推廣塔機(jī)安全監(jiān)控信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

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摘要：塔機(jī)安全事故頻發(fā)，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)很大損失，為有效降低安全事故，創(chuàng)造平安的作業(yè)環(huán)境，大力推廣塔機(jī)安全監(jiān)控信息技術(shù)成為時(shí)代的必然要求，本文介紹了安全監(jiān)控信息技術(shù)的原理及應(yīng)用實(shí)例，提高人們對(duì)安全監(jiān)控信息技術(shù)的思想認(rèn)識(shí)，加快其應(yīng)用步伐。 

關(guān)鍵詞：塔機(jī) 安全監(jiān)控 技術(shù) 應(yīng)用  中圖分類號(hào)： x924 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：  一、 塔機(jī)安全監(jiān)控的必要性  隨著城市化進(jìn)程的加快，城市高層建筑如雨后春筍般拔地而起，塔機(jī)以其起升高度高，工作幅度大，能有效載重等特點(diǎn)，在工業(yè)與民用建筑施工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而、由于設(shè)計(jì)、制造、使用方面等存在不足，導(dǎo)致產(chǎn)生許多安全事故。全國(guó)各地塔機(jī)事故觸目驚心，據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年1~9月,全國(guó)共發(fā)生房屋建筑及市政工程生產(chǎn)安全事故(以下簡(jiǎn)稱“建筑生產(chǎn)安全事故”)412起、死亡513人。在已發(fā)生的412起建筑生產(chǎn)安全事故中,按塔吊、基坑、模板、腳手架等進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示塔機(jī)事故占建筑生產(chǎn)安全事故的777%,一次死亡3人以上的重大事故頻現(xiàn),給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失,必須給予足夠重視,采取有效措施加以防范。經(jīng)分析產(chǎn)生事故的原因，如下：  1、設(shè)計(jì)制造方面存在隱患  二十世紀(jì)八十年代末期，全國(guó)只有一百三十多家塔式起重機(jī)制造廠家，到二十一世紀(jì)初，已經(jīng)發(fā)展到數(shù)百家，據(jù)了解僅山東省就有一百多家塔機(jī)制造企業(yè)。由于制造企業(yè)過(guò)多，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，一些企業(yè)為擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，竭力降低產(chǎn)品成本，不按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，降低產(chǎn)品性能，偷工減料，甚至“修舊利廢”，造成產(chǎn)品先天不足，使用中各種故障和事故頻發(fā)。如某工地一臺(tái)用廢舊鋼材改造的塔機(jī)，在使用中起重臂支承處斷裂，造成起重臂和平衡臂墜落。  2、安裝隊(duì)伍魚(yú)目混珠，安拆事故比重大。  近年來(lái)隨著塔機(jī)需求劇增，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出許多大大小小的租賃公司，即有大型企業(yè)的塔機(jī)租賃公司，也有塔機(jī)生產(chǎn)企業(yè)參與出租，甚至有一些個(gè)體戶購(gòu)買大型企業(yè)淘汰的設(shè)備進(jìn)行出租。這些出租單位的安裝隊(duì)伍在人員配置、技術(shù)管理和所配備的安裝工具及設(shè)備相差很大，安裝人員素質(zhì)普遍較低，有的甚至未經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)的農(nóng)民工進(jìn)行安拆作業(yè)。未制定有針對(duì)性的安拆方案，未對(duì)安裝人員進(jìn)行安拆安全技術(shù)交底，就進(jìn)行安拆作業(yè)而發(fā)生事故現(xiàn)象頻頻發(fā)生。如某一工地向山東一廠家購(gòu)買一臺(tái)qtz40塔機(jī)，廠家在在當(dāng)?shù)仄刚?qǐng)一位安拆工，此安拆工又臨時(shí)雇了一些未經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)的無(wú)證人員進(jìn)行安拆，結(jié)果在降塔過(guò)程中因違章作業(yè)造成塔機(jī)倒塌的嚴(yán)重事故。  3、安裝后忽視安裝質(zhì)量驗(yàn)收，是事故發(fā)生的潛在原因。  目前市場(chǎng)上的租賃公司真是“五花八門”，除一些原來(lái)的大型國(guó)有企業(yè)的租賃公司有一套的管理制度外，市面上的一些小型租賃公司，僅靠幾個(gè)人進(jìn)行租賃，設(shè)備管理主要靠產(chǎn)權(quán)所有人自身的“家庭式”管理，這些人員多數(shù)文化素質(zhì)偏低，有的甚至對(duì)塔機(jī)起重力矩、最大起重量、塔機(jī)應(yīng)配的安全裝置知之甚少，因此，對(duì)塔機(jī)安裝后的調(diào)試沒(méi)有引起重視，不經(jīng)調(diào)試驗(yàn)收、不申請(qǐng)安裝質(zhì)量檢測(cè)就投入使用，事故也時(shí)有發(fā)生。如長(zhǎng)樂(lè)市某一工地一臺(tái)qtz315塔機(jī)，安裝后起重量限制器未接線，力矩限制未按要求進(jìn)行調(diào)試就投入使用，并長(zhǎng)期超負(fù)荷作業(yè)，結(jié)果發(fā)生塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主肢桿因長(zhǎng)期超載而疲勞開(kāi)裂，最終造成塔身折斷的嚴(yán)重事故。  4、片面追求租賃效益，不重視使用過(guò)程中設(shè)備的檢查、維修，是事故發(fā)生的必然原因：  由于近階段涌現(xiàn)出許多塔機(jī)租賃公司，各公司都想在這塊“蛋糕”上分一些來(lái)吃，就不斷壓低月租金，為了降低成本，只能以降低維修成本，甚至購(gòu)買一些國(guó)營(yíng)企業(yè)淘汰下來(lái)的塔機(jī)參與租賃來(lái)保證租賃效益，因此在設(shè)備維修資金投入上十分苛刻，只要設(shè)備能運(yùn)轉(zhuǎn)就勉強(qiáng)使用，孰不知這是引發(fā)事故的必然原因，如莆田某一工地一臺(tái)qtz63塔機(jī)，起升機(jī)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)的減速箱與卷筒之間的十字塊聯(lián)軸器因長(zhǎng)期使用磨損嚴(yán)重，租賃單位為節(jié)省費(fèi)用，帶“病”使用，最終造成減速箱殼體爆裂，卷筒脫出支座的嚴(yán)重事故。  為有效防范塔機(jī)事故，對(duì)塔機(jī)進(jìn)行信息化動(dòng)態(tài)管理成為當(dāng)務(wù)之急，實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)的不安全狀態(tài)能及時(shí)處理。  二、塔吊信息化管理監(jiān)控技術(shù)：  從塔機(jī)現(xiàn)狀來(lái)看，安全保護(hù)裝置大多數(shù)仍停留在較低水平，其靈敏度低，可靠性和適應(yīng)性差，故障率高，且功能單一，尤其是缺乏自我檢測(cè)和顯示功能，與外國(guó)先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)。目前塔機(jī)正朝著大型化、自動(dòng)化、多功能化發(fā)展，引入實(shí)時(shí)狀態(tài)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，把微機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)用到安全裝置及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中去，對(duì)塔機(jī)作業(yè)時(shí)和各種參數(shù)實(shí)施準(zhǔn)確的測(cè)量和顯示，實(shí)現(xiàn)多功能安全保護(hù)，勢(shì)在必行。  塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)是一種以現(xiàn)代信號(hào)處理、數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)塔機(jī)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、警示、記錄、統(tǒng)計(jì)、監(jiān)管的信息化系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可加強(qiáng)對(duì)塔機(jī)的安全管理，減少事故發(fā)生，又可提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化資源配置，提升行業(yè)整體技術(shù)水平。一套完整的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括塔上監(jiān)控設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。其中，在出現(xiàn)安全隱患或者運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)時(shí)塔上監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)為塔機(jī)操作人員提供警示或者干預(yù)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)為現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員提供塔機(jī)監(jiān)控手段，并記錄塔機(jī)運(yùn)行情況以及對(duì)安全隱患、違章操作、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，幫助管理人員確保所有塔機(jī)安全運(yùn)行；遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)為政府職能部門或者公司管理部門對(duì)其所轄工程所有塔機(jī)運(yùn)行和安全情況提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄分析、查詢統(tǒng)計(jì)等功能，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止非安全行為，避免隱患事故的惡化。塔上監(jiān)控設(shè)備是系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元,也是系統(tǒng)的核心，由主機(jī)、各傳感器、顯示和微控制器（mcu）雙核處理模器、通信、繼電輸出等模塊組成。主機(jī)采用數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）式，微控制器負(fù)責(zé)整機(jī)的邏輯運(yùn)行控制，而數(shù)字信號(hào)處理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的快速處理和運(yùn)算。掛接在微控制器總線上的數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)將各路傳感器信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并送到微控制器。它可不間斷的采集塔機(jī)的角度、幅度、高度、起重量、行走位置、風(fēng)速等信息，并將這些信息相互共享，通過(guò)內(nèi)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的計(jì)算,即時(shí)評(píng)估當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)操作人員謹(jǐn)慎操作，直至通過(guò)繼續(xù)情況。如果存在風(fēng)險(xiǎn)則立即提示電輸出裝置對(duì)其操作進(jìn)行干預(yù)。此外還將運(yùn)行、報(bào)警、違章等操作等信息實(shí)時(shí)傳送到各級(jí)監(jiān)控平臺(tái)。另有故障自行診斷功能，如果塔機(jī)各限位存在故障，可及時(shí)診斷并提示有關(guān)人員。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)采用專用數(shù)字通信信道與各個(gè)塔機(jī)保持?jǐn)?shù)據(jù)鏈接，全天候運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，此方式不僅具有較高的可靠性，確保塔機(jī)受到實(shí)時(shí)監(jiān)控又具有較高的抗干擾和保密性，防止外界的干擾和破壞。管理員只需在辦公室就可以全面觀察通過(guò)詳細(xì)的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)管塔機(jī)，避免了以往因靠視覺(jué)直觀存在片面和主觀判斷失誤而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止危險(xiǎn)作業(yè)的情況發(fā)生。遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與所屬的所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行連接，并將現(xiàn)場(chǎng)的記錄和統(tǒng)計(jì)結(jié)果不斷同步到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，從而可以將任何所屬塔機(jī)的任何可能的危險(xiǎn)情況記錄并提示給區(qū)域管理員，消除了現(xiàn)場(chǎng)與管理部門之間的溝通障礙，杜絕了事故隱患的瞞報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象，并能變被動(dòng)為主動(dòng)，針對(duì)具體情況實(shí)時(shí)作出分析判斷，提高了工作效率。  三、 應(yīng)用實(shí)例  浙江品茗公司致力于塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究，已成功開(kāi)發(fā)出《品茗塔吊全過(guò)程安全監(jiān)督管理系統(tǒng)》，該系統(tǒng)是指從塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)開(kāi)始，到塔吊完全拆除為止的使用生命周期當(dāng)中，通過(guò)軟件、互聯(lián)網(wǎng)和硬件等技術(shù)手段進(jìn)行塔吊安全備案管理、塔基設(shè)計(jì)與施工方案編制、塔吊安拆專項(xiàng)方案編制、塔吊作業(yè)過(guò)程安全監(jiān)控管理和記錄的一整套安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了塔吊在作業(yè)過(guò)程中“人的不安全因素”和“物的不安全狀態(tài)”的全過(guò)程全方位監(jiān)控，達(dá)到遏制、杜絕塔吊安全事故的根本目標(biāo)。  其中，《品茗塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》是基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)融合處理、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信技術(shù)和智能體技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)作業(yè)自動(dòng)報(bào)警并控制、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)管、遠(yuǎn)程報(bào)警和遠(yuǎn)程告知，使得塔吊安全監(jiān)控成為開(kāi)放的多方主體參與的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。系統(tǒng)主要由塔吊黑匣子、塔吊防超載監(jiān)控系統(tǒng)、塔吊防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)、塔吊防傾覆監(jiān)控系統(tǒng)等硬件設(shè)備和塔吊遠(yuǎn)程在線監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)結(jié)合而成的綜合性管理系統(tǒng)。  該系統(tǒng)在工程投資規(guī)模2000萬(wàn)已上的工程得到強(qiáng)制推廣，目前在浙江的許多大工程中得到應(yīng)用，如衢州移動(dòng)公司大樓就應(yīng)用了該系統(tǒng)，有效避免不安全狀態(tài)，及時(shí)處理了施工工程的各種隱患，實(shí)施效果良好。該系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看