塔式起重机安全监控系统在综合监管中的应用

赵洪

（成都新泰高科技术有限公司）

1 引言

作为现代建筑工程行业的主要运输机械，塔吊具有高度高、吊重大、范围广、效率高等突出特点，在经济飞速发展的时代背景下，我国的塔吊行业经历了从无到有、从小到大的飞跃，但是，在安全监管方面仍然存在很大的问题，塔吊事故造成的损失是难以承受的，因此，安装安全监控系统是十分有必要的，能够减少对操作人员综合素质的依赖，提升安全管理效果，尽可能降低安全事故发生的概率。

2 塔式起重机安全监控系统设计

2.1 系统简介

CXT/160塔机智能安全保护系统将塔机报警及工作记录显示装置、视频监控系统、塔机群防互撞及区域保护系统、变频器参数读取、远程在线电脑监控管理系统融为一体，可实时在塔机上、手机APP上、在线电脑上显示塔机或塔机群的工作状况，同时具有记录、存储和查询功能，可混合使用于各种类型的水平臂式、动臂式塔机。

CXT/160型结合了时下流行的安卓技术和稳定的嵌入式系统，使系统数据处理能力大大加强，精度更高，稳定性更强，辅之以高精度的数字方位传感器、称重传感器、倾角传感器、高淸成像自动跟钩对焦摄像头等。采用30cm或40cm全触摸安卓屏操作，系统满配有四个1080P数字摄像头，三个定焦，一个可变焦摄像头。变焦摄像头有22倍～30倍可选，清晰视野距离可超300m。中英俄文显示，信息直观易读，安装使用简便，在塔机使用过程中为操作人员和监管人员提供了最全面的塔机工作状态信息和充分的安全保障。

2.2 系统组成

CXT/160塔机智能安全保护系统的硬件包括了显示屏、电源主机、幅度传感器、高度传感器、称重传感器、风速仪、信号接入模块、高清摄像头等，可以根据具体要求进行优化配置。

2.3 系统功能

CXT/160塔机智能安全保护系统的基本功能主要包括塔机报警及工作记录显示和视频监控，可在此基础上升级选配塔机群防互撞及区域保护系统、远程在线电脑监控管理功能。使用前，为了更好的发挥系统功能，需要明确塔机的厂家和型号，销轴传感器尺寸，变幅和高度限位器比例、负荷特性表。

在塔吊设置界面，可以对塔机编号、设备名称、大臂长度、塔机高度、短臂长度、坐标位置、最小幅度、最大仰角、最小仰角、臂根绞点距离等参数进行设置；在工地设置界面，根据工地图纸设置回转坐标，然后分别设置预警距离、报警距离等其他参数；通用参数和负荷特性需要根据塔机特性进行设置，均设有密码保护，设置好后不得更改；在参数标定界面，主要针对塔机实时参数进行设置，包括幅度、高度、重量、回转、行走，等等；在系统设置界面，可以实现恢复出厂设置功能，主要由测试人员出厂操作，根据实际情况对设备进行编号，这样便于管理，同时对回转采集传感器的类型进行选择，选配各类传感器是否安装，恢复出厂设置、本机编号、回转来源选择、是否开启相关传感器均设有密码保护，在语言选择模块，可以根据使用需求设置语言，在IP选择模块，可以对主界界面视频的成像位置进行调整；在视频设置界面，主要对于跟钩自动变焦摄像头的准确性进行调节，通过调整最小角度变化、高度偏移以及设置最大的变焦倍率参数可以使跟钩的准确性得到提升，还可根据需要是否需要开启自动跟钩的功能，用户可以通过USB接口自行选择视频时间段进行视频下载拷贝；在变频器信息采集界面，主要对塔机电控柜内控制起升机构、回转机构、变幅机构的变频器工作参数进行读取和显示，由于变频器型号不同，主要采集参数包括母线电压、电流、工作状态、工作频率、变频器温度以及故障代码，为方便远程管理，上述参数会上传至远程平台；在记录查询界面，主要包括实时记录、工作记录、风速记录、操作记录、工作报警记录，可根据实际的需要来分别下载记录，用于数据分析和研究应用[1]。

2.4 注意事项

在安装和使用CXT/160塔机智能安全保护系统时，如果遇到系统故障，要及时采取针对性的解决措施，保证其运行的安全性和稳定性。比如，如果开机后数据显示错误或无反应，那么应该检查显示屏和主机连接电缆，重新开机。确保先连接好电缆再开机；如果重量、幅度、高度、回转无显示并报警，那么应该针对相应的传感器故障，判断是否没有完全连接好或者没连，检查连接电缆，并进入参数标定界面，查看各个传感器参数；对于视频图像卡死的问题，如果摄像头没有连接好，需要重新检查连接，如果视频卡死，应该点击刷新按钮重新连接；如果区域保护没有塔机界面显示，那么应该检查塔机设置里有没有本台显示器相应编号；如果显示屏没有任何显示，那么需要检查电源，查看有没有供电或内部电源损坏；如果视频跟钩不准，那么要检查塔机高度参数、变焦角度参数、变焦偏移量是否合理设置。

3 塔式起重机安全监控系统在综合监管中的应用

3.1 远程化协同管理

塔吊属于特种设备，受国家相关部门监管，需要塔吊产权单位、使用单位、租赁单位、安拆单位、监测单位、监理单位等相关单位进行配合，构成一个相对完整的安全监控管理体系。相对于传统的监管模式，运用现代化的塔吊安全监控系统，可以通过网络完成远程办理注册备案、注销备案、安装告知、拆卸告知、顶升加节告知、使用登记等相关事宜，实现了远程化、无纸化协同管理的效果，从而减少了人力、物力、财力的浪费。建立塔式起重机电子档案，设置一机一号，严禁一机多号，防止出现一号挂在多个项目施工的情况，没有进行网络备案的设备不得进入现场施工，这样可以通过监控系统掌握塔吊的施工状态。

3.2 全过程实时监控

加强塔式起重机应用全过程安全管理，有利于提升安全施工水平，减少安全事故隐患。在正式进入施工现场前，分配唯一身份识别码，作为塔机办理相关业务的身份证明，建立塔吊电子档案，可以实现集中管理，明确所有塔吊的运行状态是否能够满足作业需求，将手续不全、未通过检测、未备案的塔吊作为重点监管对象，同时，对安拆人员、操作人员等相关人员进行统一管理，检验他们身份的合法性和有效性，保证参与塔吊作业的所有人员能够符合相关要求。在塔吊运行过程中，通过互联网技术和物联网传感技术，能够实现塔吊的运行过程安全监控，记录每次动作状态，包括高度、吊重、风速、幅度、小车运行轨迹、群塔作业状态、塔吊运行碰撞情况等数据信息，在原有机械限位的基础上，可以安装幅度传感、重量传感、限位传感作为辅助，这些传感设备可以强化保护原有塔机机械限位，通过自主设定，可以发出预警和报警，比如，在到达原有机械限位运行80%时，发出塔机预警，到达100%时，发出塔机报警，如果继续超限运行，则会详细记录违规操作信息。安全监控系统可以对塔机运行状态进行分析，在可能出现安全隐患的情况下，及时反馈给塔吊操作人员和相关管理人员，在此基础上，通过有效协商做出有利决策。安全监控系统可以实现塔机的定位管理，这样可以避免在没有按规定办理相关手续的情况下私自使用，尽可能减少无证运行的情况。

3.3 安全隐患分析

运用塔式起重机安全监控系统，可以更好的进行安全隐患分析，找到引发安全事故的主要因素，可以针对重点问题进行有效处理。通过分析发现，操作人员安全意识薄弱、塔吊型号选择不合适、超高层作业困难、运行环境复杂、夜间作业频繁、管理制度不到位都是造成安全隐患的重要原因，在实际施工过程中，由于许多操作人员受教育水平较低，对安全隐患的重视程度不够，很容易出现误操作的问题，而且部分机型发生超载报警的频率比较高，比如QTZ40，虽然市场租赁价格较低，但是最大起重量较小，在施工过程中很容易出现超限现象。现阶段，超高层建筑越来越多，很容易触发塔吊的高度限位报警，在作业面操作时，塔吊司机的视线会受到一定程度的影响。在部分地区、部分季节，大风天气比较多见，容易引发塔吊风速报警，在进行塔群作业时，由于存在交叉作业的情况，如果不能准确掌握塔机运行轨迹，很容易发生碰撞事故。夜间作业时能见度较低，因此发生碰撞的概率也比较高，尤其是在刚开始施工时，意识和管理不到位，经常会出现违章作业。有些施工现场安全管理制度不健全，不能充分发挥相关组织架构的安全管理作用，再加上安全交底工作不彻底，安全交底资料不详细，无法按照相关操作规范展开作业。

3.4 开展专项治理

针对塔式起重机安全隐患问题，必须根据运行记录及报警提示加强隐患分析，及时开展隐患排查和整治工作。合理控制工程建设规模，科学优化塔吊平面布局，针对不合理问题，开展专项治理工作，根据系统预警情况，要求塔吊使用单位及时与相关检测单位进行沟通交流，对可能存在安全隐患的塔机进行排查。加强教育培训工作，不断提升操作人员的理论水平和实践经验，尽可能减少因人为操作失误导致的安全事故，如果出现塔机事故，可以通过安全监控系统进行记录回放和数据分析，快速查找事故原因，并找到行之有效的防范对策，同时，根据数据分析结果，找到设备运行规律，对不同运行状态的塔吊划分管理级别，及时检测、维修、淘汰，实现科学有序的安全管理，避免形成管理漏洞和混乱，那样会增加安全管理成本，不利于常态化设备安全管理体系的构建。

4 塔式起重机安全监控系统在综合监管中应用的重要意义

塔式起重机安全监控系统在综合监管中的应用能够产生非常明显的综合效益，对行业乃至社会发展都会产生积极的推动作用。首先，能够产生显著的经济效益，安全监控系统的运用实现了全方位、全过程、立体化的塔机安全管理，能够有效节省人力、物力成本，同时，大大提升了安全监管质量和效率。其次，能够产生良好的社会效益，塔吊安全监控系统可以有效提升现场安全管理水平，减少安全事故的发生，让所有参与人员能够在更加安全、稳定的环境中开展作业，避免重大生命财产损失，这样可以有效消除塔吊安全事故造成的恶劣社会影响，让行业形象更加健康、行业发展更加可持续。最后，能够实现更好的环保效益，节能减排是建筑工程行业面临的重难点问题之一，运用安全监控系统，能够提供网络化、协同化的工作平台，在办理业务时，不需要打印各种资料到各单位签字盖章，不但可以节约业务办理时间，而且能够大幅度减少资源浪费和能源消耗，进一步推动了绿色施工理念的践行。

5 结语

综上所述，本文首先介绍了CXT/160塔机智能安全保护系统的基本情况，包括系统组成、系统特点、系统功能、注意事项等方面，然后从协同管理、全过程控制、隐患分析、专项治理的角度出发，研究了安全监控系统在综合监管中的应用，最后阐述了应用的重要性。