Контроль нарушений, охраны труда и промышленной безопасности на базе ИИ

Согласно данным Ростехнадзора, в государственном реестре производственных объектов содержится около 200 000 опасных производств, функционирующих на территории России. Состояние промышленной безопасности этих объектов напрямую влияет на жизнь и здоровье сотрудников предприятий, состояние окружающей среды, обеспечение населения ресурсами и продукцией.

Контроль нарушений и промышленной безопасности является важной составляющей системы охраны труда в организациях и осуществляется с целью предупреждения несчастных случаев и аварий на производстве. Соблюдение правил техники безопасности (ТБ) среди сотрудников предприятия включает в себя комплекс мер, направленных на обеспечение безопасности и сохранение здоровья и жизни работников. Исключительную значимость контроль соблюдения техники безопасности приобретает на производственных и промышленных предприятиях, где часто приходится взаимодействовать со сложным оборудованием и специализированным транспортом, ядовитыми веществами, перепадами температур, а работы проходят в сложных условиях на большой высоте или глубоко под землей (например, угольная шахта).

Существуют различные способы контроля соблюдения правил техники безопасности, среди которых особую роль играют системы видеоаналитики, построенные на базе технологий компьютерного зрения. Такие системы решают целый класс задач, включая мониторинг всех процессов на предприятии, оперативное выявление нарушений и нештатных ситуаций, моментальное извещение о произошедшем, формированию статистики и отчетов. 

Ключевые возможности систем промышленной безопасности

Современные системы промышленной безопасности представляют целые платформы видео и аудио аналитики, включающие сбор и обработку данных в реальном времени, выявление различных событий и нарушений, распознавание и анализ речи, работу с текстовой и визуальной информацией с помощью языковых моделей.

Основная задача таких систем направлена на автоматический мониторинг, контроль и анализ поведения людей и событий, контроль использования средств индивидуальной защиты (СИЗ), включая каски и перчатки, маски, спец. одежду, очки, страховочные привязи и т.д. с целью повышения безопасности на рабочих местах. Перечень средств индивидуальной защиты может сильно различаться в зависимости от вида и места проведения промышленных работ и их специфики. Поэтому современная аналитическая система должна поддерживать гибкость и универсальность, позволяя добавлять новые типы объектов и событий с помощью встроенных инструментов разметки и автоматического дообучения моделей, а также иметь возможность включения сложных связанных событий (например, определять наличие средств индивидуальной защиты при условии нахождения человека вблизи опасного оборудования).

Как правило, система промышленной безопасности подключается к существующим стационарным камерам видеонаблюдения, установленным на предприятиях в различных цехах и рабочих зонах. Конечно, для достижения большей эффективности и точности распознавания существующие на предприятии системы видеонаблюдения могут быть модернизированы, добавлены дополнительные камеры, настроены ракурсы и параметры съемки. 

Нередки случаи, когда контроль нарушений необходимо производить за пределами производственных площадей.  

Такие ситуации возникают, например, на строительной или ремонтной площадке, в шахте или открытой местности. В качестве замены стационарным IP-камерам используются мобильные видеорегистраторы. В этом случае анализ видео может происходить не в реальном времени, а постфактум — на основании записанных файлов. 

Оффлайн аналитика также позволяет анализировать записи нательных, переносимых регистраторов, используемых горняками в угольных шахтах, где соблюдение техники безопасности играет важнейшую роль. Такие устройства должны обладать определенной степенью защиты и работать в сложных условиях.  

Предупреждения аварий на производстве

29 мая 2020 года в районе Кайеркан города Норильска произошла авария на резервуаре №5 ТЭЦ-3. Утечка составила около 21 тысячи тонн дизельного топлива, из них 6 тысяч тонн попали в грунт, а 15 тысяч тонн — в реку Далдыкан. Топливо создало угрозу для экосистемы Северного Ледовитого океана. 

Основной причиной аварии назвали разгерметизацию резервуара №5 на ТЭЦ-3 вследствие проседания свайного основания, вызванного таянием вечной мерзлоты.

Этот пример отражает, какие катастрофические последствия могут случиться, если вовремя не отследить негативные тенденции и динамику изменения геометрии и положения объекта. 

Для таких случаев предусмотрен отдельный класс задач, решаемых системами промышленной безопасности — отслеживание и мониторинг различных процессов. Например, изменение геометрии объекта или отклонение от начального положения, детекция задымления, возгорания, искрения, пожара, короткого замыкания или проливов жидкостей. В случае возникновения чрезвычайной ситуации система должна оперативно извещать ответственных лиц посредством различных сигналов и нотификаций.

Система также позволяет выявлять такие события, как:

• оставленные и посторонние предметы в выделенной зоне
• проникновение в запрещенные места
• несанкционированные доступы

Гибкая настройка для каждой камеры наблюдения позволяет настраивать различные области анализа и производить мониторинг поведения и трекинг объектов (людей, транспортных средств) в соответствующем секторе. Это дает возможность отслеживать проникновение в запрещенные зоны и помещения, нарушение границ, нахождение вблизи работающих станков или в опасной зоне. Анализ движения объектов (людей, погрузчиков, работу станков, кранов и т.д.), опасного сближения и предсказание траектории движения и вероятности столкновения или попадания человека под машину позволяет оперативно извещать и давать предупредительные светозвуковые сигналы.

Мониторинг действий персонала

Аналитические системы промышленной безопасности также применяются с целью автоматизированной оценки соблюдения качества выполнения электрических и тепловых переключений, корректности проведения допуска в тепловых и электрических схемах

Очень популярными сейчас стали задачи анализа данных, полученных с нагрудных или мобильных видеорегистраторов на энергетических объектах, с целью повышения качества проведения допусков по наряд-допускам и выполнения электрических и тепловых переключений.

Одной из ключевых задач здесь является проверка последовательности выполнения операций при переключении (релейный отсек, трансформаторный блок, перераспределение нагрузки и т.п.), а также проверка показаний приборов и сравнение с целевыми значениями. 
Перед началом работ необходимо проходить инструктаж и проверку наряда-допуска. 

Анализ таких данных включает не только видеоаналитику. Здесь анализируется речь проверяющего и исполнителя, выделяя ключевые теги и фразы (номер наряда, ФИО, время, локацию, тип работ и т.д.) а, распознавание текста (OCR, optical character recognition) позволяет сравнивать всю полученную информацию и выделять несоответствия. 

Специфические кейсы

Основной перечень средств индивидуальной защиты (СИЗ), а также различных инцидентов, которые представляют определенную опасность заложен в современную систему контроля охраны труда и промышленной безопасности и не требует существенных доработок при внедрении на производство. Тем не менее, существует множество уникальных событий, характерных для той или иной компании. В качестве примера приведем список требований для систем промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли:

• Контроль и мониторинг нефтевозов (отсутствие противооткатных упоров, подключение заземления, не закрыта горловина,  контроль заполнения нефтевоза);
• Контроль за работой подъемных сооружений;
• Разлив утечки нефтесодержащей жидкости;
• Электрический кабель проложен по земле;
• Электрический кабель оборван;
• Применение огня, возгорание, наличие дыма;
• Курение в неположенном месте;
• Переполненные емкости с отходами;
• Открытые электроустановки;
• Человек без движения или движение зигзагом, необычное положение тела (например, горизонтально);
• Падение человека (в том числе с высоты);
• Контроль за водителем в момент залива и слива: не должен садиться в машину, не должен уходить из зоны слива;
• Водитель поехал на запрещающий сигнал светофора;
• Распознавание транспортных средств.

Как можно заметить, большинство кейсов связаны с контролем работ с горючими жидкостями и предотвращение возможных утечек или возгорания. Аналогичные перечни событий, характерных для других отраслей, могут содержать совершенно новые, уникальные требования. В этом случае система промышленной безопасности дорабатывается путем добавления новых детекторов, которые обучаются на собранных на предприятии данных. Иногда приходится собирать синтетический набор данных (dataset), когда реальное событие затруднительно воспроизвести (например, реальный пожар). 

В настоящее время, в России существует всего несколько компаний, которые разрабатывают и внедряют проверенные решения контроля промышленной безопасности. При выборе поставщика необходимо обращать внимание на количество прошлых внедрений, а также опыт создания высоконагруженных систем видеоаналитики, способных выдерживать нагрузки в сотни или даже тысячи IP-камер. Ведь стабильность и качество внедряемой системы может, в будущем предотвратить не один несчастный случай или опасный инцидент.