基于水电工程建设施工现场安全区域化管理的研究

基于水电工程建设施工现场安全区域化管理的研究中国电力安全管理网、湖北安全生产信息网摘要：本文基于水电工程施工现场安全管理特点，论述了一种先进的水电工程施工现场的安全管理方法，详细阐述了如何在水电工程施工现场建立一个封闭化的安全生产区域，并构建一个开放式的集成管理平台。关键词：水电工程；施工现场；封闭化；集成平台1.引言水电工程施工是一项复杂的系统工程，参与人员多、涉及专业多、涉及工种多，现场大型机具使用多，工程占地面积大，施工复杂，且涉及到爆破等特殊作业，其整个施工过程存在的风险大。开放的水电工程施工现场，存在着更多的不安全因素：人员（车辆）的进出，现场随意活动无法管控，加上工程的建设工期长、施工工艺复杂、条件恶劣、大量使用农民工等，现场的安全管理一直是管理单位的一个难题。如何对现场施工人员的行踪进行实时监控，加强对施工人员的考核和管理；如何对施工人员进行准确的定位，总体判断施工人员的分布情况；如何防止非施工人员进入施工场地；如何对现场的车辆进行实时有效的监控管理；如何切实提高现场安全管理水平，……，这些都是迫切需要解决的问题。2.总体方案为了解决企业对施工现场人员和车辆安全管理中出现的问题，切实提高企业对现场的安全管理水平，武汉博晟安全科技有限公司与武汉大学安全科学技术研究中心联合硬件生产单位共同研发，提出了基于RFID和GPS相结合的综合型封闭化区域管理方案，用RFID电子标签来实现现场的考勤管理和重点区域的准入管理，用GPS来对车辆和重点人员实行实时定位管理和轨迹跟踪管理。实行封闭化区域管理，可为水电工程创造良好的施工环境和施工秩序，为工程的顺利开展进行提供有力保障。水电建设施工现场安全区域管理系统主要由有源低频RFID标签、有源RFID读写器、GPS定位终端、视频监控摄像机、声光报警器、数据传输通道及后台管理软件组成。3.系统功能3.1功能结构图3.2功能简介3.2.1实施监控管理（1）人员信息登记：添加人员姓名、性别，联系方式，标签ID等信息。（2）人员实时显示：将人员在封闭区域内的位置实时显示在区域地图上。（3）人员定位信息添加：将每次读写器读到的人员位置信息添加到数据库中。（4）指定人员定位跟踪：管理人员根据人员姓名或者标签ID指定需要跟踪的人员标签进行实时监控。3.2.2移动轨迹查看（1）人员移动轨迹显示：根据实时监控时记录下来的人员定位信息，系统描绘出人员移动的轨迹。（2）历史移动轨迹查询：管理人员通过系统可以查询指定人员在封闭区域内的历史移动轨迹。3.2.3系统报警（1）人员标签显示异常报警：如人员进入到其不允许进入的区域或到危险源区域时，系统报警，此报警作用主要是用以确保施工人员的安全，及时防止事故的发生。（2）标签电量低报警：标签电量过低时报警，以免施工人员的电子标签由于电量不足而无法正常用，此报警用于系统的正常运行。3.2.4考勤管理（1）人员考勤记录登记：根据施工人员每天进入施工现场时第一次标签读取时间作为到场时间记录下来，每天离开施工现场的标签时间作为下班时间记录下来，达到考勤的目的。（2）人员考勤记录查询：管理人员通过系统可以查询人员的考勤记录，作为工作考核的参考。3.2.5后台系统管理（1）系统角色管理：根据系统操作人员不同的操作权限分为系统管理员、安全管理员以及普通的信息查询员等不同的角色，便于对系统的安全权限进行分配，通过对用户分配不同的角色限定其操作权限，以加强系统的安全管理。（2）系统账户管理：本功能模块维护管理所有用户的账户信息，建立、修改、删除各用户的账户信息，维护用户的账户对应关系，实行账户实名制，所以用户登录后的各种操作，特别是配置修改、报警设置以及资产的基础信息修改等操作有操作日志并签名，以便于安全事故追查。（3）系统权限管理：根据系统各模块功能不同，设置不同的操作权限，并将其归属到不同的角色，当系统操作没有该权限时给出报警提示，并弹出登录对话框提示登录。3.3门禁考勤在施工现场的出（入）口处安装一台有源RFID读卡器，将读卡器通过RS485组网与控制器、管理主机、视频监控设备相联，控制器再连接声光报警装置、视频监控设备、红外设备和电子锁。进入现场的人员通过读卡器时就会被读卡器读取到所带电子标签的信息，将第一次读取到标签读取时间作为到场时间记录下来作为考勤依据。同时系统会对所读取到的标签信息与系统数据库内的信息进行对比，然后做是否放行判断：（1）信息符合，即可发送指令由控制器开门，穿越红外线不报警。（2）该系统数据库内所有标签信息与读取到的标签信息不符，则不会开门，同时会发出声光报警，视频摄像头（可旋转）会将该门口实时画面发送到系统监控中心。（3）无标签人员经过门口时（未刷卡的情况下），读卡器没有读取到任何信息，但红外线被穿越过，此时声光报警器会报警，同时视频摄像头（可旋转）会将该门口实时画面发送到系统监控中心。3.4现场人员区域定位3.4.1重点人员实时定位在监控平台中绘制出现场的GIS地图，在地图的某个固定位置安装一台固定GPS定位器作为现场地图的原点坐标，现场重点人员（安全员、监理等）和车辆配备GPS定位器，根据重点人员（或者车辆）所配带的GPS所处经纬度和固定GPS所处经纬度的差值，结合现场GIS地图，可将重点人员的具体位置和行走轨迹在系统中准确绘制出来。3.4.2一般人员区域定位将现场分成若干个区域，在监控平台中绘制出现场的GIS地图，在GIS地图的相同位置也进行区域划分，然后在重点施工区域和重大危险源区域周围部署有源RFID读卡器（信号覆盖该监控区域边界为准），当有人员进入到该区域时就会被读卡器读到该员工所佩戴的标签的信息，读卡器将读到的信息通过网络发到系统中去进行相关的指令识别，以达到对一般人员的区域化定位管理。由于读写器的接收很难控制，所以我们通过改变RFID电子标签的天线增益来实现定位，从而进行判断。3.5车辆定位与跟踪3.5.1车辆的进/出管理在准许进入现场的车辆前的档风玻璃上粘贴电子标签，当车辆进（出）大门时就会被门口的读卡器读到该标签信息，用以判断该车辆是否可放行。3.5.2车辆的定位在车辆上安装GPS定位器（车载终端），利用无线网络传输将车辆信息传送给后台监控系统，以此来实现对车辆的实时定位和轨迹追踪。（1）实时监控：GPS车辆管理系统应用了移动GPRS为监控数据的载体，真正的实现了对车辆的全天候实时监控（速度、方向等），监控频率可达到1秒级。（2）行驶信息管理：系统可对车辆以往的行驶数据信息进行下载、回放、保存等。（3）车辆超速报警：管理员可单独或是设定全部车辆的行驶上下限速度，当车辆行驶速度超过该限制时，系统即会提示车辆超速报警，并伴有声音和窗口弹出窗口提示。（4）自建图层：管理员可以通过文字和图象在地图上自行标注公司的以及工地的方位；也可以自行构建道路上没有的路线，更好的完善地图来管理车辆。（5）文字调度管理：管理可通过文字方式向某一辆车或是某一群车辆发送文字调度信息。发送的信息将保存下来，以供日后查证。（6）超速报警统计：通过系统提供的行驶数据保存功能，在事后可将某车的在某天某日某一段时间的行车数据进行回放，并可生成报表供打应，该功能可作考核用。（7）行车线路跟踪：可对单独一辆或是全部车辆进行实时记录行驶路线功能，当车辆驶过后就会在地图上划出一条黑线，管理员可直观的看到车辆的行驶路线情况。（8）区域报警功能：可以设定禁区，当车进入禁区监控处发出警报提醒。定制行驶路线，当驾驶员驶离预定的驾驶路线发出报警。（9）完善的管理员管理功能：车辆信息管理可对车辆信息进行查询、统计、增、删、改的维护工作。可对管理员进行权限分配，实现分级、多级管理。日志管理，如登陆日志、报警设定、消息发送等进行统计、打印和删除（10）里程油耗统计：通过系统提供的行驶数据保存功能，可将某车的在某天某日某一段时间的行车公里数及所耗油量，可生成报表供打印，该功能可作参考。3.6现场安全检查针对现场安全工作移动性、紧急性等特点，专为现场安全管理人员量身定做安全工具“安全通”，通过无线网络实现安全人员移动办公。现场施工人员都佩戴有源低频电子标签，现场安全员带着手持式“安全通”在现场巡检，当发现有违规操作或安全隐患时，即可对当事人或相关责任人的标签进行扫描，读取相关信息并进行相应处罚管理。3.7区域准入与GIS电子地图将现场平面图绘成电子地图，然后分成不同区域。区域与区域之间设置混合区，两边区域的读卡器都能读取到该标签信息时，视为该人员处于混合区，系统发出警告。当只有一个读卡器能读取到该标签信息时，则由系统进行相应判断和处理。（1）如为准入区域读卡器读到则视为未越区；（2）如为非准入区域读卡器能读到则视为越区，报警器报警。4.结语随着计算机技术、网络技术和信息技术的发展，施工现场的安全管理将向着数字化、集成化的方向发展。同时，随着无线技术、精确定位技术、数字数据服务、电子数据交换、识别技术等技术发展，必将在现场安全管理中得到广泛应用。基于水电工程施工现场的安全区域化管理将为现场安全管理提供更安全、更人性化的管理需求，为企业安全管理带来更大的便利。