混凝土拌合站智能安全防护体系设计与实现

□□ 周晗赟，任科亮，张志威 (浙江交工金筑交通建设有限公司，浙江 杭州 310051)

引言

随着计算机技术、网络技术和施工装备技术的不断发展，由程序集中控制的拌合站越来越受欢迎，这就使得公路桥梁混凝土拌合站可采用信息技术实现现代化的安全生产和管理模式，从而提高企业安全防护效果和生产效率。混凝土拌合站由于各种运输车辆较多，加上施工环境复杂，时常发生车辆撞人(车)事故，为防止运输车安全事故的发生，除应加强对司机以及入场人员安全教育外，还应加强智能安全防护体系设计与应用，以有效解决混凝土拌合站的安全防护问题。

1 工程概况

临金高速公路临安至建德段工程第TJ04标段起讫桩号K49+600～K61+700，主线路线长度为12.1 km，分水互通连接线长度为2.5 km，瑶琳互通连接线长度为1.4 km。主要结构包括大桥(856.15 m)4座、中小桥(186.4 m)2座；分水互通主线桥(899.046 m)1座，匝道桥(459.6 m)4座，连接线桥梁(726.2 m)4座；瑶琳互通主线桥(64 m)1座，匝道桥(128 m)2座，连接线桥(128 m)2座；主线隧道(4 092 m)4.5座，连接线隧道(370 m)1座。施工路段位于桐庐县分水镇和瑶琳镇。

2 系统设计原理

混凝土拌合站智能安全防护体系是通过骨料存储仓安全预警模块实现骨料存储仓上人员情况的无线预警，将骨料存储仓内是否有人的信息通过无线设备传输到铲车驾驶室内，实现了短程安全信息传递，车辆事故预防装置如图1所示；场内铲车交叉作业防碰撞安全预警模块通过雷达预警、AI场内人员识别、红外感知等技术实现了铲车人员防碰撞预警和场地人员动态信息预警，铲车上料事故预防装置如图2所示，车载控制一体机如图3所示；搅拌机罩盖开启断电安全预警模块通过人脸识别和电磁锁技术实现了操作人员脸部识别后，电源自动关闭，电磁锁开启，方可打开搅拌机罩盖，则操作台自动断电，然后进行清理作业或者维修，保障了清理拌缸人员的安全，操作台脸部识别通(断)电控制模块如图4所示。采用操控室人脸识别通电模块、骨料存储仓安全预警模块、场内铲车交叉作业防碰撞安全预警模块、搅拌机罩盖开启断电安全预警模块等形成混凝土拌合站智能安全防护体系。

图1 各种车撞人(车)事故预防措施

图3 车载控制一体机

图4 操作台人脸识别通(断)电控制模块

3 工作流程与控制要点

3.1 工作流程

混凝土拌合站智能安全防护体系工作过程如图5所示。

图5 施工工艺流程图

3.2 控制要点

3.2.1操控室人脸识别通电

在拌合站操作室内安装1套人脸识别系统，与拌合站主机相连。所有拌合站操作人员脸部录入识别系统，拌合站通电启动需经操作人员脸部识别成功后才能启动。操控室人脸识别通电如图6所示。

图6 操控室人脸识别通电

3.2.2骨料存储仓安全预警

拌合站骨料仓安装上人感应器，铲车上安装骨料仓信息展示器。骨料仓需人工清理时，工人上仓操作前按一下上人感应器，铲车上骨料仓信息展示器显示该料仓有人清理，提醒司机注意，防止有人清理料仓时发生安全事故。料仓感应器如图7所示，骨料仓信息展示器如图8所示。

图7 料仓感应器

图8 料仓信息展示器

3.2.3场内铲车交叉作业防碰撞

在每辆铲车上安装有3个雷达装置，每个雷达覆盖120°，在上料仓附近安装1个AI摄像头和智能音响。AI摄像头识别场地内人员移动信息，并通过智能音响播放声音提醒人员和铲车；铲车雷达装置感应到附近有人进入，发出警报提醒司机注意安全。AI摄像头如图9所示。

图9 AI摄像头

3.2.4搅拌机罩盖开启断电

在搅拌机主机上安装1套人脸识别系统，主机罩盖处安装1个电磁锁。开启拌合机罩盖需要通过人脸识别系统确认，确认后电磁锁解锁才能打开拌合机罩盖，在罩盖打开期间，拌合站主机处于断电状态，防止人员清理拌缸时主机突然启动，直至清理完成，通过人脸识别系统确认罩盖关闭后恢复通电。搅拌机罩盖开启断电系统如图10所示。

图10 搅拌机罩盖开启断电系统

4 结语

结合临金高速公路临安至建德段工程第TJ04标段工程情况，提出的混凝土拌合站智能安全防护体系有效解决了拌合站发生车辆撞人(车)事故的问题。在工作过程中，由操控室人脸识别通电模块实现安全管控环节前置化，形成了流程管理与安全管控相融合；料仓安全预警模块实现了短程安全信息传递功能，实现了铲车人员防碰撞预警和场地人员动态信息预警；通过人脸识别和电磁锁技术将操作人员脸部识别和电源启闭相关联，保障了清理拌缸人员的安全。