基于區(qū)塊鏈的智能化工地安全管理

項雯婷 陶澤華 鄭綱

摘 要： 隨著技術的發(fā)展，智能化系統近年來發(fā)展迅速。現有安全管理系統大量依賴人工檢查與記錄，在信息的獲取與處理方面多有不便。本文介紹了基于區(qū)塊鏈的智能化安全管理系統在安全活動管理、危險源管理、安全資料管理等方面的運用及成效。

關鍵詞： 區(qū)塊鏈;智慧工地;安全管理

【中圖分類號】J525 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.144

1 引言

隨著硬件水平與信息技術的發(fā)展，智慧工地逐漸成為工地管理發(fā)展的趨勢。近兩年來多個地區(qū)已陸續(xù)嘗試制定規(guī)范及技術標準，對工地的智慧化管理進行規(guī)范。智慧工地利用信息技術及信息化傳感設備，簡化安全管理操作，減輕人工操作負擔。

2 現狀

目前，安全管理信息化主要偏重于安全記錄和資料的信息化。各類操作規(guī)程、檢查單據模板有電子文檔，但是安全管理現有流程和規(guī)范中信息化手段使用較少，對危險源管理、安全活動管理等大多依賴人工進行檢測記錄。

隨著信息化技術的引入和成熟，大量信息可采集接入：圖像識別技術與視頻監(jiān)控結合，可進行人臉、車牌識別，對進出場人員及車輛進行識別獲得進出場信息;OCR圖像識別技術可識別圖片中的文字信息，將手寫的紙質表單自動識別為結構性數據;設備狀態(tài)監(jiān)控系統通過傳感技術實時采集設備數據，通過網絡實時上傳系統，經分析可獲得設備狀態(tài)信息;AI可取代人工通過視頻監(jiān)控對危險區(qū)域進行實時監(jiān)控，快速準確的識別危險行為?；谶@些可獲得的數據，工地安全管理有更大的改進空間：

2.1 線下人工操作多

安全員在日常工作中有大量信息需手動填寫。安全巡檢中下發(fā)的整改單、安全會議及安全培訓的記錄以及現場各類作業(yè)時的單據有大量人工檢查填寫內容。例如進行吊裝作業(yè)前填寫安全吊裝令需檢查工程概況、機械工況、設備檢測情況、作業(yè)區(qū)情況以及交底情況，進行作業(yè)前填寫動態(tài)吊裝令時，需要再次檢查作業(yè)人員、機械設備及場地狀況等。這些現場及人員情況都需要人工檢查并一一填寫，時效性及可靠性還可提高。

2.2 信息流轉不暢

各類單據在填寫后需人工遞送至相關人員，處理流程時查詢信息多有不便。例如違規(guī)處理流程在下發(fā)整改單后，在相關整改完成后安全員進行現場復查，填寫新的單據確定是否整改合格。紙質單據來回流轉耗時較多，且填寫后僅有紙質文件歸檔，無電子存檔，事后如需要查詢相關信息時需人工檢索紙質文檔，比較不便。

2.3 工地信息源分散且復雜

工地的信息來源有視頻監(jiān)控、門禁系統、外部的供應商信息及監(jiān)管部門信息接入等，數據類型復雜。單個工地需采集的數據項及數據量較少，但是工地總數多且分散，如果將所有工地的信息匯總到一個中心平臺會給平臺造成很大壓力，難以進行信息的調用處理。

3 系統架構設計

智能化安全管理系統服務于安全管理活動及安全監(jiān)管活動，支撐應用層的各項功能，為系統的安全可靠及高效運行提供條件。對于工地信息源復雜、單個信息源信息量少而信息源分散且多的情況，適用分布式架構。工地安全管理不僅是事前及事中，事后如果發(fā)生安全事故，需要有可信的數據對事件進行溯源來判斷問題來源。有效的事后管理也可有效威懾事前與事中安全管理，形成良性循環(huán)。

區(qū)塊鏈作為一種分布式去中心化數據庫，各區(qū)塊的內容由所有節(jié)點共同控制，異常數據需要獲得50 %以上的節(jié)點的通過。區(qū)塊鏈產生的區(qū)塊按時間順序排列，每次動作都會留下帶有時間戳的記錄，形成完整的證據鏈而非單個的證據。這使得資料流程的存儲安全性得到保障，保證了存儲資料的客觀性及事件的關聯性，實現安全與質量管理的數據可信任、過程可溯源、信用可評估，為監(jiān)管提供可信存證，為后續(xù)事件處置提供依據。大數據技術與移動端相結合，對安全質量管理提供研判與決策分析，為管理提供依據。

4 模塊設計

安全管理系統被分為六大模塊，便于相關人員有針對性地快速進行處理。

4.1 人員安全管控模塊

本模塊主要對人員在工地環(huán)境下的作業(yè)安全相關信息進行采集，并通過平臺進行管控。模塊對接通過工地人員管理系統，實時獲取人員進行場內定位跟蹤信息，進出安全區(qū)域進行報警信息，作業(yè)行為進行識別信息和違規(guī)行為記錄和處置跟蹤信息等。對于需要上報或者聯動工地方外的其他部門進行告警或者處置的，直接通過本模塊進行處置和記錄。模塊實時獲取上述信息后，一方面在平臺進行實時展示，另一方面接入區(qū)塊鏈，通過平臺進行查詢和統計分析。

4.2 危險源管控模塊

本模塊主要對工地環(huán)境下的危險源進行分類、采集、錄入和維護，并通過平臺進行發(fā)布和跟蹤。模塊對部分危險源，采用預案等方式，提供后續(xù)的跟蹤和動態(tài)預警能力。

4.3 違規(guī)事件管控模塊

本模塊主要對違規(guī)事件提供流程化的管控處置，包括違規(guī)事件的采集（從其他模塊上報）、錄入和處置流程的記錄。同時，對已結案和未結案事件進行查詢、統計。所有數據上鏈以便進行查詢調用。

4.4 安全活動管理模塊

模塊提供基于區(qū)塊鏈的對安全巡視、安全交底、安全會議等活動的資料記錄、備案和管理功能。

在安全巡視方面，可以通過移動終端對巡視的過程、發(fā)現的問題進行記錄和上報。也可以對于已發(fā)現的問題進行跟蹤。在平臺端可以對安全巡視的點位、路線進行回放、統計，也可以通過分析來規(guī)劃合理的巡視路線和時間。巡視資料接入區(qū)塊鏈，對事件發(fā)生的時間和點位進行匯總。

在安全交底、培訓、會議等方面，可以通過移動終端對主題、時間、人員等信息進行記錄，并可以根據需要進行現場照片、錄音以及文檔資料進行上傳歸檔、備份。

4.5 安全資料管理模塊

模塊提供對本子系統所有涉及的信息數據和資料進行統一的存檔、備份等功能，并對外部系統提供統一的安全數據和資料的共享管理。

在安全資料的備案方面，通過基于區(qū)塊鏈的分布式數據存證技術，對數據進行實時歸檔。一方面可以根據需要隨時對存證備案數據進行提取和回溯，另一方面在需要時可以作為安全管理的證據資料為處理事件提供依據。

4.6 綜合查詢與統計分析模塊

模塊提供對安全告警、違規(guī)事件、安全活動資料的綜合查詢功能，通過區(qū)塊鏈技術從各個分布式節(jié)點調用數據，可以通過時間線對信息進行梳理和回溯。在統計分析方面，可以分別根據對象、時間、類型和其他數據字段進行統計。

4.7 安全存證溯源模塊

模塊提供危險源資料、安全事件、安全活動資料的存證溯源功能，區(qū)塊鏈技術保存了帶時間線的每一次操作行為，形成證據鏈，可以在事后對安全事件進行完整過程的回顧，輔助進行原因分析及職責認定。

5 成效

智能化安全管理系統在單個工地與多個工地的聯合管理上都有一定成效：

在單個工地管理方面，區(qū)塊鏈及大數據技術的應用為資料的安全提供保障，為安全活動提供全生命周期溯源。

在多工地聯合管理方面，智能化系統提供了資料的分布式存證，各個工地的資料平時分布儲存在各工地本地，需要調用時管理部門可通過系統調用所有工地的信息，避免了管理部門需要儲存大量信息的問題，同時保證了每個工地的事件可溯源，為管理部門決策分析提供數據支持。

6 結語

智能化措施可以使工地安全在資料管理、流程處理速度和安全可靠方面有所提升，是工地安全管理未來發(fā)展的趨勢。本文簡單介紹了一些智能化措施在工地安全方面的運用，希望能帶來一些啟發(fā)。