2研究目标及主要研究内容
2.2主要研究内容
2.2.1任务一:邮轮建造安全管理策略及体系研究
邮轮建造安全管理不仅要考虑政策环境、组织管理、制度制定与执行等因素影响,还要时刻面对施工作业人员高度密集、交叉作业众多等带来的火灾、起重伤害、高处坠落等事故风险。目前,常规船舶建造安全管理方法已经无法适应邮轮建造复杂巨系统工程,系统、高效、精细化、数智化的邮轮建造安全管理体系对于提升事故预防能力和安全监管效能具有非常重要的意义。《大型邮轮研发专项(2017年)》项目虽然对邮轮建造风险识别、预防预控措施、管理系统开发开展了初期研究,但相关研究主要聚焦风险源清单创建、预防预控方案构建及评价、法律法规档案库构建等静态隐患的识别与管控留痕,相关研究成果在爱达魔都号邮轮建造安全风险防控过程中产生的效能十分有限。针对邮轮建造过程安全风险管控技术手段欠缺、隐患辨识治理技术能力不足、多维度综合安全管控能力缺失等突出问题,系统开展邮轮建造安全管理特点及管理策略、安全风险管控体系、组织及人员安全管理体系、建造工艺及设备安全管理体系、应急管理体系等方面的研究,形成满足国产邮轮高效建造的安全管理体系,填补国产邮轮建造安全管理空白。```diagram
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本任务设立5个子任务,17个研究要点。
任务一研究内容明细见表2-2,研究框架如图2-2所示。
表2-2 任务一研究内容明细表
任务名称 子任务名称 研究要点
任务一:邮轮建造安全管理策略及体系研究 子任务1:邮轮建造安全管理特点及管理策略研究 (1)国内外安全管理体系差异分析研究
(2)国内外船舶行业安全管理差异分析研究
(3)国外邮轮建造先进安全管理体系及管理技术发展趋势研究
(4)国产邮轮建造安全管理策略研究及体系构建
子任务2:邮轮建造安全风险管控体系研究 (1)邮轮建造全过程安全风险防控责任体系构建研究
(2)邮轮建造全过程安全隐患智能识别与管控技术研究
(3)邮轮建造全过程风险动态管控技术研究
(4)邮轮建造事故预测预警技术研究
(5)邮轮建造安全告知系统建设
子任务3:邮轮建造组织及人员安全管理体系研究 (1)邮轮建造全流程承包商安全管理体系研究
(2)邮轮建造人员作业行为标准化管控体系研究
子任务4:邮轮建造工艺及设备安全管理体系研究 (1)邮轮建造工艺安全管理体系研究
(2)邮轮建造设备安全管理体系研究
(3)邮轮建造全流程“四新”安全管理体系研究
子任务5:邮轮建造应急管理体系研究 (1)邮轮建造协同指挥与动态资源调度机制研究
(2)邮轮建造应急管理制度与预案体系研究
(3)邮轮建造全流程应急演练场景构建研究
图2-2 邮轮建造安全管理策略及体系研究框架图
2.2.1.2子任务2:邮轮建造安全风险管控体系研究
爱达魔都号邮轮建造现场涉及承包商复杂、作业种类多,加之人员流动性强、作业面广、交叉作业多,安全风险动态波动特征非常明显,一套系统高效的数智化邮轮建造安全风险管控体系将为提升邮轮建造安全风险管控效能提供重要的技术支撑。
从爱达魔都号邮轮建造现场看,安全风险防控的数字化、信息化、智能化水平十分有限,安全风险防控依赖“人海战术”被动防守的局面尚未得到扭转,如邮轮建造内装动火期间,一般采取一人动火、两人监火(一人现场固定监火、一人在毗邻影响区流动监火)的风险管控措施,高峰时期日均动火约为400处,每天耗费大量的监管力量。
与此同时,历史积累地大量安全风险防控经验数据被尘封在档案柜、文件盒,无法在后续安全风险防控中充分发挥其应有的价值。如邮轮建造现场日均产生各类安全检查单、设备交接单等安全风险防控材料200余份,由于缺乏数字化处理平台,这些安全风险管控资料除了留档备查之外并未得到有效的利用。实践证明,邮轮建造过程安全风险保持持续的动态波动变化,传统的静态“PDCA”安全风险管控模式已难以满足邮轮建造安全风险防控的需求。《大型邮轮研发专项(2017年)》项目开展邮轮建造安全风险评估方法理论研究,为邮轮建造安全风险管控奠定了理论基础,亟需结合邮轮建造过程,针对性开展邮轮建造安全风险的动态评估与智能化管控。
为此,本子任务将重点聚焦解决邮轮建造现场作业种类多、交叉作业多、危险作业多、人员复杂等典型特点带来的安全风险防控问题,系统开展邮轮建造全过程安全风险防控责任体系构建、安全隐患智能识别与管控技术、风险动态管控技术、事故预测预警技术、安全告知系统建设研究,确保邮轮建造现场安全风险的数智化管控。
本研究的最终目标是构建一套邮轮建造数智化安全风险管控体系模块,切实提升邮轮建造全过程安全隐患辨识与安全风险管控能力,实现邮轮建造全过程安全风险的实时告知与生产安全事故风险的即时预警。
图2-4 邮轮建造安全风险管控体系研究研究框架图
主要研究要点如下:
(1)邮轮建造全过程安全风险防控责任体系构建研究
“邮轮建造全过程安全风险防控责任体系构建研究”研究旨在通过系统分析邮轮建造过程中的安全风险特点和责任主体,建立一套科学、规范、可操作的安全风险防控责任体系,为邮轮建造安全保驾护航。
邮轮建造安全风险防控面临诸多挑战。首先,邮轮建造过程复杂,涉及设计、建造、内装、调试等多个环节,安全风险点多面广,难以全面管控。其次,邮轮建造参建承包商众多,各方职责界限不清、协同不足,极易导致安全责任落实不到位。此外,现有的安全管理体系对安全风险的预先识别和主动防控能力不足,难以有效预防事故发生。这些问题导致邮轮建造安全风险居高不下,亟待建立完善的安全风险防控责任体系。
为此,本研究将全面梳理邮轮建造全过程的安全风险,厘清各参建方的具体责任;构建涵盖风险识别、评估、控制、监督、考核等关键环节的安全风险防控责任体系框架;针对不同岗位和环节制定详细、可执行的责任清单,明确责任内容、责任人和考核标准;探索建立跨部门、跨单位的高效协同安全风险防控机制,提升整体防控能力。通过本研究,构建一套覆盖邮轮建造全过程、责任明确、协同高效的安全风险防控责任体系,实现各方安全责任的全面落实和风险的有效管控,进而显著提升邮轮建造安全管理水平,降低事故发生率。
1)邮轮建造全面安全风险梳理与责任界定
基于邮轮建造任务流程,系统梳理各个环节涉及的人员、设备、材料等,以及可能出现的安全风险,构建邮轮建造全流程安全风险清单,全面掌握邮轮建造过程中的安全风险。依据国际标准、法律法规及合同约定等,界定核心设备供应商、模块化建造商、内装工程公司、环保技术供应商等各方在安全风险防控中的具体职责,为后续责任体系构建奠定基础。
2)构建邮轮建造全过程安全风险防控责任体系框架
构建一个科学、规范、可操作的邮轮建造安全风险防控责任体系框架。在全面梳理风险和明确责任的基础上,设计涵盖风险识别、评估、控制、监督、考核等关键环节的完整体系。与邮轮建造企业现有安全管理体系有机衔接,形成一个覆盖邮轮建造全过程的、系统化的安全风险防控网络。
3)制定邮轮建造全过程安全风险防控精细化责任清单
针对邮轮建造安全生产管理的特点,制定一套详细、具体、可执行的安全风险防控责任清单。根据不同岗位、不同专业、不同环节的特殊性,将安全风险防控责任细化到具体的工作内容,明确每一项责任的责任人及相应的考核标准。通过责任清单的落实,确保安全责任到岗、到人,形成全员参与的安全风险防控格局。
4)建立邮轮建造全过程安全风险防控高效协同机制
建立跨部门、跨单位的高效协同安全风险防控机制,以提升整体防控效能。通过研究各参建方之间的协同需求和合作模式,建立一套促进信息共享、协同决策、联合行动的工作机制,有效整合各方资源,形成安全风险防控的合力,提升邮轮建造过程的整体安全水平。
(2)邮轮建造全过程安全隐患智能识别技术研究
安全风险是邮轮建造生产安全事故致因“多米诺骨牌效应”中的关键环节,提前辨识出作业现场存在的安全风险隐患,并及时采取有效的防控措施,将能够有效抑制生产安全事故的发生。鉴于此,“邮轮建造全流程安全风险辨识管控技术研究”旨在研究针对图片、文档等类型的非结构化文档数据的智能识别技术,以及对历史安全隐患数据图文并茂的数字化展示与点到点的推送技术(如设备点检或巡检人员在检查之前,可以随时查看该设备可能存在的安全隐患、存量隐患整改情况等信息),充分利用历史经验数据数智化辅助邮轮建造施工作业人员快速精准掌握本岗位的安全风险隐患辨识技能。
目前,由于大多数施工作业人员并非安全专业科班出身,对邮轮建造现场安全隐患掌握不足的现象仍然不同程度的存在,亟需采取行之有效的措施提升邮轮建造现场安全风险隐患辨识的效率。
针对爱达魔都号邮轮建造高风险作业区域、关键设备设施等安全管理存在的信息传递滞后、监控不及时等问题,传统的依赖人工巡查虽然能够在一定程度上管控邮轮建造危险作业场所存在的安全风险管控,但是难以做到对危险作业场所安全风险的实时、全面监控与及时的响应,亟需开发一套基于人工智能等先进技术实时感知与预警危险作业场所不期望事件的系统模块。
本研究通过系统梳理爱达魔都号邮轮建造过程中的隐患排查、风险管控和事故数据,开发基于影像、图片和文档识别技术的安全隐患智慧识别算法,全面识别邮轮建造各典型环节的各种潜在安全隐患。研究涵盖不同建造阶段的安全隐患分类框架,并通过图文方式存储隐患数据,构建完整的安全隐患体系。研发全员参与的安全隐患智慧排查系统,集成隐患排查关键词、典型隐患形式及整改经验,对排查得到隐患数据进行智能清洗与归类,智能关联中船集团安全生产大数据,系统展示重复性隐患、事故关联隐患、重大事故风险关联隐患等,解决基层部门和班组人员对相关安全隐患掌握不足、对历史安全隐患利用率低下、安全隐患整治重点不明等问题。
系统分析施工作业人员进入相关危险区域作业过程中可能存在的安全风险隐患,开发超定员管控(利用人员计数专用设备或具有人员技术算法的视觉识别设备)、火灾识别等不期望事件智能识别算法,实现对超员、违章的实时智能感知,并进一步关联声光报警装置,即时制止危险区域内人的不安全行为和物的不安全状态,集中管控邮轮建造重点管控区域人的不安全行为、物的不安全状态,提升邮轮建造过程中危险区域的数智化安全管理水平。
通过本研究,打造一套系统有效的历史安全风险隐患数据挖掘利用与现场安全风险隐患智能辨识平台,开发邮轮建造安全风险隐患智能识别机器人,持续提升邮轮建造现场安全风险隐患治理的有效性。
1)非结构化安全隐患数据高效挖掘与结构化整合研究
本研究通过光学字符识别(OCR)/自然语言处理(NLP)技术解析爱达魔都号邮轮建造积累的大量隐患排查文本报告、巡检记录、事故案例等非结构化数据,结合机器视觉提取隐患图像特征,构建涵盖设计、吊装、内装、海试等全周期的多模态隐患知识图谱;研究设计标准化分类体系,基于ISO、GB、CB等国际国内规范建立统一编码规则,并开发自动化数据清洗与标注工具,实现隐患数据的精准结构化存储;数据库支持智能检索、趋势分析及跨项目对比功能,通过API接口与AI诊断引擎、隐患排查等系统联动,为安全风险主动预警与治理决策提供数据底座,推动安全管理从经验依赖向数据驱动转型。
2)邮轮建造安全隐患智能化辅助人工检查技术研究
研究聚焦于邮轮建造安全隐患排查“人机协同”模式下的安全隐患精准识别与高效治理,重点突破人工检查能力不足与高危环境作业风险的双重难题。针对辅助人工检查,研发智能化移动端应用与可视化工具,通过“图文并茂”的隐患数据库与三维模型预加载技术,为检查人员提供定制化风险提示;系统集成邮轮建造典型隐患案例库,动态标注高风险作业区域,生成可视化检查清单与操作指引,实时推送至检查人员手持终端,提升邮轮建造施工作业人员对隐患的掌握水平,系统支持多家承包商、多用户实时沟通共享排查结果与整改进度,形成跨层级、跨区域的协同治理机制;同时嵌入AI智能问答模块,支持语音或文字输入即时调取相关安全操作规程、常见隐患与整改案例等,提升邮轮建造现场安全隐患排查决策效率。
3)AI驱动的邮轮建造安全隐患智能诊断引擎开发
本研究聚焦于邮轮建造复杂工程场景下的多源数据融合与实时风险决策,通过集成深度学习算法、建筑信息模型(BIM模型)及物联网传感器网络,构建邮轮建造安全隐患动态感知与智能分析框架,实时解析作业现场不期望事件的图像、密闭舱室气体浓度数据、吊装设备异常等多模态信息,结合邮轮建造现场安全隐患知识图谱,实现风险分级与根因追溯;开发轻量化边缘计算模块,支持移动端与巡检机器人端实时推理,同步生成可视化诊断报告,并通过数字孪生平台模拟隐患演化路径,动态优化应急预案;利用强化学习迭代提升诊断精度,降低误报率,推动邮轮建造安全管控从“人防”向“智防”转型,提升大型邮轮安全隐患排查效率与全生命周期风险防控韧性。
4)邮轮建造全过程安全隐患智能识别与管控模块开发
通过整合BIM模型、物联网传感器网络、AI诊断引擎及隐患数据库,构建覆盖设计、施工、调试等全流程的数字化管控平台;基于深度学习的多模态隐患实时识别三维定位与可视化追踪;开发跨终端协同管理模块,支持移动端现场巡检数据实时上传、PC端全局风险热力图生成;设计“监测-分析-决策-优化”闭环管理逻辑,实现安全资源配置动态优化;同步开发多类型终端设备,推动安全管理从“被动处置”向“主动预控”转型。
(3)邮轮建造全过程安全风险动态管控技术研究
“邮轮建造全过程风险动态管控技术研究”旨在构建科学化、智能化的安全风险动态评估体系,以应对复杂作业环境下的安全管理挑战。当前,邮轮建造现场张贴的安全风险分级结果难以结合现场操作人员的培训情况、证照持有情况、现场工况等条件进行动态评估,严重制约了邮轮建造现场安全风险的精准防控。
为此,本研究基于现场安全隐患辨识情况和安全风险隐患数据库相关信息,结合国际标准化组织(ISO)安全规范、ISO 31000风险管理框架、国内相关法律法规标准、深度学习驱动的风险预测模型,以及邮轮建造多源异构数据,构建一套安全风险动态评估标准,实现动态量化评估邮轮建造过程中典型作业环节、场所存在的安全风险,形成邮轮全过程建造安全风险动态量化评估指标体系。
运用安全措施库、设备安全信息体系库、安全风险隐患数据库实时数据,结合作业现场多工况、多人员、多工种交叉作业智能感知情况,建立邮轮建造全过程动态智能安全隐患与风险分级防控系统,构建邮轮建造全过程重点安全风险防控清单,形成基于GIS地图的动态安全风险分级管控地图。通过本研究,将显著提升邮轮建造现场安全风险管控的科学性、精准性和时效性,保障邮轮建造现场安全风险的可知、可控、可防。
1)邮轮建造多源异构数据融合与实时风险评估技术研究
针对大型邮轮建造工程体量大、作业场景复杂的特点,重点聚焦邮轮建造机舱棚区域、推舱作业区域、甲板主通道、重点站房舱室等高风险区域,通过API接口关联物联网传感器、图像识别设备、隐患智慧排查系统等,实时采集邮轮建造现场的视频图像、设备状态、人员行为及环境参数等多元数据,构建安全风险动态识别框架,集成深度学习算法实时解析作业现场图像、设备状态及环境参数,结合国际标准化组织(ISO)安全管理标准,设计覆盖环境、设备、人员、管理四大维度的风险指标体系;通过安全知识图谱关联事故规则,开发贝叶斯网络与蒙特卡洛模拟融合的风险动态量化评估模型,实现对邮轮建造典型高危风险场景的实时动态评估。
2)邮轮建造风险智能分级与多模态预警响应技术
基于整合的物联网传感器、图像识别等多模态数据流,利用强化学习优化风险预警阈值,实现关键环节(如吊装路径冲突、防碰撞装置缺陷)的早期精准感知与分级预警;构建基于GIS地图的可视化管控平台,生成风险热力图,支持管理者利用有限的监管力量精准决策。
3)邮轮建造全流程闭环管控与自优化技术
建立模型自学习优化机制,通过增量学习每日更新风险评估模型;实证应用于国产邮轮项目,形成“风险动态感知-分级干预-标准输出”的全流程韧性管控范式,为全球邮轮建造行业提供中国方案。
(4)邮轮建造事故预测预警技术研究
“邮轮建造事故预测预警技术研究”旨在构建邮轮建造事故预测模型,提前预警邮轮建造现场可能出现的生产安全事故,提升邮轮建造现场的本质安全性。当前,坚持“人民至上、生命至上”已成为企业高质量发展的根本遵循,一旦发生生产安全事故,将为企业和个人带来不可估量的损失。然而,当前尚未有一套精准可靠的生产安全事故预警系统,无法满足邮轮建造现场复杂巨系统工程生产安全事故防范的需要。
为此,本研究系统分析并深入挖掘国外邮轮建造生产安全事故/事件特点及规律,基于邮轮建造安全管理体系调研得到的信息,研究邮轮建造事故信息、关键/薄弱环节信息、安全管控模式、消防管控特点、应急预案、应急演练等要素之间的内在联系,结合能量释放理论与复杂网络分析构建事故致因网络模型,识别关键脆弱节点及级联失效机制;融合BIM参数、IoT监测与历史案例等多源数据,通过深度学习提取风险特征,量化事故演化阈值,建立起重伤害等典型事故的预测指标体系;构建“边缘-云端”协同架构,边缘端实时采集设备、环境及人员行为数据,云端集成深度学习与数字孪生技术开发事故预测模型,并基于GIS平台实现预警等级及处置建议的智能推送;采用贝叶斯网络优化动态预警阈值,结合蒙特卡洛模拟验证模型鲁棒性,设计基于博弈论的多方协同响应机制,通过跨主体数据共享链实现分级预警联动,全面提升邮轮建造安全风险防控能力。通过本研究,开发邮轮建造现场生产安全事故实时预测系统,提升生产安全事故防范的及时性和有效性。
1)邮轮建造过程生产安全事故特点及其致因研究
基于邮轮建造安全生产专利及文献的自动抓取与分析系统,系统开展国内外邮轮建造火灾、起重伤害、高处坠落等典型生产安全事故案例的统计分析,归纳邮轮建造过程中的典型安全事故类型,总结分析邮轮建造过程安全事故的特点与规律。综合应用能量意外释放理论、复杂网络理论等方法,深入探究典型事故的主要致因和成因机制,构建邮轮建造安全事故致因网络模型,系统开展邮轮建造安全事故网络的脆弱性分析,研究事故致因网络中单一节点或因素破坏后的级联失效作用,并结合邮轮建造特有的作业内容及复杂的生产环境现状,识别并梳理出事故致因网络中的核心关键节点或因素,总结分析邮轮建造过程安全事故的特点与规律。
2)邮轮建造多源数据融合与事故特征建模研究
研究基于对邮轮建造全流程的多源异构数据(BIM设计参数、物联网(IoT)传感器实时监测数据、历史事故案例等)采集,构建事故特征动态感知体系;通过深度学习算法提取关键风险因子,结合ISO 31000风险管理框架等,建立事故致因链模型,量化风险传递概率与事故演化阈值,形成覆盖起重伤害、高处坠落、火灾爆炸等典型事故类型的预测指标体系。
3)生产安全事故智能预测模型与预测系统模块开发
本研究通过构建“边缘-云端”协同架构,基于API接口关联物联网传感器、图像识别设备等,实时采集设备状态、环境参数及人员操作行为等多模态数据流,基于人工智能技术识别突发火灾、环境参数超标、作业违规等事故特征;云端集成深度学习与强化学习算法,结合历史事故案例库与数字孪生技术,建立事故类型分类与概率预测模型,分析事故触发条件与演化规律;开发基于GIS的可视化预警平台,通过移动终端或智能穿戴设备实时推送事故预警等级、潜在影响范围及处置建议。
4)邮轮建造过程生产安全事故预警阈值优化与协同响应机制
针对预警系统的误报与漏报问题,研究提出邮轮建造过程生产安全事故预警动态阈值自适应调整算法,基于贝叶斯网络与历史反馈数据迭代优化预警规则;通过蒙特卡洛模拟验证预警模型鲁棒性,并结合博弈论设计多方协同响应机制,建立跨承包商的数据共享链,实现预警信息分级推送。
(5)邮轮建造安全告知系统建设研究
“邮轮建造安全告知系统建设研究”旨在打造一个基于邮轮建造业务流的实时安全知识告知系统,为邮轮建造施工作业人员提供当前所从事工作所需的安全知识。邮轮建造过程中安全管理知识种类繁杂,涉及邮轮建造的方方面面,且变更频繁,对绝大多数施工作业人员而言,有效掌握业务所需的安全知识难度很大,尤其是非专业安全生产人员。为保障邮轮建造全流程安全生产知识的有效性,以及邮轮建造各业务流涉及人员能够实时掌握所需的最新安全生产知识,提升邮轮建造施工作业人员对所需安全知识的掌握水平,亟需开展邮轮建造全时域安全生产知识自主更新、维护与精准派发技术研究,打造施工作业人员便捷获取所需安全知识的平台。
为此,本研究旨在建立一个全面的邮轮建造安全生产知识体系。首先,构建包含安全事故、设备安全、法律法规、先进技术等在内的多个安全知识库。其次,研究不同安全知识的更新需求,开发自主更新维护模型,实现安全知识的自动抓取与更新,并形成全流程安全管理知识图谱。最后,结合大数据智能挖掘技术,开发精准的安全知识派发系统,确保相关安全知识能够及时、准确地分发到各个作业环节。通过本研究,构建一个施工作业人员便捷获取所需安全知识的平台,提升邮轮建造安全管理知识的积累优化与系统应用能力,为邮轮建造项目的顺利实施提供技术支撑。
1)邮轮建造安全生产知识图谱构建研究
本研究旨在构建邮轮建造安全生产知识体系,整合事故案例库、法规标准库、安全技术库及培训知识库等多维数据,形成覆盖全流程的综合性知识库;通过分析安全知识属性差异,开发动态知识图谱构建与自主更新模型,实现从安全隐患、法律法规标准到培训文档的自动抓取与语义关联,形成可自主迭代的全流程安全管理知识图谱。体系通过结构化存储与智能检索,为邮轮建造提供标准化知识支持,推动安全管理从分散经验依赖向系统化、动态化知识驱动转型,助力企业高效应对复杂工程场景下的合规挑战与技术创新需求。
2)基于任务驱动的个性化安全知识智能推送机制研究
研究基于邮轮建造施工作业人员工种、岗位职责及实时生产任务,构建动态安全知识匹配模型;整合BIM模型任务分配数据、作业许可系统及人员定位信息,自动关联当前作业环节所需的安全操作规程;通过API接口与邮轮建造安全生产知识库系统、安全隐患智慧排查系统、安全风险动态评估系统、生产安全事故预警系统等联动,生成场景化安全提示清单,并通过移动终端、AR眼镜等实时推送至对应人员,确保“在正确的时间、向正确的人传递正确的安全知识”。
3)邮轮建造安全知识多模态交互与自适应学习反馈机制研究
针对邮轮建造施工作业人员技能水平差异,研究设计分层级、多语言的安全告知内容库,并开发智能问答模块,支持施工作业人员实时查询操作规范与应急指南;基于施工作业人员行为数据(如违规记录、培训考核成绩)与任务执行反馈,利用强化学习动态优化推送策略。
4)邮轮建造现场实时场景感知与动态风险联动
结合物联网传感器网络与数字孪生施工进度模型,建立动态安全告知触发机制,当施工作业人员进入高危区域或设备异常时,系统自动推送针对性避险指令;通过边缘计算实现低延时响应,确保告知时效性,降低人为疏忽引发的连锁风险。
3初步研究方案、关键技术及解决途径
3.1研究方案
3.1.1任务一:邮轮建造安全管理策略及体系研究
本任务针对邮轮建造安全风险量化标准不统一、不期望事件预警能力弱、安全管理标准不系统的问题,系统开展大型邮轮高效建造安全管控与技术差异及需求研究、邮轮建造全过程安全风险防控体系提升工程、邮轮建造安全管理及技术体系建设、邮轮建造应急处置体系提升工程研究,深入分析国内外邮轮建造安全管理现状。
通过安全事故案例分析、文献计量分析、专利分析,以及宏观政策、组织体系、制度体系等对比研究,明确邮轮建造安全管理特点,梳理国内外先进安全管理经验和技术,构建邮轮建造安全事故致因网络,为我国邮轮建造安全管理提供借鉴和启示。
针对邮轮建造安全风险,构建数智化风险管控体系。辨识和量化全流程安全风险,建立风险动态量化评价模型,并研发事故预警及风险控制技术;同时开发全时域安全告知系统,以及危险场所和设备设施的智能预警与干预技术,实现对安全风险的全面管控。
完善邮轮建造组织和人员安全管理体系。构建全流程相关方安全管理体系和人员作业行为标准化管控体系,包括人因安全评估、监测与预警,明确安全责任,规范人员行为,减少事故发生。提升工艺和设备的本质安全水平,构建工艺和设备安全管理体系。重点研究设备、工艺流程的风险辨识、安全控制措施和智能管控技术,实现对工艺流程全过程的系统化安全管控,提升安全生产水平。
提升邮轮建造应急响应与处置能力,构建应急救援体系。研究应急救援技术和应急演练场景,完善事故应急处置技术体系,开发应急处置运行有效性评估模型,健全邮轮建造安全管理体系。具体研究路线如图3-1所示:
图3-1 邮轮建造安全管理策略及体系研究路线图
3.1.1.2 子任务2:邮轮建造安全风险管控体系研究奥德赛论,采用多种研究方法,分四个阶段逐步推进:全面梳理邮轮建造全过程的安全风险并厘清各参建方的具体责任;构建涵盖风险识别、评估、控制、监督、考核等关键环节的安全风险防控责任体系框架;针对不同岗位和环节制定详细、可执行的责任清单;探索建立跨部门、跨单位的高效协同安全风险防控机制。阿萨德
1)全面风险梳理与责任界定
系统回顾国内外邮轮建造安全事故案例数据库、学术文献及行业智库报告,初步识别邮轮建造过程中的潜在安全风险类型;运用改进的德尔菲法,邀请邮轮建造领域资深专家、一线工程师及高级管理人员,通过多轮匿名意见征询与反馈,对初步识别的安全风险进行补充、修订与确认,形成全面、系统的邮轮建造安全风险清单。系统梳理国家安全生产相关法律法规、强制性行业标准以及邮轮建造领域典型合同范本,明确各参建方在安全生产方面的法定责任与合同义务;剖析具有代表性的邮轮建造项目合同文本及安全管理协议,提炼各参建方在安全风险防控中的具体职责;深度访谈具有丰富经验的法律专家、合同管理专家及安全管理专家,对责任界定进行多维度论证与完善。
2)构建系统化责任体系框架
系统梳理责任体系理论、风险管理理论等相关理论研究成果,明确安全风险防控责任体系框架的核心要素,包括风险识别、风险评估、风险控制、风险监控、绩效考核等。结合邮轮建造的行业特点和安全风险防控的实际需求,设计安全风险防控责任体系框架的总体架构,明确各核心要素之间的逻辑关系、作用机制及信息流。对标国内外先进邮轮建造企业的安全管理体系,分析其与拟构建的责任体系框架之间的异同点,提出两者之间的融合策略,确保新体系能够平稳过渡并有效运行。
3)制定精细化责任清单
运用工作分解结构(WBS)方法,将邮轮建造过程逐级分解为若干个具体的岗位和作业环节,并采用失效模式与影响分析(FMEA)等风险评估技术,对每个岗位和环节的安全风险进行识别、分析和等级评估。基于岗位与环节的安全风险评估结果,针对不同岗位、不同环节的安全风险,制定详细的责任清单,明确每一项责任的具体内容、责任主体、履责标准和考核指标。采用焦点小组访谈和情景模拟等方法,对责任清单的适用性、可操作性和完整性进行验证,并根据验证结果,对责任清单进行迭代优化,确保其能够有效指导实践。
4)建立高效协同机制
通过半结构化访谈和问卷调查,深入了解邮轮建造过程中各部门、各单位之间的协同需求,分析信息共享、协同决策、联合行动等方面的现状与不足。基于协同需求分析结果,借鉴复杂系统协同理论,设计跨部门、跨单位的安全风险防控协同机制,明确协同目标、基本原则、主要内容、实施路径和保障措施。采用多智能体仿真或沙盘推演等方法,对协同机制的运行效果进行模拟和评估,并根据模拟评估结果,对协同机制进行优化调整,确保其能够有效提升邮轮建造过程的整体安全水平。
(2)邮轮建造全过程安全隐患智能识别与管控技术研究
通过梳理爱达魔都号邮轮建造过程中积累的隐患排查和风险管控数据,利用基于OCR技术的非结构化隐患识别设备,全面辨识建造过程中的安全隐患数据;构建安全隐患分类框架,按阶段任务存储隐患数据,建立隐患体系;结合一线安全素养和历史数据,开发全员参与的智慧排查系统,利用考核指标解决基层对安全隐患掌握不足的问题,提高安全管理水平。针对超高压打压、重大件吊装、内装等高风险作业区域,系统分析超高压打压、射线探伤等高风险作业过程中可能存在的安全风险隐患,研发超定员管控、违规闯入、违规动火等风险隐患智能识别算法,关联声光报警装置,研制邮轮建造安全风险隐患警戒隔离机器人集群、无人机,实时感知警戒高风险作业区域;研究烟雾感应、红外火灾感应、天然气泄漏感应等探头的智慧物联管控技术,重点聚焦内装阶段上层建筑(如中庭、剧场等)、重点站房(如乙炔、丙烷、甲烷等),实时感知并告警危险作业区内的不安全因素。研究危险源智能安防与智能消防一体化集成运行技术,集中管控各个危险源的人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全因素,提升邮轮建造过程中危险源的智能安防水平。基于对邮轮建造全流程各个环节安全风险隐患的辨识梳理,研究邮轮建造设备设施安全隐患数据挖掘分析与多模态智能识别技术,利用计算机视觉和机器学习技术,对门式起重机、高空作业车、叉车、平板运输车等设备设施可能存在的典型安全隐患进行分析识别,并利用设备设施安全风险隐患智能预警系统实时展示或推送安全风险信息,推动设备设施安全隐患的及时整改闭环,提升邮轮建造设备设施安全管理的智能化水平。
通过本研究,打造系统有效的历史安全风险隐患数据挖掘利用与现场安全风险隐患智能辨识系统模块1项,研发非结构化安全隐患数据智能识别设备1套、邮轮建造安全风险隐患警戒隔离机器人集群1组和无人机1台,持续提升邮轮建造现场安全风险隐患治理的有效性。
具体如下:
1)非结构化历史安全隐患数据的高效挖掘与结构化整合研究
针对爱达魔都号邮轮建造积累的非结构化历史安全隐患数据,研究采用“数据采集-智能解析-知识构建-应用赋能”四阶段方法链:首先基于光学字符识别(OCR)技术解析文本报告、巡检记录中的多语言文本,结合自然语言处理(NLP)技术提取图像/视频中的隐患特征,并构建多模态融合的隐患知识图谱;其次,依据ISO 45001安全管理体系,设计“风险类型-工序阶段-责任主体”三维分类标签体系,开发自动化数据清洗工具与半监督标注模型,将非结构化数据转化为结构化字段(时间、位置、根因、整改方案);最终建成支持智能检索、趋势预测及跨项目对比的隐患数据库,通过API接口与AI诊断引擎、移动巡检终端联动,实现风险预警精准推送与治理策略智能推荐,推动国产邮轮建造安全管理从“经验依赖”向“数据驱动”模式升级。
2)邮轮建造安全隐患智能化辅助人工检查技术研究
本研究以“人机协同”为核心,采用“数据赋能-工具开发-场景适配”三阶段推进:首先集成国产邮轮建造历史隐患案例,结合国际国内规范(ISO/CB)与三维BIM模型,构建“图文并茂”的隐患知识库,通过移动端预加载技术实现离线快速调用;其次开发智能巡检APP,基于AR增强现实动态标注现场风险高发区域,生成可视化检查清单,实时推送至检查人员手持终端,解决“隐患难识别、标准难追溯”问题;同步嵌入轻量化AI问答引擎,支持语音/文字输入即时检索安全规程与相似案例处置方案,并设计多承包商、多用户协同模块,实现隐患上报、整改跟踪与进度沟通共享的跨层级闭环管理;最终形成“知识引导-工具辅助-协同增效”的智能检查技术体系,提升现场检查效率,降低人为疏漏率。
3)AI驱动的邮轮建造安全隐患智能诊断引擎开发
本研究首先基于BIM模型与IoT传感器网络构建全域数据采集体系,集成目标检测算法实时解析现场图像,结合Transformer时序模型分析设备运行数据,实现多模态隐患动态感知;其次,依托邮轮建造隐患知识图谱,开发轻量化边缘计算模块,部署于移动端与巡检机器人,支持现场实时根因定位(如气体泄漏关联阀门失效),生成含三维坐标、整改建议及法规依据的可视化诊断报告;同步搭建数字孪生平台,模拟隐患演化路径,动态优化应急预案并推送至管理终端;引入强化学习机制,通过“数据-算法-业务”闭环持续迭代模型,降低误报率,实现隐患排查效率,推动安全管控从被动响应向AI主动防御转型,为邮轮建造全生命周期风险韧性管理提供核心引擎。
4)邮轮建造全过程安全隐患智能识别与管控平台开发研究
本研究整合BIM模型、IoT传感器网络与AI诊断引擎,构建覆盖设计、施工、调试的全域数字化管控平台,基于深度学习实现多模态隐患实时识别(如违规动火、违规闯入),并依托数字孪生技术实现隐患三维定位与AR可视化追踪;同步开发多类型智能终端——研制移动巡检终端(集成图文隐患数据库与轻量化AI问答模块,通过BIM模型预加载与AR指引辅助现场检查)、多传感器巡检机器人(搭载激光雷达与边缘计算单元,自主执行密闭舱室气体泄漏检测)及穿戴式AR装备(实时叠加风险提示与操作规范),通过5G/自组网等信号手段实现终端与云端数据双向同步;设计“监测-分析-决策-优化”动态闭环逻辑,结合风险热力图自适应调整高危区域检查频次;最终形成“智能感知-精准决策-协同执行”的全流程管控体系,推动邮轮建造安全管理向标准化、智能化转型,为大型邮轮高效建造提供可复用的安全隐患治理范式。
(3)邮轮建造全过程风险动态管控技术研究
本要点基于现场安全隐患情况和安全风险隐患数据库相关信息,形成一套风险评估标准,实现动态、量化评估邮轮建造过程中各个作业环节、场所存在的安全风险,形成邮轮全过程建造安全风险动态量化评估指标体系。其次,运用安全措施库、设备安全信息体系库、安全风险隐患数据库实时数据,结合作业现场多工况、多人员、多工种交叉作业智能感知情况,建立邮轮建造全过程动态智能安全隐患与风险分级防控系统,构建邮轮建造全过程重点安全风险防控清单,形成基于GIS地图的动态安全风险分级管控地图。
1)邮轮建造多源异构数据融合与实时风险评估技术研究
本研究首先集成多源传感网络与高精度机器视觉设备,
重点聚焦邮轮建造机舱棚区域、推舱作业区域、甲板主通道、重点站房舱室等高风险区域,通过API接口关联物联网传感器、图像识别设备、隐患智慧排查系统等,实时采集邮轮建造现场的视频图像、设备状态、人员行为及环境参数等多元数据,构建安全风险动态识别框架,通过边缘计算节点实时解析清洗作业现场图像、设备状态及环境参数并传输至数字孪生平台;其次,构建安全知识图谱,利用自然语言处理解析ISO等国际标准文本及相关历史事故报告,形成“风险特征-工艺参数-法规条款”语义关联网络;随后开发贝叶斯网络与蒙特卡洛模拟融合的混合评估模型,输入实时数据流与知识图谱规则,动态计算起重伤害、高空坠落等风险概率值,并生成可视化风险热力图。
2)邮轮建造风险智能分级与多模态预警响应技术
本研究实以多模态数据融合与智能决策为核心,首先通过API接口关联高精度物联网传感器网络及视觉感知设备,实时采集邮轮建造现场的视频图像、设备状态、人员行为及环境参数等多元数据,并通过边缘计算节点完成数据清洗与特征提取;针对吊装路径冲突、防碰撞装置失效等高危场景,利用强化学习算法动态优化风险预警阈值模型,结合历史事故数据库与实时工况数据,建立分等级风险判别规则库;开发集成GIS地图的可视化管控平台,通过空间数据引擎融合BIM模型与实时监测数据,动态生成三维风险热力图,直观呈现不同区域风险累积态势。
3)邮轮建造全流程闭环管控与自优化技术
本研究首先设计基于联邦机器学习的风险评估模型自优化框架,每日定时触发模型更新任务;其次在国产大型邮轮项目中进行实证验证,通过AR设备实时推送风险等级与处置方案,迭代优化模型参数,持续提升风险评估的准确率,形成“感知-评估-预警”一体化技术体系,为邮轮建造复杂巨工程动态风险管理提供标准化工具链。
(4)邮轮建造事故预测预警技术研究
本要点系统研究国内外邮轮建造生产安全事故/事件的特点及规律,并基于安全管理体系调研信息,研究各类安全风险、事故信息、关键环节、安全管控模式等要素的内在联系,开发全要素的智能预警模型;其次,研究安全预警机制,分析各控制系统与预警系统的映射关系及参数,重点预测火灾、起重、触电等事故类型,确保预警内容覆盖预警值、类型、区域和人员等,并在超出可接受范围时,通过系统反馈调整风险并传送至应急管理系统;最后,构建并开发生产安全事故智能预警系统,实现邮轮建造过程中的精准预警和自优化体系。
1)邮轮建造过程安全事故特点及其致因研究
本研究开发基于智能数据抓取与自然语言处理(NLP)的专利文献智能分析系统,自动抓取全球邮轮建造及船舶建造领域事故案例(如起重伤害、密闭舱室燃爆、脚手架坍塌)的统计分析,归纳事故类型分布与时空规律。其次,融合能量意外释放理论(如识别机械能、热能失控路径)与复杂网络理论,构建事故致因网络模型,量化节点连接权重与级联失效概率,通过脆弱性分析识别关键致因节点(如吊装方案审核缺失、承包商培训不足)。最后,结合邮轮建造特有复杂性,提炼核心风险传导路径(如“设计变更-施工冲突-应急滞后”),形成事故致因链清单与防控优先级排序,为动态风险管控体系提供理论支撑,推动安全管理从“事后处置”向“源头阻断”转型。
2)邮轮建造多源数据融合与事故特征建模
本研究首先整合BIM设计参数、IoT传感器实时监测数据、历史事故案例库及作业行为日志,构建多模态数据湖,并通过数据清洗与时空对齐技术消除异构数据冲突;其次,基于Transformer多模态融合模型提取跨维度风险特征,结合LSTM时序分析挖掘风险演化规律,同步对标ISO 31000风险管理框架与ISO法规,构建事故致因链模型,量化“设备故障-操作失误-管理漏洞”耦合路径的概率权重;最终形成覆盖机械伤害、高处坠落、爆炸火灾等类型典型事故的预测指标体系,并开发可视化交互工具,支持风险概率实时查询与防控策略模拟推演,为邮轮建造事故主动防御提供数据驱动的决策依据。
3)生产安全事故智能预测模型与预测系统开发
本研究以“边缘-云端”协同架构为核心,首先通过API接口整合物联网传感器、视觉识别设备及人员定位系统,实时采集设备运行参数、环境指标及人员操作行为等多模态数据流,并利用边缘计算节点完成数据清洗、特征提取与异常信号(如设备异常停机、作业违规动作)的初步识别;云端基于分布式存储技术构建历史事故案例库与实时工况数据库,采用深度学习算法(如LSTM、图神经网络)挖掘事故特征与演化规律,结合数字孪生技术构建虚拟生产场景,通过强化学习动态优化事故触发条件与概率预测模型;同步开发基于GIS地图的可视化预警平台,集成设备状态、人员位置与预警信息,利用空间分析算法标定事故潜在影响范围,并通过移动终端或智能穿戴设备推送分级预警及处置建议,提升事故预测的实时性与决策精准性。
4)预警阈值优化与协同响应机制
本研究基于贝叶斯网络构建动态阈值自适应调整模型,通过历史预警数据与实时反馈(如传感器校准结果、人工复核标记)迭代优化预警规则(如气体浓度临界值、吊装安全距离阈值),结合蒙特卡洛模拟生成极端场景(如突发强风、设备连锁故障)验证模型鲁棒性,降低误报率;其次,基于博弈论设计多方协同响应框架,构建承包商、企业与监管部门的利益-责任均衡模型,建立跨层级数据共享链,实现预警信息分级推送。
(5)邮轮建造安全告知系统建设
本要点构建多个数据库和体系库,包括邮轮建造的生产安全事故/事件/职业病数据库、设备安全信息体系库、安全保卫信息数据库、全流程建造安全措施及先进技术体系库、法律法规标准制度体系库、安全知识产权体系库、安全培训知识库等。其次,开发邮轮建造安全知识自主更新维护模型,自动抓取并更新安全知识,形成全流程安全管理知识图谱。最后,研究大数据智能挖掘与多专业数据关联技术,构建安全管理数据与作业类型、操作流程信息的精准匹配模型,实现安全知识的快速搜集和精准分发,为邮轮建造安全管理的智慧应用奠定基础。具体如下:
1)邮轮建造安全生产知识图谱构建研究
本研究首先整合事故案例库、法规标准库、安全技术库及培训知识库等结构化与非结构化数据,通过自然语言处理(NLP)与语义分析技术提取关键实体及关联关系;其次,基于知识图谱框架构建多维度语义网络,设计动态更新模型(结合数据智能抓取与增量学习算法),实现新法规发布、事故案例新增等场景下的知识自动抓取与语义关联;最终形成支持智能检索、合规性自检及培训内容推荐的动态知识图谱,推动邮轮建造安全管理从碎片化经验依赖向标准化、智能化的知识驱动模式升级。
2)基于任务驱动的个性化安全知识智能推送机制研究
本研究首先整合BIM模型任务节点、作业许可系统等数据,构建动态任务-人员-环境关联模型;基于知识图谱与规则引擎,开发安全知识智能匹配算法,将实时任务与安全生产知识库中的规程自动关联,生成场景化提示清单;通过API接口联动隐患排查系统与风险评估系统等,动态优化推送内容优先级;瞄准邮轮建造典型施工、保障、监管等作业群体,研究基于移动终端、AR眼镜等多渠道多类型班组的实时推送技术,并基于施工作业人员反馈与行为数据引入强化学习模型,迭代优化推送策略,实现多类型班组“人-任务-知识”精准匹配,提升安全告知执行率,降低人为操作失误率,为邮轮建造提供智能化、自适应的高效安全赋能体系。
3)多模态交互与自适应学习反馈
本研究首先构建分层级安全告知内容库,集成多语言图文指南(中/英/少数民族)、短视频演示及VR模拟训练,适配不同学习偏好;开发智能问答模块,支持语音/文字输入实时检索安全知识;其次,通过强化学习模型动态优化推送策略——基于施工作业人员行为数据(如违规类型、培训考核得分)与任务反馈(如隐患排查效率、整改时效),自动调整内容形式(如新手强制AR演示)与推送频次(高频违规环节强化警示)。
4)实时场景感知与动态风险联动
本研究首先整合物联网(IoT)传感器网络与数字孪生施工模型,构建全域感知数据池;智能关联并获取前文基于边缘计算节点部署轻量化规则引擎与机器学习模型的数据,实现吊装禁区闯入、轨道占用等风险信号的精准告知;当关联接收到危险信号(如甲烷浓度超标),系统自动触发多模态避险指令——通过AR眼镜叠加撤离路径导航、短信/语音告警(多语言适配),同时向管理端推送应急资源调度建议(如就近救援队伍联动)。
具体研究路线如图3-3所示:
图3-3 邮轮建造安全风险管控体系研究路线图