安全帽是主要的防護(hù)裝置。在安全帽的防護(hù)作用下作業(yè)或者施工人員可以有效抵御外來物體的打擊，避免或者減輕事故傷害。但是目前施工人員所佩戴的安全帽功能較為單一，管理難度較大。雖然在部分智能技術(shù)加持下安全帽設(shè)計(jì)得以改進(jìn)，功能明顯增加，但多局限于數(shù)據(jù)的采集、信息的傳輸實(shí)現(xiàn)，缺乏對(duì)施工人員的智能管理，缺乏對(duì)施工人員作業(yè)的科學(xué)指導(dǎo)等。因此研究一種具有科學(xué)定位和智能預(yù)警功能的智能安全帽勢(shì)在必行。
1、智能安全帽的設(shè)計(jì)背景
目前施工作業(yè)項(xiàng)目激增，施工作業(yè)場(chǎng)景更為復(fù)雜。以電力施工為例，當(dāng)前電力施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要涉及高空作業(yè)、露天野外作業(yè)、不同工種交叉施工作業(yè)等，具有點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)。同時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施多、作業(yè)流動(dòng)性強(qiáng)、作業(yè)面不固定，加之作業(yè)人員安全意識(shí)不強(qiáng)、巡視質(zhì)量不高等因素，導(dǎo)致作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)違章頻發(fā)，安全事故多發(fā)易發(fā)，給施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理帶來很大壓力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力施工不斷增多，非常有必要采取管控措施，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化要求，從而約束人員作業(yè)行為，遏制違章現(xiàn)象發(fā)生，確保作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可控、能控、在控。在這樣的情形下設(shè)計(jì)一種新型的智能安全帽十分必要。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將人員穿戴設(shè)備應(yīng)用到生產(chǎn)、施工等場(chǎng)景，讓傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)管理更加完善，達(dá)到管理高效化、智能化的目的。提出具有定位及狀態(tài)檢測(cè)的智能安全帽設(shè)計(jì)方案，從穿戴設(shè)備的實(shí)用性、結(jié)構(gòu)輕便性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面著手，以創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和綜合的考慮真正做到智能安全帽支持下的統(tǒng)一指揮，及時(shí)處理，讓作業(yè)人員、設(shè)備的安全運(yùn)行更有保障。
2、智能安全帽功能
智能安全帽具有多重功能。其一，具備可實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人員到位管理和位置定位的功能，通過查詢作業(yè)人員行動(dòng)軌跡，進(jìn)行有效調(diào)度和指揮。其二，為了規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員正確佩戴安全帽，應(yīng)設(shè)計(jì)具有報(bào)警功能的脫帽傳感裝置，同時(shí)，在安全帽的下顎帶扣上設(shè)計(jì)一款語音提醒、警示作業(yè)人員拴系下額帶卡扣的警示模塊，實(shí)時(shí)提醒作業(yè)人員規(guī)范佩戴安全帽。其三，設(shè)計(jì)帶有一鍵呼救告警按鍵，以便于作業(yè)人員在緊急情況呼救指揮中心進(jìn)行救援。其四，為了便于作業(yè)人員在陰暗環(huán)境下巡查，設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)光照明燈，以便于黑暗環(huán)境下作業(yè)。這種具備定位及狀態(tài)檢測(cè)的智能安全帽采用4G無線通信、北斗GPS全程定位跟蹤、結(jié)合功能傳感裝置以此實(shí)現(xiàn)智能安全帽位置信息、下顎帶扣狀態(tài)警示、脫帽告警、照明等相關(guān)功能，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工作人員到達(dá)各工作點(diǎn)的具體時(shí)間、停留時(shí)間，做到對(duì)工作時(shí)間和人員到位率可知和可控。智能安全帽可以與監(jiān)測(cè)管理人員進(jìn)行通訊，且攝像頭所采集到的數(shù)據(jù)被保存在存儲(chǔ)器中，在事故發(fā)生后可以被調(diào)用來查找事故原因，無線通訊終端則支持了監(jiān)測(cè)管理人員實(shí)時(shí)獲取智能安全帽所采集到的所有數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步方便管理。帽體還設(shè)有人員健康監(jiān)測(cè)模塊。關(guān)注了使用者自身的身體健康，在使用者體溫出現(xiàn)異常和有跌倒情況出現(xiàn)時(shí)，智能安全帽可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，以提醒使用者注意自身健康安全，或是提示救助人員跌倒人員的位置。
綜合來說，具備定位及狀態(tài)檢測(cè)的智能安全帽的研制成功符合數(shù)字電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展需求，市場(chǎng)需求量非常大，可廣泛應(yīng)用于電力巡檢、電力施工檢修、應(yīng)急指揮場(chǎng)合等場(chǎng)景。同時(shí)，為我們的生產(chǎn)提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的安全措施，通過各級(jí)監(jiān)管和行業(yè)監(jiān)管，將互聯(lián)網(wǎng)和安全生產(chǎn)緊密的聯(lián)系在了一起，真正助力電力行業(yè)安全、高效的發(fā)展。
3、智能安全帽設(shè)計(jì)技術(shù)點(diǎn)
具備定位及狀態(tài)檢測(cè)的智能安全帽技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)主要在于：系統(tǒng)裝置的低功耗設(shè)計(jì)、通訊模組的性能及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、定位位置精準(zhǔn)度和定位信號(hào)強(qiáng)弱的設(shè)計(jì)、下額帶卡扣警示裝置設(shè)計(jì)、整體結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)。其具有六大設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)。其一，具有實(shí)時(shí)定位、軌跡記錄、地圖展示、軌跡重放查詢功能。其二，具有自動(dòng)檢測(cè)下顎帶扣狀態(tài)功能，實(shí)時(shí)通過語音督促提醒作業(yè)人員扣好下顎帶扣。其三，具有自動(dòng)檢測(cè)。脫帽告警功能。其四，設(shè)有照明作業(yè)燈。其五，采用低功耗設(shè)計(jì)，續(xù)航長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)以上。其六，GPS實(shí)時(shí)定位精度誤差在5-10米。
4智能安全帽應(yīng)用實(shí)例
某地電力企業(yè)積極推廣智能安全帽，針對(duì)其近期開展的施工項(xiàng)目要求全部施工人員規(guī)范佩戴智能安全帽。每個(gè)智能安全帽有著唯一的二維碼，可以自動(dòng)科學(xué)定位，方便施工作業(yè)人員的統(tǒng)一管理。每一個(gè)安全帽做到了施工人員信息的全過程追溯，支持施工過程信息采集和信息分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的統(tǒng)籌管理。管理人員可通過監(jiān)控系統(tǒng)了解施工人員智能安全帽的佩戴情況，及時(shí)分析勞務(wù)人員的體征指標(biāo)、作業(yè)環(huán)境等。當(dāng)施工人員出現(xiàn)脫帽、不規(guī)范佩戴、安全帽電量過低、作業(yè)場(chǎng)所氣體檢測(cè)不合格等特殊情況后，安全帽直接發(fā)出預(yù)警提示，監(jiān)控系統(tǒng)中也顯示紅色預(yù)警標(biāo)識(shí)，及時(shí)提醒管理人員以語音傳輸方式告知施工人員存在的問題，督促其及時(shí)調(diào)整作業(yè)狀態(tài)等，構(gòu)建安全的作業(yè)環(huán)境。在智能安全帽的作用下也逐漸形成線上+線下的綜合管控體系，管理人員能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)違章作業(yè)人員，及時(shí)判斷作業(yè)人員的異常狀態(tài)等，確保施工作業(yè)的安全，也保證作業(yè)人員人身安全，達(dá)到作業(yè)人員智能化管理與信息化監(jiān)管的目的。在推廣一年后，該電力企業(yè)在智能安全帽的輔助下在人員智能監(jiān)管方面取得了理想的效益回報(bào)。初步實(shí)現(xiàn)了施工項(xiàng)目的規(guī)范化、精細(xì)化與智能化管理。在安全方面取得的成就十分突出，不規(guī)范佩戴安全帽、不按技術(shù)交底施工的慣性違章作業(yè)減少了90%，在整個(gè)施工期間做到了安全事故的零發(fā)生。從經(jīng)濟(jì)成本方面看，節(jié)約安全管理人力成本高達(dá)42萬元，回看封鎖施工視頻并指導(dǎo)施工組織優(yōu)化，總計(jì)節(jié)約機(jī)械費(fèi)用15萬元。在從施工進(jìn)度方面看，也取得了十分理想的預(yù)期。工程施工周期由原來的1年3個(gè)月縮短至1年。整個(gè)施工進(jìn)度往前趕了3個(gè)月，對(duì)應(yīng)的效益回報(bào)十分可觀。
5、結(jié)語
當(dāng)前的電力施工及管理逐漸朝著智能化、高效化、信息化的方向發(fā)展，在這樣的背景下安全防護(hù)也具有數(shù)字化、信息的新特點(diǎn)。而智能安全帽的設(shè)計(jì)及推廣應(yīng)用成為必然。本文重點(diǎn)論述的智能安全帽具有自主定位和科學(xué)預(yù)警作用，更好地保障施工作業(yè)人員人身安全，也減少施工中的隱患和風(fēng)險(xiǎn)，因此值得在電力施工一線大力推廣。
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