基于云平臺的特殊作業在線監控系統的實踐

〔摘 要〕探討了智能化技術在危化品企業特殊作業過程監管中的應用，并詳細闡述了通過企業云平臺實現特殊作業電子票線上辦理的實踐過程。以移動端App為載體，該系統在遵循八大特殊作業相關國家標準、法律法規及企業規章制度的前提下，實現作業票的線上申請與簽發，并確保作業過程中的責任到人。系統能夠跟蹤作業進度、作業人員、資質證照及作業時長等情況，同時與隱患排查機制形成聯動。通過現場布控球的對接，實現了實時對作業現場的遠程監督。

〔關鍵詞〕特殊作業；云平臺；智能監測

中圖分類號：TP277;TQ086" " " 文獻標志碼：B" 文章編號：1004-4345（2024）0６-0058-0４

Practice of Online Monitoring System for Special Work Operations Based on Cloud Platform

YE Junqiao

（Danxia Smelter， Shenzhen Zhongjin Lingnan Non-ferrous Metal Company Limited， Renhua， Guangdong 512024， China）

Abstract" The paper discusses the application of intelligent technology in the supervision of special work operations in hazardous chemical enterprises， and describes the practices of realizing online and electronic work tickets through enterprise cloud platform. Using the mobile App as a carrier， the system realizes the online application and issuance of work tickets and ensures that the responsibilities are assigned to individuals during the operation period on the premise of complying with the national standards， laws amp; regulations and enterprise’s rules amp; regulations related to eight special work operations. The system is capable of tracking the progress of operations， operating personnel， qualification certificates and operation duration， while forming a linkage with the hidden danger investigation mechanism. Remote real-time supervision of the operation site can be achieved through using the on-site ball camera.

Keywords" special work operations; cloud platform; intelligent monitoring

1" "項目開發背景

化工生產涉及八大特殊作業，包括動火作業、受限空間作業、盲板抽堵作業、高處作業、吊裝作業、臨時用電作業、動土作業和斷路作業。這些作業的生產環境屬易燃、易爆，作業風險高，易發生各類安全事故，相較于一般作業具有更高的突然性、復雜性和危險性。加之在某些場景下，存在作業工具管理不善、現場未采取風險防范措施、監督人員未就位等因素，生產中一旦違規作業極易導致事故發生。因此，如何有效利用智能化技術，實現對高風險特殊作業的全過程監控，確保現場作業嚴格按照安全管理體系執行，防范事故發生，成為企業監管的難點和痛點。

國內某冶煉廠為了提高檢修、維修效率，提升安全管理水平，實現綠色、安全、高效的生產模式，基于云邊端一體化架構建設了一套智慧鉛鋅系統融合云平臺。該平臺具備強大的視頻傳輸能力，包括海量視頻接入、匯聚、管理、處理及分發等功能，極大地簡化了管理人員的作業部署工作。系統功能多樣，涵蓋特殊作業現場的實時視頻直播、語音對講、錄像回放、云存儲等，適用于工廠特殊作業的檢修維護、安全風險管控、突發事件應急指揮等場景。本文將針對該廠基于云平臺實現廠區特殊作業全過程在線監控系統的開發過程進行分析，以期探索云平臺技術在提升工業生產效率與安全保障能力方面的應用潛力，為其他企業在進行類似數字化轉型和安全生產管理過程中提供可借鑒的經驗。

2" "特殊作業業務設計

2.1" 業務流程

特殊作業從辦理作業票到執行，分為事前、事中、事后3個階段。事前階段主要包括作業票填寫、安全交底、氣體分析、作業審批等工作，其中作業審批需根據作業類型定義不同的逐級審批流程。事中階段涵蓋監護人在崗確認、作業現場檢查、氣體持續監測等。事后階段則進行作業驗收、現場清理，并由申請單位關閉作業。具體業務流程如圖1所示，詳細說明見表1。

2.2" 特殊作業檢查表配置

作業申請單位提交申請后，需完成作業前檢查，對作業人員進行安全交底并核對自檢清單結果，在移動端App內填寫事前檢查表，確認特殊作業對應安全措施是否到位。系統提供檢查項配置功能，管理部門可根據特殊作業相關要求和工廠實際情況進行自定義設置。作業申請人按清單確認，作業票辦理完畢后生成電子作業票，系統自動填充檢查結果明細。特殊作業檢查內容見表2。

2.3" 特殊作業統計

各申請單位在移動端App完成作業票申請后，系統會自動保存并形成臺賬，關聯作業過程中的圖片、視頻等非結構化數據。通過開源Echarts控件，可基于歷史臺賬生成各類統計報表，如特殊作業完成率、申請單位作業數、特殊作業類型占比、特殊作業各月數量趨勢等，見圖2。

3" "移動端設計

該冶煉廠以國標規定的特殊作業安全作業票樣式為藍本，結合原有紙質作業票辦理流程，設計開發了移動端特殊作業應用。用戶可在手機、平板電腦等設備上完成作業票的線上申請、審批、檢查、驗收、關閉、打印及綁定布控球等所有環節。

3.1" 技術架構

應用前端基于Angular框架和DevExtreme組件庫，支持安卓App和微信小程序。后端采用Spring

Cloud微服務架構。鑒于特殊作業類型多樣且管理要求各異，系統采用可配置化設計以增強靈活性。作業票填報項目和審批流程可快速增刪和修改，移動端App實時渲染配置好的模板。同時，可針對不同類型和等級的作業票按崗位或角色配置審批組，供用戶自由選擇。移動端App作業票辦理頁面見圖3。

3.2" 輔助功能

除了特殊作業安全作業票辦理外，移動端還實現了以下輔助功能。

1）消息管理。推送特殊作業信息至現場管理人員和審批對象的移動端App上，用戶點擊消息通知可快速完成作業審批、簽字等操作。系統同時支持局域網和互聯網的消息推送，并可通過第三方短信平臺實現手機短信推送。

2）特殊作業臺賬。用戶可在移動端App查看當天執行中的特殊作業，或按作業類型、作業單位等條件檢索歷史作業信息，查看作業申請、審批、檢查全流程記錄，并可根據需要關閉異常作業。

3）外委單位和人員查詢。在作業票辦理界面可查詢外委單位及人員的基本信息和資質證照信息。通過掃描外委人員出示的二維碼，可查看更詳細的內容。

4" "智能監測系統設計

４.1" 智能監測功能的實現

鑒于該冶煉廠生產工藝流程的復雜性和日常檢維修任務的繁重，特殊作業常在多個地點同時進行。在實現作業票電子化和規范化后，如何高效監管各作業現場、確保特殊作業全流程風險得到有效控制，成為云平臺的關鍵功能需求。

為此，云平臺設計了先進的數據接口，與智能硬件實現無縫聯動。通過集成高精度攝像頭和人工智能識別算法，平臺能實時、有效地監測車間內重點作業區域，分析現場情況并及時警示相關人員。安全管理人員可通過監控中心大屏實時掌握全廠特殊作業動態，實現一對多的實時監護效果，顯著降低現場人工巡查和監護的工作強度。

云平臺還涵蓋以下智能監測關鍵場景：1）電子圍欄監控。利用高精度攝像頭和紅外技術，在關鍵區域設置電子圍欄，實時監測和警示非法進入作業區域或異常行為，適用于高溫、有限空間、能見度低等環境復雜的作業區域。2）視頻布防。通過虛擬視頻布防技術實現人臉抓拍和視頻數據結構化分析，嚴格管控作業區域內的人員進出，確保只有授權人員進入，有效降低作業場所安全風險。3）危險行為監控。采用深度學習框架的AI視頻設備持續監控作業現場，識別并預警潛在危險行為，如未按規定佩戴安全裝備、異常聚集、違規操作等。視頻設備識別到安全事件后自動向云平臺推送報警，并抓取圖像和視頻提醒安保人員處理。4）作業監測與遠程協助。云平臺結合軟件和可移動式監控設備（布控球）實現雙向語音通信功能，確保現場工作人員與監控中心能夠即時互動和溝通，提高作業指令傳達效率和現場問題快速響應能力。

布控球是一種無線可移動的智能高級監控攝像頭，專為戶外需要現場錄像取證和遠程實時視頻監控卻無供電僅有無線網絡的環境打造的便攜式智能裝備。它集成了高清攝像機、傳感器、處理器等設備，能夠進行本地視頻錄制；支持4G/5G無線通信，可通過無線網絡連接至云平臺，將實時視頻流傳輸至云平臺以供遠程監控和儲存備份。布控球配備了可更換的電池，能夠提供長達9 h的連續使用，滿足了生產班次的監控需求。即使在惡劣天氣、夜間或光線不足的環境中，布控球也能提供高分辨率、清晰的圖像，并具備語音通信功能，支持遠程指令下達和雙向對講，以便于現場作業人員與監控中心進行有效溝通。此外，布控球能夠進行360 °全方位轉動和上下視角調整，配合工廠的鷹眼系統，實現空中和地面的多角度監控。它支持人臉識別，可以設定多個作業區域，區分授權與非授權人員，并通過行為管理功能檢測安全帽佩戴、離崗和區域入侵等，實現智能報警和自動語音提示，與云平臺實現聯動。

4.2" 人員定位

人員定位系統作為智能監測系統的補充，旨在通過藍牙、UWB等電子標簽定位技術實現對作業人員位置的實時監控和緊急情況下的快速響應。

４.2.1" 定位技術應用

云平臺人員定位功能模塊支持藍牙、UWB等定位技術，通過構建設備和廠區建筑的3D模型結合電子標簽定位信息實現人員定位管理功能。通過建設定位基站對需要進行人員定位的區域進行信號覆蓋，電子定位標簽實時反饋位置信息，滿足工業上對人員、設備等的定位需求。

4.2.2" 實時監控與應急響應

作業人員佩戴電子標簽進入基站信號覆蓋范圍內時，系統自動識別并將其納入監控，記錄軌跡信息。監控中心大屏以虛擬形象形式在“人員定位一張圖”中顯示作業人員的實時位置信息。一旦作業人員發生危險，可實時確定人員位置并實現報警跟蹤、查詢行動軌跡記錄及回放等功能。人員還可通過電子標簽硬件進行主動呼救。

5" "結語

通過不斷探索和實踐，該冶煉廠借助智能硬件和AI視覺分析技術快速實現了對特殊作業過程中存在安全隱患的智能檢測，做到了事前預警，能有效防止事故發生、保障安全。通過建設視頻云平臺和智能應用，安全監管人員可通過電子大屏、平板、電腦、手機等終端多維度、多渠道、多地點監看作業現場，實現在線遠程巡查、分析作業隱患及高效安檢。安全管理業務的線上化有效提升了制造企業的信息化、智能化水平。

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