在塔吊安全管理中智能监控系统的应用

在塔吊安全管理中智能监控系统的应用

尹作军

中国葛洲坝集团第一工程有限公司  湖北宜昌  443000

摘要：近年来，塔式起重机的安全事故时有发生。运用智能信息技术加强塔式起重机安全生产全过程的有效监控势在必行。针对塔机在塔基安装拆卸、设计、施工过程中出现的超载、倾覆等问题，利用“黑匣子”在线监测平台对塔机进行监测，将产生积极的社会效益和经济效益。

关键词：塔吊黑匣子全过程安全监督

1.塔吊安全事故原因分析

为了监控塔机安全生产全过程，避免发生安全事故，必须调查分析塔机安全事故原因。通过对近几年塔式起重机施工安全事故统计分析，总结出以下原因：

一是非法安装。塔架的金属结构重量较大，拆装属于高空作业，具有很高的危险性和技术性。拆卸事故是塔机事故的主要原因。

二是塔式起重机的使用限制。举例来说，某地区塔式起重机倒塌事故，造成3人死亡，2人重伤，造成134万元的直接经济损失。事故直接原因是塔机安全保护装置、起重扭矩限制器、起重电机热开关人为短路故障，致使塔机司机盲目操作，无法掌握起重荷载大小，多次超负荷运行。受拉应力作用后，塔身主要构件出现了初始裂纹。随着提升次数的增加，裂缝会逐渐扩大，最终导致塔身突然断裂。

三是塔式起重机基础设计和施工具有科学性。塔机基础按JGJ/T187-2009《塔机混凝土基础工程技术规范》进行设计计算，并制定了相应的安全施工方案。

四是塔吊管理的不足。塔式起重机是一种特殊的建筑施工设备，其安装、拆卸、使用都存在一定的危险性。对专业技术的要求很高。施工队伍必须具备相应的资质、专业技术能力、丰富的施工经验，符合《建设工程安全生产管理规定》的要求。然而，由于运气心理的作用，违法违规行为屡禁不止。

2.塔吊全过程安全监督管理体系概述

通过对塔机安全事故原因的分析，认为要有效控制和消除塔机安全事故，必须加强超载、规范安装与拆卸、搞好塔架基础、防止碰撞、加强塔吊安全管理。

塔机全过程安全监督管理体系是指在塔机安装、拆除过程中，对塔机进行安全记录管理、塔机设计施工、塔机运行全过程监督管理。例如，为了保障塔吊的正常操作功能和装置的准确度，每半个月需要对进行塔吊基础沉降，当塔吊在它的自由高度时，测定其垂直度。为解决塔式起重机在安装、拆除过程中的倾覆问题，采用植入式硬件设备、专业设计软件、在线监测平台等技术手段，对塔式起重机全寿命周期进行实时监测，达到安全生产基本目标。例如，在塔吊沉降中，垂直度偏差超过规定范围，必须进行偏差校正，在最下部和塔吊基脚螺栓处加垫钢筋校正。在校准过程中，塔身由高吨位千斤顶顶起，在顶起塔身之前，用一根大电缆将塔身拉紧，只有在确保安全的前提下，塔身才能升起。塔机安全过程监控管理系统由四大子系统组成：塔机“黑匣子”仪表、塔机设计软件、数据传输系统、塔机在线监控管理平台。

图1塔式起重机全过程安全监控系统示意图

一是介绍了塔式起重机的基本设计。塔机基础设计系统主要用于施工单位进行塔机基础设计计算，智能制定塔机专项施工方案和专项拆除方案，由塔机在线监测平台直接对塔式起重机的施工操作进行审核备案。

二是塔机“黑匣子”系统塔机“黑匣子”系统主要采用微电子技术采集、记录和存储塔机主要安全设备（见图2）。信息探测与实时通讯技术。该系统由塔机负载监测、塔机防倾覆装置、塔机防撞仪表组成。

图2现场实景图

三是对塔吊进行在线监测和管理。塔机在线监控管理平台是针对施工企业塔机各级安全监管部门、施工单位和塔式起重机控制人员而设计的。（见图3）

图3塔吊在线监测与管理平台

该系统具有监督权限分级控制功能，对各级安全监理、施工单位和塔机控制人员分配不同的权限。为便于各级单位及时监测塔机运行状况，方便各级领导监督塔机安全运行。

四是数据传输系统主要解决了塔机黑匣子系统向塔机在线监控管理平台实时数据传输的问题。目前GPRS传输方式主要是为了降低数据传输成本和提高塔式起重机智能监控系统的实用性。即通过GPRS传输塔机的“黑匣子”数据，由现场任意一台计算机作为服务器，通过网络传输至塔机在线监测平台进行实时数据传输。

3.可实现的系统应用管理目标

一是要健全监督考核体系。该塔式起重机智能监控系统能实时记录各种数据，为塔机安全监测与评价提供定量指标和参考。为建立安全、文明施工现场、考核特种作业人员提供重要依据。二是加强塔机资质管理。以传统塔机资质管理为基础，开发了IC卡管理系统和IC卡启动系统。第三，对塔机的运行状况进行实时监控。通过该塔式起重机智能监控系统，塔机司机可通过驾驶室显示屏实时获取操作、定位等信息，从而保证塔机运行安全，不仅能够提高司机自身对塔式起重机系统的操作能力，还要依靠多方的配合与监督，提高塔式起重机操作和运行的安全性。四是提高监管效率；该塔式起重机智能监控系统实现了塔机实时在线监测、自动记录数据、智能报警等功能，有效改变塔机日常运行、攀爬状态，通过塔式起重机操作和运行状态的实时监控提高建筑施工企业的施工效率。第五，对危险作业进行智能监控与回收。系统监控塔机基础、极限荷载、风速环境变化、螺栓松动、多塔防碰等全过程，通过显示屏声光报警、语音报警、短信远程报警等多种科技手段实现全过程控制。有效降低塔式起重机的监管风险。塔式起重机运行安全监管风险的根源在于风险源的不可控性，而风险发生的原因在于塔吊安全事故责任主体的不可知性。

4.结束语

数字技术和信息技术的飞速发展和广泛应用将促进建筑业的发展。利用塔式起重机“黑匣子”进行全过程安全监控的技术条件已经成熟，并得到广泛应用。

参考文献

[1]陆峰.三违智能抓拍监控系统在安全管理中的应用[J].电子世界,2021(23):194-195.

[2][2]叶景熙.浅析智能视频监控系统在印刷企业安全管理中的应用[J].中国新通信,2021,23(08):122-123.