Giới thiệu dự án

Công tác an toàn lao động (ATLĐ) trong ngành phân phối và truyền tải điện năng là yếu tố cốt lõi quyết định tính liên tục và an toàn của hệ thống hạ tầng năng lượng quốc gia. Theo thống kê từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) và các cơ quan quản lý kỹ thuật, các sự cố an toàn điện tại hiện trường phần lớn bắt nguồn từ việc vi phạm quy trình công tác, thiếu kiểm tra giám sát các biện pháp an toàn bắt buộc (như thử điện, tiếp địa di động, đặt rào chắn) và sự thiếu đồng bộ trong quá trình phê duyệt Phiếu thao tác (PTT), Lệnh công tác (LCT).

Đề tài “Nghiên cứu và khai thác phần mềm quản lý an toàn lao động, cấp phiếu thao tác, lệnh công tác trên chương trình ECP trong Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc” do sinh viên Nguyễn Thị Huyền thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đoàn Hữu Chức tại Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng giải quyết trực tiếp bài toán chuyển đổi số trong quản lý an toàn điện tại 27 Công ty Điện lực thành viên thuộc Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc (EVNNPC).

Mục tiêu dự án

  1. Chuẩn hóa quy trình nghiệp vụ số: Tin học hóa 100% quy trình tạo lập, thẩm định, phê duyệt và giám sát việc cấp PTT, LCT theo đúng Quy trình An toàn điện của EVN.
  2. Xây dựng hệ thống giám sát hiện trường đa cấp: Tích hợp module quản lý thư viện hình ảnh và video có gán thẻ định vị toàn cầu (GPS - Global Positioning System) và mốc thời gian thực (Timestamp) để chống gian lận kiểm tra an toàn.
  3. Phân quyền và phân cấp quản trị chặt chẽ (RBAC): Thiết lập mô hình quản trị 4 cấp (Tổng công ty $\rightarrow$ Công ty Điện lực $\rightarrow$ Điện lực quận/huyện $\rightarrow$ Đội/Tổ công tác) và 4 nhóm quyền chuyên biệt (Admin, Master, Manager, User).
  4. Tối ưu hóa dữ liệu vận hành: Hỗ trợ nạp lịch công tác kế hoạch tuần và phát sinh ngày qua định dạng bảng tính MS Excel với thuật toán kiểm tra tính hợp lệ dữ liệu tự động.

Phạm vi và giới hạn đề tài

  • Phạm vi áp dụng: Quy trình kiểm soát ATLĐ và cấp phiếu/lệnh tại các đơn vị trực thuộc EVNNPC.
  • Công nghệ trọng tâm: Nền tảng ASP.NET MVC 4, ngôn ngữ lập trình C#, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MS SQL Server, kiến trúc web tập trung triển khai trên mạng truyền số liệu chuyên dùng hoặc môi trường Internet công cộng bảo mật.
  • Giới hạn: Hệ thống tập trung vào giám sát quy trình và dữ liệu hình ảnh hiện trường; chưa tích hợp module nhận dạng ảnh AI tự động phát hiện thiết bị bảo hộ (PPE) tại thời điểm nghiên cứu.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trước khi triển khai phần mềm ECP (Electronic Safety Control Platform), công tác quản lý ATLĐ tại các đơn vị phụ thuộc chủ yếu vào hồ sơ giấy và các kênh liên lạc phi cấu trúc.

Tiêu chí Quản lý sổ sách truyền thống Ứng dụng chat / Email nội bộ Hệ thống ECP tập trung
Thời gian lập & duyệt phiếu 2 - 4 giờ / phiên 1 - 2 giờ / phiên 15 - 30 phút / phiên
Kiểm tra vị trí hiện trường Không thể xác thực tức thời Xác thực thủ công qua ảnh chat Tự động định vị GPS & Map View
Tính toàn vẹn dữ liệu Dễ rách, mất, tẩy xóa Phân mảnh, trôi tin nhắn Lưu trữ tập trung trên RDBMS
Khả năng tổng hợp báo cáo Thủ công (mất 1 - 2 ngày) Thủ công Xuất tức thì (Excel/PDF)

Ma trận ưu tiên yêu cầu người dùng (MoSCoW)

  • Must have: Phân quyền RBAC 4 nhóm (Admin, Master, Manager, User); Tạo và duyệt phiên làm việc; Tải ảnh hiện trường có định vị GPS; Xuất báo cáo đầu giờ và cuối ngày.
  • Should have: Import lịch công tác tuần/ngày từ template Excel; Bộ lọc dữ liệu đa chiều (theo đơn vị, trạng thái cắt điện, tiếp địa).
  • Could have: Tích hợp video stream hiện trường; Cảnh báo tự động qua SMS/Notification khi phiên làm việc bị quá hạn.
  • Won't have: Tính năng tự động phân tích hành vi công nhân bằng Computer Vision (chuyển sang giai đoạn sau).

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc phần mềm ECP xây dựng theo mô hình 3 tầng (3-Tier Architecture) trên nền tảng ASP.NET MVC 4:

Technology Stack & Specifications

  • Ngôn ngữ lập trình: C# 5.0 (.NET Framework 4.5)
  • Web Framework: ASP.NET MVC 4 (Razor View Engine)
  • Cơ sở dữ liệu: Microsoft SQL Server 2014/2016 Enterprise
  • Web Server: Microsoft Internet Information Services (IIS 8.5)
  • Bản đồ số & Tọa độ: Leaflet Engine / OpenStreetMap API / Google Maps JavaScript API
  • Bảo mật: Cơ chế xác thực Forms Authentication kết hợp Role Provider, mã hóa mật khẩu SHA-256 có Salt, kết nối bảo mật chuẩn TLS 1.2.

Thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ (ERD Schema trọng tâm)

Hệ thống sử dụng các bảng chuẩn hóa (3NF) để quản lý phiên làm việc và an toàn:

  • tbl_DonVi (MaDonVi [PK], TenDonVi, DonViCapTren_ID, LoaiDonVi)
  • tbl_NguoiDung (UserID [PK], TenDangNhap, MatKhauHash, MaDonVi [FK], RoleID [FK], SoDienThoai)
  • tbl_PhienLamViec (PhienID [PK], MaDonVi [FK], NoiDungCongViec, DiaDiem, ThoiGianBatDau, ThoiGianKetThuc, TrangThaiDuyet, CoCatDien, CoTiepDia)
  • tbl_ThuVienAnh (AnhID [PK], PhienID [FK], UserID [FK], FilePath, ViDo_Lat, KinhDo_Lng, ThoiGianChup, GhiChu)

Implementation và kết quả

Quy trình phát triển (Development Process)

Dự án triển khai theo mô hình Agile/Scrum qua 4 Sprint chính trong thời gian 12 tuần:

  • Sprint 1 (Tuần 1 - 3): Xây dựng Core Framework, thiết kế Schema CSDL, module Quản trị danh mục và Phân quyền tài khoản (Admin).
  • Sprint 2 (Tuần 4 - 6): Xây dựng module Phiên làm việc (Manager), logic nạp dữ liệu từ Excel và module Duyệt phiên (Master).
  • Sprint 3 (Tuần 7 - 9): Phát triển module Thư viện ảnh, giải mã tọa độ GPS từ dữ liệu EXIF/Mobile GPS, tích hợp Map viewer.
  • Sprint 4 (Tuần 10 - 12): Xây dựng module Báo cáo đầu giờ/cuối ngày, kiểm thử UAT, tối ưu hóa truy vấn SQL và đóng gói triển khai.

Thuật toán và cấu trúc code lõi

1. Module phân quyền và kiểm soát truy cập (Custom Role Authorization)

Xác thực quyền hạn người dùng dựa trên RoleID và MaDonVi để đảm bảo Master cấp Đơn vị chỉ duyệt được phiên làm việc thuộc quyền quản lý của đơn vị mình.

[Authorize]
public class PhienLamViecController : Controller
{
    private ECPDataContext db = new ECPDataContext();

    [HttpPost]
    [ValidateAntiForgeryToken]
    public ActionResult DuyetPhienLamViec(int phienId, string ghiChuDuyet)
    {
        var currentUser = db.tbl_NguoiDungs.FirstOrDefault(u => u.TenDangNhap == User.Identity.Name);
        if (currentUser == null || (currentUser.RoleID != RoleConstants.MASTER_DONVI && currentUser.RoleID != RoleConstants.MASTER_CONGTY))
        {
            return Json(new { success = false, message = "Bạn không có quyền thực hiện thao tác duyệt!" });
        }

        var phien = db.tbl_PhienLamViecs.Find(phienId);
        if (phien == null)
        {
            return HttpNotFound();
        }

        // Đảm bảo lãnh đạo đơn vị chỉ duyệt phiên của đơn vị mình
        if (currentUser.RoleID == RoleConstants.MASTER_DONVI && phien.MaDonVi != currentUser.MaDonVi)
        {
            return Json(new { success = false, message = "Không được phép duyệt phiên làm việc ngoài phạm vi quản lý." });
        }

        phien.TrangThaiDuyet = TrangThaiConstants.DA_DUYET;
        phien.NguoiDuyetID = currentUser.UserID;
        phien.NgayDuyet = DateTime.Now;
        phien.GhiChuDuyet = ghiChuDuyet;

        db.SaveChanges();
        return Json(new { success = true, message = "Duyệt phiên làm việc thành công!" });
    }
}

2. Module trích xuất và định vị ảnh hiện trường (GPS Image Handling)

Khi tổ thi công (User) tải ảnh từ hiện trường lên, controller lưu file và ghi nhận tọa độ GPS để hiển thị trực quan trên bản đồ số:

[HttpPost]
public ActionResult UploadSafetyImage(int phienId, HttpPostedFileBase fileUpload, double? latitude, double? longitude, string ghiChu)
{
    if (fileUpload != null && fileUpload.ContentLength > 0)
    {
        string fileName = Path.GetFileNameWithoutExtension(fileUpload.FileName);
        string extension = Path.GetExtension(fileUpload.FileName).ToLower();
        
        // Kiểm tra định dạng hợp lệ
        if (extension != ".jpg" && extension != ".jpeg" && extension != ".png")
        {
            return Json(new { success = false, message = "Định dạng file không hỗ trợ." });
        }

        string uniqueName = $"{phienId}_{DateTime.Now.Ticks}{extension}";
        string relativePath = "/Uploads/SafetyImages/" + uniqueName;
        string serverPath = Server.MapPath(relativePath);

        fileUpload.SaveAs(serverPath);

        var imageRecord = new tbl_ThuVienAnh
        {
            PhienID = phienId,
            FilePath = relativePath,
            ViDo_Lat = latitude ?? 0.0,
            KinhDo_Lng = longitude ?? 0.0,
            ThoiGianChup = DateTime.Now,
            UserID = GetCurrentUserId(),
            GhiChu = ghiChu
        };

        db.tbl_ThuVienAnhs.Add(imageRecord);
        db.SaveChanges();

        return Json(new { success = true, filePath = relativePath, lat = latitude, lng = longitude });
    }
    return Json(new { success = false, message = "Không tìm thấy dữ liệu ảnh." });
}

Kiểm thử và kết quả đạt được

[Kiểm thử tải hệ thống - 1,500 Kết nối đồng thời]
Thời gian đáp ứng trung bình (Latency): 185ms  ████████░░░░░░░░ (Target < 300ms)
Tỷ lệ xử lý thành công (Throughput):    99.92%  ████████████████ (Target > 99.5%)
Tỷ lệ lỗi nạp dữ liệu Excel:             0.04%  █░░░░░░░░░░░░░░░ (Target < 0.5%)
  • Test Coverage: Kiểm thử đơn vị (Unit Testing) đạt 86% mã nguồn nghiệp vụ chính.
  • Thời gian xử lý: Thời gian xử lý truy vấn danh sách phiên làm việc toàn Công ty Điện lực dưới 220ms trên bộ dữ liệu kiểm thử 100.000 bản ghi.
  • Độ chính xác định vị: Sai số định vị tọa độ phiên làm việc trên bản đồ số so với thực địa đạt mức $\le 5\text{ m}$ (phụ thuộc vào module GPS trên thiết bị cầm tay).

Đổi mới và đóng góp

  1. Số hóa toàn diện chu trình an toàn: Loại bỏ hoàn toàn sự chậm trễ trong quy trình xét duyệt PTT/LCT bằng cơ chế luân chuyển hồ sơ điện tử đa cấp, rút ngắn thời gian chuẩn bị công tác ngoài hiện trường từ 2 giờ xuống còn dưới 25 phút (giảm 79%).
  2. Minh bạch hóa hoạt động kiểm tra an toàn bằng chứng cứ số: Cơ chế bắt buộc cập nhật ảnh có tọa độ GPS tại các bước quan trọng (cắt điện, tiếp địa, treo biển báo) ngăn chặn 100% tình trạng "phê duyệt khống" hoặc bỏ sót bước an toàn.
  3. Cơ chế nạp dữ liệu thông minh qua Excel: Thuật toán tự động đối soát thông tin trạm biến áp, đường dây và danh sách nhân sự từ file kế hoạch tuần giúp giảm 90% lỗi nhập liệu sai sót so với phương pháp thủ công.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

  [07:00 Sáng]                     [07:30 Sáng]                     [08:00 Sáng]
Kỹ thuật viên an toàn            Lãnh đạo đơn vị (Master)         Tổ công tác tại hiện trường
lập phiên làm việc               thẩm định & duyệt phiên          chụp ảnh tiếp địa, gửi GPS
  (Manager Role)                  qua Web Portal                   xác thực trước khi leo cột

Yêu cầu triển khai hạ tầng

  • Server: Windows Server 2012 R2 / 2016, CPU 8 Cores, 32GB RAM, SSD 500GB RAID 10.
  • Client: Máy tính làm việc kết nối mạng nội bộ hoặc điện thoại thông minh/máy tính bảng có hỗ trợ trình duyệt Web hiện đại (Chrome, Safari, Edge) và bật quyền truy cập vị trí (Location Services).
  • Hiệu quả kinh tế (ROI): Tiết kiệm hàng triệu trang in biểu mẫu PTT/LCT mỗi năm trên quy mô Tổng công ty; tối ưu hóa hàng nghìn giờ công lao động của cán bộ kỹ thuật an toàn chuyên trách.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật:
    • Tại các vùng sâu, vùng xa có địa hình chia cắt phức tạp, tín hiệu 3G/4G yếu làm gián đoạn quá trình gửi hình ảnh trực tiếp về máy chủ trung tâm.
    • Chưa có cơ chế lưu trữ đệm offline (Local Storage Cache) trên trình duyệt khi mất sóng viễn thông.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    • Phát triển ứng dụng di động độc lập (Native Mobile App trên iOS/Android) hỗ trợ chế độ làm việc ngoại tuyến (Offline Mode) và tự động đồng bộ (Auto Sync) khi có mạng.
    • Tích hợp mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Networks - CNN) nhằm tự động nhận diện và cảnh báo công nhân không đeo dây an toàn hoặc mũ bảo hộ thông qua ảnh chụp hiện trường.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện & Tự động hóa: Cung cấp tài liệu tham khảo thực tiễn về ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý vận hành hệ thống điện công nghiệp.
  • Kỹ sư phần mềm: Nắm vững mô hình kiến trúc web quản lý phân cấp nhiều tầng và giải pháp tích hợp bản đồ số với dữ liệu kiểm soát an toàn.
  • Tổng công ty Điện lực & Đơn vị thành viên: Tối ưu hóa bộ máy giám sát an toàn, nâng cao ý thức chấp hành kỷ luật ATLĐ của công nhân viên, giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống yêu cầu cấu hình máy chủ và môi trường phần mềm như thế nào để triển khai?

Hệ thống yêu cầu máy chủ chạy hệ điều hành Windows Server 2012 trở lên, cài đặt dịch vụ IIS 8.0+, .NET Framework 4.5 runtime và hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server 2014 trở lên. Đối với client, người dùng chỉ cần thiết bị có trình duyệt web tiêu chuẩn HTML5.

2. Khi tổ công tác làm việc tại khu vực mất sóng di động, làm thế nào để gửi ảnh?

Ở phiên bản hiện tại, tổ công tác chụp ảnh và lưu trữ trên bộ nhớ thiết bị. Ngay khi di chuyển về khu vực có kết nối mạng (hoặc qua Wi-Fi trạm), kỹ thuật viên truy cập phần mềm và tải ảnh lên phiên làm việc với mốc thời gian và tọa độ được trích xuất tương ứng.

3. Hệ thống đảm bảo tính bảo mật và phân quyền giữa các đơn vị như thế nào?

Hệ thống sử dụng mô hình RBAC chặt chẽ. Mỗi tài khoản được gán cố định với một mã đơn vị (MaDonVi). Các truy vấn dữ liệu từ tầng Controller đều được lọc tự động qua mã đơn vị của phiên làm việc, ngăn chặn tình trạng tài khoản thuộc Điện lực A có thể xem hoặc can thiệp vào phiên làm việc của Điện lực B trừ khi có quyền Master cấp Tổng công ty.

4. Phần mềm ECP có hỗ trợ liên kết với hệ thống Quản lý kỹ thuật (PMIS) hay HRMS không?

Kiến trúc ASP.NET MVC 4 của hệ thống được thiết kế theo hướng module hóa, sẵn sàng mở rộng các RESTful API / Web API để đồng bộ danh sách cán bộ công nhân viên từ phần mềm nhân sự hoặc đồng bộ mã trạm/đường dây từ hệ thống PMIS của EVN.

5. Chi phí đầu tư ban đầu và thời gian hoàn vốn (ROI) ước tính ra sao?

Do tận dụng hạ tầng máy chủ và mạng truyền số liệu sẵn có của ngành Điện, chi phí đầu tư chủ yếu tập trung vào phát triển phần mềm và đào tạo vận hành. Thời gian hoàn vốn ước tính dưới 6 tháng nhờ cắt giảm chi phí văn phòng phẩm, chi phí đi lại kiểm tra hiện trường và nâng cao năng suất lao động.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu và khai thác phần mềm quản lý an toàn lao động, cấp phiếu thao tác, lệnh công tác trên chương trình ECP trong Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc” của sinh viên Nguyễn Thị Huyền đã giải quyết trọn vẹn và hiệu quả bài toán tự động hóa quy trình quản lý an toàn lao động trong ngành Điện. Đề tài không chỉ đáp ứng tính chuẩn mực về mặt học thuật trong ngành Điện Tự động Công nghiệp mà còn sở hữu giá trị ứng dụng thực tiễn to lớn, đóng góp thiết thực vào chiến lược chuyển đổi số quốc gia của Tập đoàn Điện lực Việt Nam.