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引言

核能因具有清潔、低碳、高效等特點,在當今世界能源組成中占有重要比重。雖然在2011年福島核事故后,德國、美國等國家陸續做出了關停現有機組、中止新機組建設的決定,但核能發電仍然是大多數國家不可放棄的選擇。根據中國核能行業協會發布的預測數據顯示,至2050年我國核電裝機規模將達到1.2億～1.5億kw,核能發電占比10%～12%,達到世界各國平均水平,穩步推進核電發展是我國政府在能源發展戰略方面做出的慎重選擇。

1核電項目工程安全監管的難點

與其他大型復雜項目一樣,核電項目具有投資大、參與方眾多、建設周期長、風險高等特點。相應的,核電項目工程建設階段的安全監管工作也有其特殊性,主要存在以下難點:

1.1高風險作業多

核電項目土建、安裝階段涉及的爆破工程、土方開挖工程、基坑支護工程、模板工程、腳手架工程、預應力張拉施工、橋梁隧道工程、海工工程、起重吊裝工程及特種設備施工中均包括大量易導致人員死傷或者造成重大經濟損失的作業活動。

1.2作業交叉多

核電項目建設現場參與單位眾多,包括建設單位、總承包單位、設計院、供應商、施工承包商、調試外委承包商等。作業交叉不僅存在于土建轉安裝、安裝轉調試等不同的施工過渡期內,即時間范圍上的交叉:還存在于狹小、緊湊的公共作業區域內,即空間范圍上的交叉。

1.3人員流動性大

人員流動性大主要來自以下兩個層面的原因:(1）為了滿足多項目集約化管理需要,從總承包單位至施工承包商多采用現代項目管理中的矩陣式組織形式開展工作,管理人員及專業技術人員由于所在項目分期工程接續不上、所屬單位平衡項目間資源或者自身家庭生活需要在不同項目間流動是一種必然結果:(2）我國核電由起步至發展雖已走過40余年,但仍未形成有規模的產業工人隊伍,施工人員多以民建流動人員為主,當其所負責的分項工程結束或外部有更優選擇時,就會發生人員流動。

2傳統安全管理信息系統應用的不足

本文傳統的安全管理信息系統是指手機、掌上電腦等移動應用設備和移動應用程序廣泛應用之前的安全管理信息系統,在實際應用中主要存在以下不足:

2.1信息采集不完整

可用于安全監管工作的信息主要依靠檢查人員在現場采集,使用的記錄工具主要為照相機和紙筆,由此導致信息采集不完整的原因有兩個:(1）使用這些傳統設備工具只能保留有限的、主要的信息,采集到的信息數量與維度天然有遺失:(2）信息錄入人員在最終錄入信息前會對原始信息進行整理,此過程又會過濾掉部分無效信息,如檢查人員記錄錯誤或者事后無法辨識的信息。

2.2信息采集標準化程度低

傳統的安全管理信息系統其現場采集信息的編輯與保存工作均通過人工操作來完成,比如將現場檢查發現的安全隱患、人員違章行為通過文本信息編輯后配合照片存入管理信息系統中。為了增加信息采集的全面性,此類系統在企業或組織中多為開放授權,即現場管理者、技術人員均可操作。在人工編輯和多用戶操作等因素影響下,采集信息的規范性與一致性較難保證,這會在一定程度上影響后續的信息可復用程度以及分析決策的有效性。

3核電工程安全監管工作流程

3.1工作原則與核心

與民用建筑的施工組織一樣,核電工程現場施工組織的末端也是作業班組,甚至是班組中的部分人員,即施工作業點。對施工作業點的直接管理原則能夠將干預和影響化整為零地作用于現場施工組織的最小單元,簡單直接。

根據海因里希總結的工業安全理論,事故常常起因于人的不安全行為或(和）物的不全狀態。這給安全監管工作指明了方向,即通過檢查充分暴露這些不安全的行為、狀態,及時消除它們就可以避免事故的發生。海因里希還指出專業安全人員、班組長均是預防事故的關鍵,這也從理論上說明了以施工作業點為中心進行安全隱患排查與治理在安全監管工作中的重要作用。

3.2工作任務

除了隱患排查與治理,核電項目工程安全監管的主要工作任務還包括以下4項:

3.2.1健全安全生產責任制

“管生產、管安全"是我國《安全生產法》明確的企業從業人員的責任義務,有效的安全監管應當建立在明確的責任制基礎上,通過不斷查擺問題和解決問題促進各級企業、單位完善安全生產責任制,促進各級崗位人員強化安全生產與監督管理責任的落實。

3.2.2施工作業安全風險預控

通過作業信息獲取、風險辨識評價與控制措施擬定在作業前對作業風險進行預先干預,避免安全事故事件的發生。

3.2.3評估安全監管效果

通過安全狀態動態分析與趨勢監測對安全監管效果進行判斷與評價,為管理決策提供科學依據。

3.2.4改善問題突出班組的安全績效

根據木桶理論,修補木桶最短的一塊板可以最有效增大木桶的容積。同理,通過識別問題最突出班組并修正其安全偏差,可以最有效改善總體安全績效。通過不斷迭代地開展此項工作可以促進總體安全績效的持續有效提升。

3.3工作模式

基于以上原則和任務的工程安全監管工作模式如下:

3.3.1區域責任劃分

由建設單位組織參建單位依據合同約定業務范圍,在核電項目工程建設地域內劃分出責任區域確保各區域無縫銜接,并按照建設單位、工程總承包單位、施工單位的對應關系,由上自下分級、分層明確責任歸屬,包括安全生產管理責任人與安全監督責任人。責任區域與責任人的對應關系隨著土建、安裝、調試不同工程階段及移交狀態進行動態調整。

責任區域分層則可按照功能分區(核島、常規島、輔助廠房）二機組編號二廠房二分層二子區域的順序進行劃分。

3.3.2施工作業點初始信息采集

由建設單位專職安全工程師組織專門人員每日結合巡視工作開展,在最末級責任區域即子區域內識別新增施工作業點,通過人工記錄的方式核實記錄其所屬組織機構及責任信息,作業開始于計劃結束日期,結合具體作業內容辨識危險有害因素、傷害類型并評價風險等級,最后由專職安全工程師匯總子區域數據統一錄入至電子表格,每日進行動態更新。3.3.3作業過程中的監督管控

由建設單位安全監管業務處室組織專門人員按照分級分層原則、依據現場作業時段制定每日巡視計劃。巡視人在各級責任區域內對施工作業點的作業先決條件、人員行為等要素進行全覆蓋式檢查監督,使用照相機對現場正常作業狀態、安全隱患、文明施工問題進行拍照記錄,并對存在即刻安全風險的隱患、偏差進行及時干預,督促工程總承包單位、施工單位責任人采取措施徹底消除問題。

巡視人員將每日巡視記錄通過辦公軟件編輯成巡視報告,將其中未整改的問題外發承包商跟蹤處理直至問題閉環。

3.3.4區域安全狀態分析與趨勢監測

建設單位每周對各功能區(核島、常規島、輔助廠房）內的安全事故事件數、重要隱患(后果嚴重程度與事故事件接近）預警通報次數進行回顧,用以監測區域實際結果績效,了解區域安全監管現狀。

建設單位每周對排查隱患總量及各類隱患(參照GB6441—1986《企業職工傷亡事故分類標準》中20類事故類別劃分）數量進行監測,用以鎖定下周監管的重點機組、廠房。通過環比各機組、廠房各類隱患趨勢變化,對上升趨勢的原因進行調查,可以識別隱患對應的具體問題及產生問題的施工作業點,同時可以結合問題性質(系統性管理問題、少數班組或施工作業點問題）與所需資源擬定專項行動,對癥下藥。

3.3.5班組及作業負責人幫扶

建設單位每周將現場安全隱患與文明施工問題數量排名前10的班組信息及其對應的問題報告共享給工程總承包單位,并督促班組問題發生區域責任人制定對應技術或管理措施,采取專項整治行動。同時,建設單位專職安全工程師也會結合當周隱患具體情況,選擇問題突出班組的班組負責人就具體問題進行當面交流,明確責任的同時告知法規及標準要求,并提供建議措施,以協助基層管理者改善班組及各施工作業點安全績效、提升現場安全管理短板。

4移動安全監管信息平臺的構建

4.1設計原則

4.1.1使用移動終端采集信息

巡視人員使用統一的手持移動終端在全時段現場巡視過程中采集保存巡視信息,通過自動上傳信息至服務器提升巡視人員的工作效率、改善巡視人員體驗,能有效解決信息采集不完整的問題。

4.1.2標準化信息采集原則

在移動應用程序設計之初即確定通過統一信息采集格式、最小化人工編輯范圍等方式,解決信息采集標準化程度低的問題。

4.1.3最簡化操作原則

現場巡視的重點在于巡視人員能夠按計劃覆蓋計劃巡視區域并解決存在問題,繁瑣的記錄和編輯工作會影響巡視的順暢進行,且在現場長時間的低頭操作移動終端也不利于巡視人員自身的安全防范。

4.1.4PC端用戶可自主維護原則

為了配合外部要求或管理流程的變更,避免每次對基礎數據的修改均需聯系數據維護部門執行的情況,確定了最大化PC端用戶可自主維護基礎數據范圍的原則。

4.1.5服務器端信息處理增值原則

通過使用計算機對現場采集的大數據進行分析處理,服務器應能反饋對用戶管理決策有支撐作用的增值信息。

4.2系統模型構建

基于上述設計原則,可構建如圖1所示的核電工程移動安全監管信息系統模型。

4.3功能模塊

4.3.1移動端功能

4.3.1.1施工作業點信息采集與風險預控

直接采集的標準化信息包括:作業點所屬區域、作業內容、作業起止日期、作業所屬單位班組、作業點負責人姓名、作業點負責人聯系方式。通過專職安全監督人員辨識評價后采集的標準化信息包括:作業可導致的事故類型、作業點風險等級、施工作業點的監管手段。為確保可以采集到標準化的信息數據,在移動應用程序開發時將以上信息設置為選擇錄入式采集,可選擇的基礎信息數據由專門人員通過PC端進行維護。

4.3.1.2巡視信息記錄與跟蹤處理

巡視信息記錄與跟蹤處理流程如圖2所示。

4.3.1.3數據同步

數據同步用于將移動終端采集的數據上傳至服務器端,以及下載服務器端數據至移動終端。

4.3.2PC端功能

4.3.2.1基礎數據維護

基礎數據維護內容與結構應從系統整體應用角度進行設計確定,與數據庫表及相應數據字段保持對應,并隨工程建設實際進展與狀態變化進行動態更新,各部分數據由系統管理員及指定的專人進行維護。維護的常規業務相關基礎數據包括:區域與責任人信息、承包商信息、隱患類型信息、安全文明施工類型信息等。維護移動終端業務相關基礎數據包括:巡視人員及屬性信息、移動終端菜單及授權信息、巡視計劃編排等。維護的風險預警業務相關基礎數據包括:事故事件級別、風險領域權重、SPI預警指數權重、風險等級判定標準。

4.3.2.2統計分析與安全預警信息查詢

統計分析報表包括:班組隱患統計表、隱患分類統計表、隱患對比趨勢圖等。用戶可通過選擇隱患區域、施工單位、巡視人員、巡視日期范圍等條件發起交叉檢索指令,服務器執行后將檢索結果返回給PC端。用戶可以通過瀏覽器端數據窗口查看檢索結果,也可以通過報表生成功能將服務器端生成的ExCEL報表保存在本地計算機上。巡視報告包括:巡視人員每日巡視報告、區域巡視人員每日巡視報告、施工作業點專項會議報告等。用戶可通過選擇報告類型,并選擇巡視人員、隱患區域、施工單位、巡視日期范圍等條件發起巡視報告生成指令,服務器執行后將生成的PowerPoint報告返回給PC端。用戶既可以通過瀏覽器在線查看生成報告,也可以將報告保存在本地計算機上。選擇可量化的安全生產預警指標（施工作業點風險預控類指標、隱患監控類指標、事故后果類指標、廠房級別區域風險預測絕對指數指標）,根據歷史安全數據、事故情況等對各指標賦以不同權重,確定預警模型,構建安全生產預警系統。用戶通過監測系統依據全場安全生產預警指數值（safetyPrecautionIndex）繪制的預警指數圖即可以確認區域實際績效,了解區域安全監管現狀。

4.3.2.3系統管理

系統管理包括系統用戶及權限管理、系統操作日志信息查詢等功能,由系統管理員進行日常維護。

4.3.3服務器端功能

4.3.3.1數據存儲與更新

實時存儲移動終端用戶上傳的數據,動態更新服務器信息,并能依據用戶巡視計劃將對應數據信息下載至用戶手持移動終端中,更新移動終端數據。

4.3.3.2報表、報告生成

根據用戶請求檢索數據庫數據,并進行數據處理,調用服務器端應用程序組件,按照預設格式生成報表和報告,并提供給用戶查看和下載。

4.3.3.3大數據處理

在服務器端對安全監管的大數據進行聚類分析,進而實現工程安全監管預警系統的構建。

5應用效果與前景展望

從2014年末將此移動安全監管信息平臺應用于H核電站工程監管工作以來,平均每年動態識別預控的施工作業點近1000個,平均每年排查治理的施工作業點安全隱患達10000余項,平均每年采取的管理行動達900余項,有效促進了現場工程安全監管工作效率的提升,促使現場安全績效得到了持續鞏固與改善,同時也鍛煉了建設單位自有工程安全監管隊伍的能力,提升了人員技能,可以說是一舉多得。

隨著我國"一帶一路"倡議的積極實踐與核電產業"走出去"發展戰略的穩步推進,我國核電產業將迎來新的發展階段,通過核電工程移動安全監管信息平臺的應用可以助力我國核電企業事半功倍地解決核電項目工程建設階段的安全監管難題,幫助企業搶占先機、站穩腳跟。同時,隨著大數據與人工智能領域科學技術的快速發展,移動安全監管信息平臺的升級優化和應用前景也必將更加廣闊。