浅谈F3智能安全管理系统在叉车上的应用

摘要：本文主要针对目前市场上新推出的一套应用在叉车上的管理系统：F3智能安全管理系统，介绍该系统的整体构架及组成（硬件+附件），以及该系统能实现的5大功能：驾驶员身份识别;安全驾驶和离位停机功能;违规操作提示及报警;车辆故障提示及报警;GPS定位监控及远程管理。探讨该系统在叉车上的应用能否解决叉车在使用环节、日常维护保养环节及监管环节中存在的诸多问题。

Abstract： This paper mainly aims at a new set of management system which is applied to forklift truck in the market at present： F3 intelligent security management system， introduce the whole structure and composition of the system （hardware accessories）， and the five main functions that the system can achieve： driver identification; safe driving and off-site shutdown function; illegal operation warning and alarm; vehicle fault warning and alarm; GPS location monitoring and remote management. This paper discusses whether the application of the system in forklift truck can solve many problems in the use， daily maintenance and supervision of forklift truck.

关键词：叉车;F3智能安全管理系统;功能及应用

Key words： forklift truck;F3 intelligent safety management system;function and application

中图分类号：U294.27+2                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）09-0196-03

0  引言

叉車是特种设备目录中场（厂）内专用机动车辆种类中的机动工业车辆，除部队、道路交通、农用车辆外，由动力装置驱动或牵引仅在企业作业场所、工厂厂区、旅游景区、游乐场所、机场、港口或码头等特定区域使用的车辆[1]。叉车是通过门架和货叉将载荷起升到一定高度进行堆垛作业的自行式车辆，叉车种类包括：平衡重式叉车、前移式叉车、侧面式叉车、插腿式叉车、托盘堆垛车和三向堆垛车[2]。叉车的广泛使用极大提高了货物搬运的效率，给企业生产及作业带来极大的便利。但由于使用管理缺失、安全监管不完善等因素，导致叉车事故数量也在增长。笔者从事多年的叉车检验及事故调查、原因分析、鉴定工作，对叉车在使用环节、日常维护保养环节及监管环节中发现了诸多亟需解决的问题。这些问题的积累也造成了多年来叉车事故频发：碰撞、挤压、倾覆、坠落、溜车等[3]。

1  叉车在日常维护保养和使用环节中存在的问题

①车辆保养不到位，各零部件保养周期无法提前预警及统计，造成车辆普遍“带病”作业;

②驾驶员违规操作，不按照操作规程和车辆使用说明书规定来操控车辆，存在安全隐患;

③各种操作行为及车况无法进行统计分析，让管理者无据可查;

④驾驶员安全意识及经验不足，无法准确规避作业过程中存在的风险;

⑤车辆无法被定位，对车辆的管理造成难度;

⑥车辆发生事故后没有留存相关监控数据，无法溯源事故原因;

⑦驾驶员随意更换，存在未持证人员随意操控车辆作业现象;

⑧驾驶员操控叉车作业之前未系安全带，给人身安全留下隐患;

⑨作业完成后，驾驶员离开叉车之前未熄火，缩短叉车发动机或电动机的使用寿命;

⑩驾驶员为了生产需要，私自把货叉焊接或打洞，造成货叉受力部位变化或达不到出厂要求;

{11}驾驶员粗暴驾驶作业，货叉架存在碰撞变形、脱焊等缺陷;

{12}门架导向轮轴承卡阻，造成提升油缸升降作业时阻力大、异响;

{13}使用环境恶劣，车架、护顶架等金属结构表面油漆层脱落、锈蚀;

{14}座椅坐垫破损、安全带断裂或未设置;

{15}提升油缸、倾斜油缸密封圈老化、破损，作业时存在渗漏油、货叉架下降速度超标现象;

{16}部分叉车重新涂漆，造成发动机、底盘易见部位的编号被掩盖;

{17}后视镜破损，气压、机油压力、水温、燃油量、电压等仪表显示功能失效;

{18}发动机平时未检查及维护，造成动力性能不佳，运转震动明显，且有异响;

{19}离合器分离不彻底、接合不平稳，工作时存在异响、抖动和打滑等现象;

{20}叉车变速器运行有异常声响，变速箱有自动跳档、串档等现象;

{21}液力传动叉车未配备在传动系统处于接合状态时，能防止发动机启动的装置，造成挂挡启动的现象;

{22}叉车轮胎随意更换，造成同一轴上的轮胎规格和花纹不相同;

{23}由于磨损及割伤，造成叉车充气轮胎胎面中心花纹深度小于 3.2mm，轮胎胎面和胎壁有长度超过 25mm、深度足以暴露出轮胎帘布层的破裂和割伤;

{24}部分叉车轮辋未配备完整，螺栓、螺母缺失、未

紧固;

{25}部分叉车减震器未配备齐全，减震器有明显的渗漏油现象，车辆运行中可能产生撞击的部位未设置无火花缓冲垫;

{26}叉车转向系统转动不灵活、操纵不方便、有卡滞，在任意转向操作时与其他部件有干涉;

{27}转向装置中的转向节及臂，转向横、直拉杆及球销有裂纹、损伤。横、直拉杆拼焊，并且球销松旷;

{28}叉车液压管路布置与其他运动机件相互干涉;

{29}叉车液压系统不符合车型对表面温度的要求;

{30}行车制动液变质或未按照使用说明更换，造成行车制动效能不佳;

{31}驻车制动手柄制动力未调整适应，造成驻车制动效能不佳;

{32}叉车的启动开关装置及熄火装置损坏，无法正常启动及熄火;

{33}蓄电池叉车的控制系统未具有欠电压、过电流、过热和过电压保护功能;

{34}叉车操作杆控制功能不符合规范要求;

{35}操纵手柄（杆）变形，不轻便灵活，工作不可靠;

{36}叉车防止货叉意外侧向滑移和脱落的装置缺失;

{37}叉车的货叉两叉尖高度差超过水平段长度的3%;

{38}叉车不具有良好的直线行驶性能，以最大速度直线行驶时，存在明显的蛇行现象;

{39}采用动力转向的叉车，转向时作用在方向盘上的手操作力大于20N，左右转向作用力相差大于5N。

2  叉车在监管环节中存在的问题

①企业在车辆驾驶员的培训教育和持证上岗管理方面存在漏洞，尤其是小型私企常存在未持证上岗现象。操作人员安全意识淡薄，人员技能水平低、工作状态散漫。为了提高生产效率，违章操作。企业相关作业人员经常驾驶超负荷车辆，造成事故频发。或者驾驶人员为图方便和舒适，不佩戴安全带驾驶导致事故发生。

②车辆安全管理不到位，车辆管理主要包含使用前和使用过程中的检查、日常维护保养等方面。设备的使用管理是设备管理的最基础环节。TSG 08-2017《特种设备使用管理规则》2.6.2 条要求：使用单位应根据设备运行特点制作操作规程[4]。然而，在实际叉车作业过程中，操作人员不注意使用过程中的安全检查，违规操作。企业往往忽视设备使用过程中的安全管理，使驾驶人员和相关人员在作业过程中被置于危险环境。检查是对设备运行状态和性能的安全確认，及时发现安全隐患和正确处理，是设备安全管理的关键。TSG 08-2017《特种设备使用管理规则》2.4、2.6、2.7 条规定：使用单位和相关管理人员要定期检查设备、及时排查安全隐患[4]。检查主要分为使用单位的自行检查和相关职能部门的监督检查。首先，设备的安全使用主要依靠企业自行检查进行隐患排查，但就目前来说，大多数企业未配置专业的检验工具，仅依靠工作人员的目视检测、简单测量以及经验储备来排查隐患。其次，部分生产企业为减少经营成本采用租赁、转包分工、厂区调用等方式进行生产，造成设备流动性较大。一旦叉车在未告知监管部门的情况下发生工作区域变动，将导致检验机构无法对其进行正常年度检验，监管部门亦无法有效进行监管。设备的日常维护保养对防止设备劣化有重要作用，是设备安全管理的重要环节。TSG N0001—2017《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》第3.2条[2]，对使用单位开展日常保养工作有具体要求。但在实际工作中，大部分企业未配备专业维修人员，主要还是依靠驾驶人员和生产维修工进行车辆维修工作。此外，部分使用单位注重生产而忽视维修，对车辆存在液压系统渗漏油、货叉门架轨道磨损等设备缺陷，尤其是功能控制系统和驻车制动系统缺陷等的整改不到位，将导致车辆处于带病作业状态。

③道路环境缺乏有效监管，TSG N0001—2017《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》第1.3条要求：使用单位在车辆行驶路线上存在特殊路况（陡坡、长坡、急转弯等）时，应当设置保护措施、警示标识等[2]。第3.1.2条要求使用单位根据工作区域路况，规范作业环境[2]。然而实际上，在工厂厂区叉车检验时，经常遇到行驶路线上货物堆垛过高存在视野盲区、交叉作业等情况，并且由于场（厂）内作业环境复杂多变，检验机构只能对现场检验情况时的警示标识设置进行检验。因此，道路环境管理只能依靠使用单位。然而，现场检验情况表明道路环境多未设有效警示标识，工作人员通道行走路线与叉车作业区域路线混杂重合，大大增加了叉车作业时误伤其他工作人员的概率，道路环境缺乏有效监管。

3  F3智能安全管理系统介绍

F3智能安全管理系统是最近两年新出的一套应用在叉车上的管理系统，该系统的整体构架是：叉车+F3智能系统+互联网+后台服务器+大数据应用。如图1。

硬件组成包括：主控制器、读卡器显示屏。附件包括：智能IC卡、警示灯、离位停机传感器、载重传感器、速度传感器、油水分离传感器、机油压力传感器、空滤堵塞传感器、水温传感器、主线束、低液位传感器、继电器盒、语音喇叭、天线。如图2。

一般主控制器安装在叉车仪表架里或者隐蔽的部位，读卡器显示屏安装在驾驶员操纵杆旁边方便目视区域，速度传感器安装在驱动桥差速器外壳上，感应差速器齿圈的齿数。空滤堵塞传感器安装在空滤外壳上，载重传感器安装在起升液压管路上（专门做了三通接头），低液位传感器安装在电池检查/加液的盖上。

F3智能安全管理系统是一种智能化管理终端，能够实时了解叉车运行的多项信息，并将数据上传到云端服务器，通过对数据的统计和发掘，能让驾驶员、管理者等相关责任人可以在一个共同的平台上对叉车进行有效的了解和管理。

4  F3智能安全管理系统实现的功能

4.1 驾驶员身份识别

驾驶员只有通过刷智能IC卡才能启动车辆，同时系统就记录此次驾驶员的所有操作信息，直至该驾驶员正常停机，解决很多企业叉车乱停、乱用、乱丢弃的问题。并且系统可通过设置白名单的形式做到一卡一车，专车专用，也可以设置一卡多车、一车多卡，对驾驶员的每次用车都有记录，对使用过程出现的问题可进行追溯。

4.2 安全驾驶和离位停机功能

系统可设置：驾驶员坐上座椅后，启动车辆时，显示屏显示：请系好安全带，同时语音喇叭会提示：请系好安全带。通过离位停机传感器可实现驾驶员在使用车辆过程中，异常离开座位时，系统会提示并发出停机指令，并在超过设定时间时会自动停机，从而减少无效待机时间、机械磨损，节约了企业的运行、维修成本。

4.3 违规操作提示及报警

通过速度传感器可实现超速违规报警及控制，系统可根据企业的实际要求设定相应的安全时速。车辆在行驶超过此设定速度时显示屏和语音喇叭会同时提示：你已超速，并可设定在超速一定时间后，自动切换到空档位置，让驾驶无再超速行驶，待速度降到设定值以下时又切换到原来的档位上正常行驶。通过载重传感器可实现超载违规报警，F3智能终端在液压油路上增加了一个经过设定标定的压力变送器，驾驶员可以通过显示屏，看到车辆每次操作的相对重量，并在超过设定最大载荷时，有语音提示报警和屏幕显示你已超载。

4.4 车辆故障提示及报警

F3系统通过增加各种传感器（空滤堵塞传感器、水温传感器、机油压力传感器、油水分离传感器、低液位传感器）和叉车自带信息，采集各类数据，由系统综合分析判断，对车辆的潜在故障，做到提前预警提示，从而减少故障和事故的发生，由原来的故障维修改变为现在的预防维护，节约企业费用。所有故障报警、违规操作，都实时上传到后台服务器，由系统自动分类储存，便于企业管理人员对车辆及司机的管理和考核。把原来的故障维修变成现在的提前保养维护，减少故障发生、节约费用，以及在发生事故时的责任追溯。

4.5 GPS定位监控及远程管理

F3系统和网络链接，通过GPS能够对所有车辆进行精准定位。叉车管理人员通过电脑、手机终端远程编写、发送调度信息，安装在叉车上的F3智能终端，就会通过屏幕显示和语音播报通知驾驶员，大大提高工作效率。对于系统设定的原始数据，有权限的管理人员，可根据需要进行远程增加、修改和取消，从而减少了服务成本，同时可以对产权、费用有争议的车辆执行远程锁车命令。

5  F3智能安全管理系統在叉车上的应用

F3智能安全管理系统在叉车上的普遍应用能够实现驾驶员在叉车上接收指令，系统提示车辆何时需要保养、避免违规操作，并对各种操作行为进行统计分析，让管理者有据可查、有据可依，把维修变为维护，节约维修成本，延长叉车的使用寿命，让管理者及时准确掌握车辆的实时状况，从而解决目前在叉车的日常检查和使用过程中存在的诸多问题。此外由于该系统留存相关监控数据，并实时上传到后台服务器，所以在叉车发生事故或故障后能够实时溯源事故或故障数据，给管理者总结、分析事故或故障原因、明确相关责任追溯提供了有力的帮助。再配合构建完善的管理制度，做好日常检查以及驾驶人员的安全教育，就能有效地避免叉车事故的再现。

参考文献：

[1]GB/T 16178-2011，场（厂）内机动车辆安全检验技术要求[S].

[2]TSG N0001-2017，场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程[S].

[3]雷彦昌.叉车常见事故分析及预防[J].中国设备工程，2019，（09）：79-80.

[4]TSG 08-2017，特种设备使用管理规则[S].

作者简介：王国能（1976-），男，海南海口人，本科，机械工程师，从事起重机电梯叉车检验工作。