渠克 張玲 沈晨

我國(guó)塔式起重機(jī)2015年保有量已經(jīng)超過(guò)42萬(wàn)臺(tái)，每年還以2萬(wàn)到3萬(wàn)臺(tái)的速度在增長(zhǎng)；與此同時(shí)近年來(lái)塔式起重機(jī)事故頻頻發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大傷害，塔式起重機(jī)事故已得到社會(huì)普遍關(guān)注，政府職能部門(mén)高度重視。我國(guó)針對(duì)塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、維護(hù)都進(jìn)行了較為完善的規(guī)定，發(fā)布了一系列相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。2010年7月19日，《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》（國(guó)發(fā)[2010]23號(hào)）中明確提出：大型起重機(jī)械要安裝監(jiān)控管理系統(tǒng)。2012年12月，國(guó)家發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)GB/T28264-2012《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》。

一、 塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，充分使用現(xiàn)代測(cè)量、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控，是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

據(jù)公開(kāi)資料顯示，國(guó)內(nèi)早在2004年就開(kāi)始研究塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，2007年開(kāi)始，一些諸如“塔吊黑匣子”、“塔吊防碰撞”、“塔吊工作空間限制器”等安全監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)在市面上，這些系統(tǒng)可以歸結(jié)為第一代安全監(jiān)控系統(tǒng)。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)角度分析，第一代安全監(jiān)控系統(tǒng)其主要功能是為安全生產(chǎn)監(jiān)控的政府部門(mén)使用，例如黑匣子在塔吊事故后分析起到的作用。

2011年起，國(guó)內(nèi)有許多公司，如杭州品茗、山東富友、北京安邦等國(guó)內(nèi)廠商開(kāi)始推出基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，相對(duì)于早期第一代產(chǎn)品，這些產(chǎn)品功能已經(jīng)比較完善，其主要功能有：產(chǎn)品功能、防止超限超載、重力和力矩監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、塔身垂直度監(jiān)控、塔機(jī)間防碰撞功能、塔機(jī)作業(yè)區(qū)域限制與提醒、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警與提示、定位功能、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

雖然不同公司的不同型號(hào)產(chǎn)品在功能實(shí)現(xiàn)方式存在一定的區(qū)別，但從核心功能來(lái)說(shuō)，這些產(chǎn)品基本上都滿足了GB/T 28264-2012《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的要求，本質(zhì)上沒(méi)有明確的區(qū)別。

這些產(chǎn)品在市場(chǎng)獲得一定的應(yīng)用，但由于產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念仍然側(cè)重于政府安全生產(chǎn)監(jiān)控部門(mén)使用，所以在政府文件要求強(qiáng)制推廣塔式起重機(jī)安全監(jiān)控的地區(qū)，例如：內(nèi)蒙古、黑龍江、浙江省等，由于不安裝塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不允許開(kāi)工，所以塔機(jī)安全監(jiān)控產(chǎn)品已經(jīng)得到了廣泛推廣，取得了一定的效果，但是從實(shí)際使用效果來(lái)看，塔機(jī)安全監(jiān)控設(shè)備安裝的多，但真正有效使用的少，很多產(chǎn)品安裝時(shí)能夠正常使用，但由于對(duì)用戶直接幫助不大，缺少維護(hù)，使用一段時(shí)間就出現(xiàn)故障，無(wú)法起到真正的作用；另外，由于塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)并不是塔機(jī)的產(chǎn)權(quán)單位、租賃單位等，所以監(jiān)控系統(tǒng)的推廣并不能激起他們的積極性，安裝的塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)利用率低下，產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因有：

1.產(chǎn)品側(cè)重于塔機(jī)技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)控，缺乏對(duì)駕駛員的監(jiān)控和塔機(jī)安裝監(jiān)控；

2.缺乏駕駛員身份管理和駕駛行為管理；

3.產(chǎn)品缺乏塔機(jī)定期檢查提示和塔機(jī)全過(guò)程壽命管理；

4.產(chǎn)品缺乏對(duì)塔機(jī)基礎(chǔ)管理，對(duì)塔身傾斜沒(méi)有預(yù)警機(jī)制；

5.沒(méi)有全過(guò)程的服務(wù)理念，監(jiān)控功能通常僅供建筑安全監(jiān)控部門(mén)使用。

二、 全過(guò)程的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塔式起重機(jī)是一項(xiàng)復(fù)雜度很高的垂直運(yùn)輸機(jī)械，從生產(chǎn)到使用，涉及多方管理，包括制造廠商、機(jī)械檢測(cè)、甲方、監(jiān)理、塔吊產(chǎn)權(quán)單位、檢測(cè)單位；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，建設(shè)全過(guò)程管理的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。一套合適的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)全過(guò)程監(jiān)控，需要考慮到這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)的所有環(huán)節(jié)，如何把這些環(huán)節(jié)有機(jī)組合起來(lái)是研究的重點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)分析與調(diào)研，塔機(jī)的安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要服務(wù)于塔機(jī)產(chǎn)權(quán)單位、塔機(jī)使用單位，從源頭做起；要想讓使用單位積極使用，就必須解決塔機(jī)使用中的問(wèn)題；塔機(jī)產(chǎn)權(quán)單位和使用單位都希望塔機(jī)能夠安全生產(chǎn)，但是塔機(jī)歸根結(jié)底是由人操作的設(shè)備，除了正確對(duì)塔機(jī)操作外，我們還應(yīng)對(duì)以下部位進(jìn)行監(jiān)控：

1.鋼絲繩狀況、減速器油溫油位、起重機(jī)荷載、應(yīng)力和振動(dòng)情況、制動(dòng)器摩擦襯片的壽命和溫度狀況等；

2.起重量限制器、高度限位器、力矩限制器、回轉(zhuǎn)限位器、幅度限位器；

3.起重力矩、起重量、幅度、回轉(zhuǎn)角和允許高度控制；

4.塔機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、吊重以及小車(chē)變幅

5.塔機(jī)間的碰撞；

6.進(jìn)入限制區(qū)域警告（對(duì)于馬路、高壓線等危險(xiǎn)區(qū)域）；

上述這些要求，塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足外，還需要增加幾點(diǎn)新功能：

塔機(jī)芯片（IC卡）管理、塔司自動(dòng)識(shí)別、駕駛行為分析、安全預(yù)警、塔機(jī)基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)、吊鉤可視化系統(tǒng)。

三、全過(guò)程塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)組成

塔機(jī)安全監(jiān)控的功能要求是實(shí)現(xiàn)全過(guò)程塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，基于此研究設(shè)計(jì)的整套監(jiān)控系統(tǒng)，塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)安全監(jiān)控終端和多種傳感器、顯示器和控制部件等組成。

圖1 全過(guò)程塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

1.監(jiān)控中心設(shè)備與軟件

組成包括：服務(wù)器組、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、IC卡讀寫(xiě)卡器、電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用軟件；監(jiān)控中心使用成熟、可靠的硬件平臺(tái)，監(jiān)控中心設(shè)備必須接入Internet；主要研發(fā)工作集中于監(jiān)控系統(tǒng)，BS架構(gòu)，含JavaScript、SSH（Struts+Spring+Hibernate）集成開(kāi)發(fā)框架、Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)等。

軟件最主要、最重要的是數(shù)據(jù)集成，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)、芯片（IC卡）等包含的信息是分散的，要將其整合在一個(gè)平臺(tái)（如圖1），更進(jìn)一步的要求在智能終端，例如手機(jī)APP上可以便捷操作。數(shù)據(jù)的分享和查看的權(quán)限也要放開(kāi)，不止政府安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)可以使用，甲方、施工單位、監(jiān)理單位、租賃單位等也擁有同樣的機(jī)會(huì)。

2.塔機(jī)安全監(jiān)控終端與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備

如圖2所示，塔機(jī)安全監(jiān)控的終端可以按功能、按部位等方式排列。

按功能排列，可以分為各式傳感器、顯示器和傳輸線，以及相關(guān)配套開(kāi)發(fā)的軟件。

按部位排列，可以分為塔機(jī)基礎(chǔ)、塔司操作室、吊鉤等部位。

我們采用不用的方式解決塔機(jī)使用網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，RFID、藍(lán)牙基站和無(wú)線上網(wǎng)，考慮使用、周轉(zhuǎn)的成本和塔機(jī)數(shù)據(jù)大小，各公司及項(xiàng)目結(jié)合實(shí)際情況選擇使用。

圖2 塔機(jī)監(jiān)控終端現(xiàn)場(chǎng)裝置構(gòu)成圖

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從源頭出發(fā)，真正地服務(wù)于產(chǎn)權(quán)單位、使用單位，設(shè)計(jì)的理念與實(shí)現(xiàn)，需要在實(shí)踐上進(jìn)一步去驗(yàn)證和調(diào)整，塔機(jī)全過(guò)程安全監(jiān)控系統(tǒng)將是遏制塔吊事故發(fā)生的一道重要的安全防護(hù)。“互聯(lián)網(wǎng)+”塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用將更加有利于實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)塔式起重機(jī)的安全管理，防止施工起重機(jī)械重大安全事故的發(fā)生。