羅淦民

（中鐵四局五公司，九江 332100）

塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

羅淦民

（中鐵四局五公司，九江 332100）

本研究對塔式起重機(jī)安全監(jiān)控的現(xiàn)狀和其必要性進(jìn)行全面探討，并提出安全監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案以供業(yè)內(nèi)人士參考。

建筑行業(yè) 塔式起重機(jī) 安全監(jiān)控系統(tǒng)

1 塔式起重機(jī)安全監(jiān)控的必要性

塔式起重機(jī)在建筑行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，但也存在著極大的安全隱患，必須采取一定的措施進(jìn)行預(yù)防和處理。據(jù)不完全資料顯示，在施工過程中存在眾多由塔式起重機(jī)引起的安全事故中，其主要原因是部分施工單位在實(shí)際施工過程中未嚴(yán)格遵守塔式起重機(jī)的安全管理規(guī)定、疏忽對塔式起重機(jī)安全管理的工作、存在一些不良習(xí)慣等，如不按照塔式起重機(jī)相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理操作，不能定時定期對塔式起重機(jī)進(jìn)行安全檢查和維修，有時甚至為偷工減料、趕時趕工，一些施工單位的相關(guān)人員在施工過程中任意增加塔式起重機(jī)的起重數(shù)量，嚴(yán)重超出塔式起重機(jī)正常的起重重量，這些不科學(xué)的操作都為安全生產(chǎn)埋下了隱患。對于塔式起重機(jī)進(jìn)行安全管理和監(jiān)督意義重大，不僅可有效地避免各種不良的操作習(xí)慣和行為，且能督促相關(guān)人員規(guī)范自己的行為和操作，起到規(guī)避和降低風(fēng)險的作用。對塔式起重機(jī)實(shí)施安全監(jiān)督和管理，可有效地保證塔式起重機(jī)本身無質(zhì)量安全問題，減少因塔式起重機(jī)本身質(zhì)量問題而導(dǎo)致的安全事故。即使發(fā)生意外的安全事件，也能在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題并且采取相關(guān)的措施給予及時地處理，將風(fēng)險和損害降到最低。從更嚴(yán)格的意義上講，塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)有助于實(shí)現(xiàn)塔式起重機(jī)操作的專業(yè)化、規(guī)范化、科學(xué)化的水平，降低風(fēng)險，提高施工效率，創(chuàng)造更多利潤。

2 塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

在我國塔式起重機(jī)的安全監(jiān)控應(yīng)用的早期，缺乏專業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)和技術(shù)支持，施工人員主要依靠平時在施工過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際觀察實(shí)現(xiàn)對塔式起重機(jī)安全性能的監(jiān)控。目前的施工過程中，開始逐步利用一些先進(jìn)的技術(shù)手段和相關(guān)硬件設(shè)施對塔式起重機(jī)的安全性能進(jìn)行科學(xué)智能地控制和監(jiān)督，常用的塔式起重機(jī)中大都安裝了起重量限制器、力矩限制器等設(shè)備，用來控制塔式起重機(jī)起重數(shù)量和高度，一旦塔式起重機(jī)承受的數(shù)量和高度超過塔式起重機(jī)的規(guī)定范圍，這些設(shè)備將會發(fā)揮它們的作用，自動切斷電源，停止塔式起重機(jī)的運(yùn)行。雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了塔式起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，但仍存在一定的缺陷，雖可在短時間內(nèi)切斷電源實(shí)現(xiàn)對塔式起重機(jī)的控制，但這種瞬時斷電易對塔式起重機(jī)形成極大地沖擊，對塔式起重機(jī)本身的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度造成一定的損害。目前，我國國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)和高校加大了在塔式起重機(jī)的安全監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究力度，運(yùn)用數(shù)字傳感技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機(jī)輔助決策技術(shù)取得了顯著成果和重大突破，克服和完善了塔式起重機(jī)安全監(jiān)控過程中存在的問題和不足，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了更為深入的探討和技術(shù)投入，極大地提高了塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性、適應(yīng)性、科學(xué)性和穩(wěn)定性，這些技術(shù)和理論在塔式起重機(jī)安全監(jiān)控方面得到了廣泛應(yīng)用。

3 安全監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案

3.1 安全監(jiān)控要求

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》（GB/ T28264-2012），系統(tǒng)由信息采集單元、信息處理單元、控制輸出單元、信息存儲單元、信息顯示單元和信息導(dǎo)出接口單元組成，具有遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控功能。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計方案

安全監(jiān)控系統(tǒng)在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上參考國外先進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行設(shè)計，主要分為3個部分：前置信號采集、機(jī)載控制器和起重機(jī)械動態(tài)穩(wěn)定性分析。

3.2.1 前置信號采集

前置信號采集模塊主要由傳感器、微控制器和RS485通信模塊組成。用于采集傳感器信號，并且增強(qiáng)傳感器信號的抗干擾性和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪芰ΓＷC傳感器信號在傳輸過程中不失真，提高整個系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度。

3.2.2 機(jī)載控制器

機(jī)載控制器模塊由微控制器、顯示模塊、存儲模塊和無線通信模塊等組成。安放在起重機(jī)械駕駛室內(nèi)，接受來自采集模塊的信號，并對其進(jìn)行處理、存儲、分析，達(dá)到監(jiān)控的目的。通過顯示屏顯示結(jié)果，利用無線模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。

3.2.3 動態(tài)穩(wěn)定性分析

依據(jù)監(jiān)測參數(shù)和起重機(jī)械自身設(shè)計參數(shù)，采用穩(wěn)定性評估模型獲得起重機(jī)械的實(shí)時動態(tài)穩(wěn)定性系數(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械平衡性分析的功能。

3.3 功能組成

3.3.1 塔吊安全監(jiān)控

系統(tǒng)以塔吊設(shè)備為中心，通過對設(shè)備的登記、應(yīng)用告知、運(yùn)行記載和統(tǒng)計，實(shí)現(xiàn)對塔吊整個生命過程的實(shí)時記錄和運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)控，保障塔吊的安全運(yùn)行，確保塔吊的安全施工。

3.3.2 施工升降機(jī)安全監(jiān)控

升降機(jī)智能控制器由帶動態(tài)顯示的主機(jī)（內(nèi)置制動控制、門鎖狀態(tài)檢測裝置、UPS電源）、高度傳感器、重量傳感器、人數(shù)識別傳感器、IC讀卡器（指紋傳感器或眼睛虹膜傳感器）、傾角傳感器、軌道障礙物傳感器、籠內(nèi)視頻監(jiān)控、近距無線通信模塊和遠(yuǎn)距無線通信模塊等組成。

4 結(jié)語

通過上述分析，對塔式起重機(jī)有了一定的認(rèn)識，同時也進(jìn)一步明確了塔式起重機(jī)在建筑行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用以及發(fā)揮出的關(guān)鍵性的作用。同時，塔式起重機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中的安全隱患也不容忽視。在充分發(fā)揮塔式起重機(jī)在建筑領(lǐng)域中的優(yōu)勢的同時，更要注重對塔式起重機(jī)安全隱患的預(yù)防和及時處理，必須清楚地認(rèn)識到塔式起重機(jī)的安全監(jiān)控裝置能起到對塔式起重機(jī)安全隱患的有效監(jiān)控，有助于降低塔式起重機(jī)事故發(fā)生的可能性，保證施工過程順利進(jìn)行。

[1]李守林，羅文龍，王濤，等.塔式起重機(jī)作業(yè)安全監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)的研究[J].建筑機(jī)械，2009，（4）：63-65.

[2]簡小剛，張艷偉，馮躍.工程機(jī)械故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國工程機(jī)械學(xué)報，2005，3（4）:445-449.

Research on Safety Monitoring System for Tower Crane

LUO Ganmin
(China Railway Four Bureau Fifth Company, Jiujiang 332100)

In this paper, the present situation and the necessity of safety monitoring of tower crane are discussed and the overall design scheme of safety monitoring system is proposed.

construction industry, tower crane, safety monitoring system