Einführung digitaler Technologien in den Prozess der Sicherheitskontrolle bei Arbeiten der OOO „ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga“

An den Standorten von ZNDKh (ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga) arbeitet eine große Anzahl von Mitarbeitern (bis zu 1000 pro Schicht, davon 150 ZNDKh-Mitarbeiter), einschließlich der Mitarbeiter von Vertragsunternehmen. Dabei liegt das Hauptaugenmerk des Unternehmens darauf, tödliche Unfälle zu vermeiden und Arbeitsunfälle zu minimieren. Die überwiegende Mehrheit der Unfälle ist auf eine Kombination aus gefährlichen Bedingungen und gefährlichen Handlungen zurückzuführen. Insgesamt ist von Jahr zu Jahr ein rückläufiger Trend zu verzeichnen, dennoch wird weiterhin eine erhebliche Anzahl von Unfällen registriert.

Die HSE-Fachgemeinschaft nutzt als eines ihrer Analyseinstrumente die auf Unfallstatistiken basierende „Unfallpyramide“ von DuPont. Gemäß dieser Pyramide sind etwa 96 % der Vorfälle auf unvorsichtiges menschliches Verhalten am Arbeitsplatz zurückzuführen und nur 4 % auf Geräteausfälle. Auf jeden tödlichen Unfall oder Vorfall mit schwerer Verletzung kommen viele kleinere Vorfälle, sowohl mit leichten als auch ohne Verletzungen.

Um Todesfälle und Verletzungen zu vermeiden, muss ein wirksames Arbeitsschutzsystem auf Folgendes abzielen:

1. Vermeidung gefährlicher Handlungen durch die Schaffung und kontinuierliche Verbesserung eines HSE-Managementsystems.
2. Beseitigung gefährlicher Bedingungen, unter anderem durch technische Kontrollen.

Der Grundgedanke besteht darin, moderne Technologien in den Prozess der Früherkennung von Unfallursachen zu integrieren.

Angesichts des allgemeinen Digitalisierungstrends wurde bei ZNDKh eine Überprüfung der Technologien durchgeführt, die zur Gewährleistung sicherer Arbeitsbedingungen eingesetzt werden können. Dabei wurde der Bereich Videoüberwachung und Videoanalyse als Priorität eingestuft.

Videoanalysesysteme basieren auf Algorithmen für Computer Vision und Deep Learning, die den Videostream in Echtzeit analysieren.

Die Hauptfunktionen der Videoanalyse sind:

• Früherkennung: Kameras können beispielsweise Rauch bereits im Schwelstadium erkennen, noch bevor offene Flammen entstehen und herkömmliche Rauch- oder Wärmemelder auslösen.
• Großer Abdeckungsbereich: Eine einzige Kamera kann einen großen offenen Bereich überwachen, in dem die Installation von Punktsensoren ineffizient oder zu teuer wäre.
• Genaue Positionierung: Das System zeigt den Ort einer Ausnahmesituation auf dem Lageplan genau an, sodass Einsatzkräfte und Mittel schnell zum Ort des Geschehens geleitet werden können.
• Integration und Analyse: Das System erkennt nicht nur Abweichungen vom normalen Betrieb, sondern kann auch Teil eines umfassenden Sicherheitssystems werden: Es kann das Warnsystem auslösen, die Zutrittskontrolle steuern (Fluchtwege entriegeln), die Rauchabzugsanlage einschalten und Videos zur Überprüfung an die Sicherheitszentrale übertragen.
• Betrieb unter schwierigen Bedingungen: Einige Systeme können für den Einsatz in staubigen oder gashaltigen Umgebungen oder im Freien angepasst werden, wo herkömmliche Sensoren nutzlos sind.

Um die Abdeckung der Anlagen zu erweitern, ist es sinnvoll, zusätzlich zu stationären Überwachungskameras auch Inspektionsroboter und Drohnen (UAVs) einzusetzen, die mit Videokameras und Sensoren ausgestattet sind.

Es ist anzumerken, dass bei der Nutzung der vorgeschlagenen Lösungen eine Reihe von Einschränkungen bestehen, wie zum Beispiel:

• Datenschutz und Ethik: Die Mitarbeiter könnten das System als totale Überwachung empfinden, was zu Stress und einer Beeinträchtigung des Arbeitsklimas führen kann.
• Fehlalarme: Die Algorithmen sind nicht perfekt und können gelegentlich Fehler machen.
• Hohe Implementierungskosten: Es sind Investitionen in Hardware, Software und die Integration in bestehende Prozesse erforderlich.
• Anpassungsbedarf: Die Algorithmen müssen an die spezifischen Gegebenheiten der jeweiligen Produktionsstätte „angelernt“ werden, was Zeit und Fachwissen erfordert.

Durch Benchmarking haben wir herausgefunden, dass sich der russische Öl- und Gassektor aktiv in Richtung der Einführung digitaler Lösungen in das HSE-System bewegt.

1. Gazprom Neft setzt auf seinen Ölfeldern Drohnen und Bodenroboter ein, um Pipelines zu patrouillieren und Lecks zu erkennen.
2. Rosneft setzt ein groß angelegtes Programm zur Einführung digitaler Technologien um. In den Betrieben des Unternehmens werden autonome Roboter zur Anlagenüberwachung und Datenerfassung getestet.
3. LUKOIL nutzt Drohnen zur Überwachung von Ölpipelines sowie Onshore- und Offshore-Anlagen.
4. Tatneft implementiert Roboterlösungen in seinen Produktionsstätten, einschließlich automatischer Kontroll- und Diagnosesysteme.

Auch Zarubezhneft nutzt digitale Technologien. So führt ZNDKh beispielsweise seit 2018 mithilfe von Drohnen eine Fernüberwachung der Anlagen des Kharyaga-Feldes und der angrenzenden Gebiete durch. Diese Inspektionsmethode liefert Informationen über den Zustand der Schutzzonen von Pipelineabschnitten und der natürlichen Umgebung rund um die Industriestandorte. Die Inspektion mit Drohnen reduziert den Zeit- und Arbeitsaufwand erheblich und ermöglicht die Überwachung schwer zugänglicher Bereiche.

Bei ZNDKh ist die Einführung des Systems „Intellect“ geplant, wobei ein Sicherheitsmodul implementiert wird, das aus den folgenden Blöcken besteht:

1. Block „Erkennung von Personen ohne PSA“. Er ermöglicht es, Personen ohne persönliche Schutzausrüstung zu erkennen und falsch angelegte PSA zu identifizieren.
2. Block „Erkennung von Brandherden“. Die Videoanalyse erkennt Feuer und Rauch mithilfe von Algorithmen der künstlichen Intelligenz. In jedem Szenario erhält der Systemoperator ein Video vom Ort des wahrscheinlichen Brandes und kann die Situation sofort beurteilen.
3. Block „Analyse des menschlichen Verhaltens“ (Überwachung des Personalzustands). Die auf neuronalen Netzen basierende Videoanalyse erkennt auf dem Videobild Körperhaltungen von Personen, die auf potenziell gefährliche Situationen hinweisen können. Wenn beispielsweise eine Person auf dem Boden oder der Erde liegt, ist dies ein wahrscheinliches Zeichen dafür, dass sie Hilfe benötigt. Es kann vorkommen, dass einem Mitarbeiter in einem der Produktionsmodule, in dem er sich allein befindet, unwohl wird. In einem solchen Fall kann die rechtzeitige Erkennung dieser Person durch das Videoanalysesystem das schnelle Eintreffen von Kollegen am Unfallort und die Leistung von Erster Hilfe sicherstellen. Eine rechtzeitige Erste Hilfe kann tödliche Ausgänge verhindern und die Schwere der Folgen verringern.

Das Sicherheitssystem in den Produktionsstätten des Unternehmens schreibt vor, dass die Mitarbeiter sich an den Handläufen festhalten müssen. Die Videoanalyse ermöglicht es, Fälle zu erkennen, in denen diese Anforderung nicht erfüllt wird, und den Operator des Sicherheitssystems sofort darüber zu informieren.

Es ist geplant, einen Inspektionsroboter und Drohnen, die mit Überwachungskameras ausgestattet sind, an das System „Intellect“ anzuschließen.

„Intellect“ ist eine multifunktionale Softwareplattform zur Erstellung umfassender Sicherheitssysteme, die vom russischen Unternehmen ITV entwickelt wurde. Dieses System vereint isolierte Sicherheitssysteme wie Videoüberwachung, Brand- und Einbruchmeldeanlagen, Perimeterschutz sowie Zutrittskontrollsysteme in einer einzigen Infrastruktur.

Im Rahmen des derzeit bestehenden Systems „Intellect“ sind die ZNDKh-Anlagen mit 163 Überwachungskameras ausgestattet. Die Abdeckung der Arbeitsbereiche beträgt etwa 50 %. Da die bestehende Kameraflotte die Produktionsstätten nicht vollständig abdeckt, wird der Einsatz eines Inspektionsroboters und von Drohnen, die in das System „Intellect“ integriert sind, dazu beitragen, den Überwachungsbereich der Anlagen zu erweitern.

Beispiel für die Informationsausgabe auf dem Bildschirm des Systemoperators, die das Fehlen eines Schutzhelms bei einem Mitarbeiter meldet.

Als Ergebnis der Umsetzung dieser Lösungen werden für das Unternehmen folgende Effekte erzielt:

• Senkung der Arbeitsunfallquote.
• Erhöhung des Sicherheitsniveaus der Anlagen.
• Langfristige Kostensenkung.
• Reputationsgewinn.
• Grundlage für zukünftige Innovationen.

Für HSE-Spezialisten werden die implementierten Lösungen Zeit freisetzen, die bisher für die routinemäßige Überwachung von Anlagen aufgewendet wurde, um komplexere analytische Aufgaben zu lösen und Arbeiten mit hohem Risiko zu kontrollieren.

Die Einführung der betrachteten digitalen Technologien kann die Grundlage für zukünftige Innovationen im Bereich der Videoanalyse bilden:

• 3D-Analyse: Einsatz von Stereokameras oder LiDAR* zur Erstellung eines 3D-Modells der Rauch- und Brandausbreitung.
• Prädiktive (vorausschauende) Analyse: Systeme, die Situationen nicht nur erkennen, sondern deren Entwicklung auf der Grundlage einer Vielzahl von Daten auch vorhersagen.
• Erhöhung der Genauigkeit und Reduzierung von Fehlalarmen durch komplexere Architekturen neuronaler Netze.
• Tiefe Integration von Videoanalyse mit Drohnen: UAVs mit Wärmebildkameras und KI-Algorithmen zur Patrouille großer und schwer zugänglicher Gebiete.
• Ersatz von Menschen durch Roboter in Gefahrenzonen.
• Schaffung eines „Smart Enterprise“ (intelligenten Unternehmens) auf der Grundlage der Zusammenarbeit von Robotern und Menschen.

* - LiDAR ist eine Fernerkundungstechnologie, die Laserimpulse verwendet, um genaue Entfernungen zu Objekten und deren räumliche Lage zu messen.

Fazit: Trotz bestehender Herausforderungen sind Videoanalyse und Roboter ein wirksames Instrument zur Gewährleistung der Sicherheit in der modernen Produktion, und es müssen Möglichkeiten für deren Einführung und Nutzung gesucht werden.

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Implementierung ist Offenheit und Kommunikation mit der Belegschaft. Es ist wichtig zu erklären, dass der Zweck des Systems nicht in der Bestrafung liegt, sondern im Schutz von Leben und Gesundheit der Mitarbeiter. Die Einführung muss mit einer Überprüfung der Verfahren, Schulungen und der Schaffung einer Sicherheitskultur einhergehen, in der die Technologie als Helfer und nicht als Aufseher fungiert. Digitale Technologien im HSE-Bereich sind ein evolutionärer Schritt von einem reaktiven zu einem proaktiven Modell. Dies ermöglicht es, Leben zu retten, Unternehmenswerte und die Umwelt zu schützen sowie die Produktionseffizienz auf ein völlig neues Niveau zu heben.