎn)調(diào)度所必須的關(guān)鍵指標(biāo)以圖表或文字形式異步交互后，輸入到用戶端瀏覽器上，提高公司總調(diào)度及分廠指揮員對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)把控能力，為企業(yè)安全、高效生產(chǎn)提供有力保障 。

3、基于自主研發(fā)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法及裝置，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)安保及交通智能化管理

將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法應(yīng)用于行為合規(guī)檢測技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)、車輛識(shí)別技術(shù)、周界入侵檢測技術(shù)，并與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖形可視化開發(fā)技術(shù)相結(jié)合，將功能模塊以接口對(duì)接方式接入到智能安防管理系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的功能聯(lián)動(dòng)，人員系統(tǒng)黑名單、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

4、開發(fā)了消防系統(tǒng)智能化運(yùn)維技術(shù)，提升消防安全管理水平和消防應(yīng)急預(yù)警、現(xiàn)場處置能力

消防系統(tǒng)智能化運(yùn)維技術(shù)針對(duì)火災(zāi)報(bào)警、消防管理集成性低、信息分散等問題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了可快速、精準(zhǔn)地為管理者提供精確數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電所設(shè)備、感溫電纜設(shè)備、煙感設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，將無人值守的變電所消防報(bào)警系統(tǒng)整合，將在線運(yùn)行的火災(zāi)報(bào)警控制器數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)管理平臺(tái)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，全面提升消防預(yù)警能力。

四、應(yīng)用情況與效果

自2020年上線應(yīng)用以來全方位、多視角的展現(xiàn)公司安全生產(chǎn)態(tài)勢，使得人、機(jī)、料、環(huán)和諧運(yùn)作，各類事故風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)源處于有效控制狀態(tài)，確保企業(yè)安全生產(chǎn)。

本項(xiàng)目自投運(yùn)以來，取得的應(yīng)用效果如下表所示：

該項(xiàng)目成果申報(bào)發(fā)明專利2件，獲軟件著作權(quán)8件。項(xiàng)目成果在吉林建龍鋼鐵有限責(zé)任公司成功推廣應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)科技成果評(píng)價(jià)（鑒定）推薦該項(xiàng)目技術(shù)申報(bào)2021年冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。推廣應(yīng)用表明該成果有效解決了鋼鐵行業(yè)安全管理問題，同時(shí)，根據(jù)應(yīng)用前景分析可應(yīng)用推廣至其他鋼鐵企業(yè)。