張 旭

(廈門特房建設(shè)工程集團(tuán)有限公司 福建廈門 361008)

0 引言

近些年來，塔式起重機(jī)事故頻發(fā)，究其主要原因在于塔式起重機(jī)安全檢查投入成本較高，導(dǎo)致日常安全檢查頻率低、效果差[1]。因此，利用無人機(jī)檢查技術(shù)替代人工對塔機(jī)進(jìn)行安全檢查，成為一種行之有效的手段。經(jīng)過一年多時間的實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，利用無人機(jī)檢查塔式超重機(jī)安全，既節(jié)約了大量人力成本，又能及時排查應(yīng)用項目現(xiàn)場塔機(jī)隱患，零事故發(fā)生，取得了良好的效果?；跓o人機(jī)檢查塔式起重機(jī)安全云優(yōu)勢，博得了建筑工程界的青睞，本文擬以廈門某工程為案例，闡述無人機(jī)檢查塔式起重機(jī)安全的技術(shù)應(yīng)用技術(shù)流和分析其經(jīng)濟(jì)效益。

1 案例工程應(yīng)用無人機(jī)巡檢背景

案例項目特房·嘉灣B1-2地塊工程，位于廈門市同安區(qū)，總建筑面積約18萬m2，項目由13棟高層建筑組成，共有8臺塔式起重機(jī)和13臺施工升降機(jī)，設(shè)備多、范圍廣的同時項目采用鋁合金模板和附著式升降腳手架技術(shù)，對設(shè)備的安全管理帶來一定的難度。

在啟用無人機(jī)檢查技術(shù)之前，該項目現(xiàn)場大型設(shè)備日常巡檢、維護(hù)，主要是人工完成，工作量大，危險性極高[2]，特別是該項目位于沿海區(qū)域臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，檢查者必須冒著生命危險進(jìn)行安全檢查。而無人機(jī)技術(shù)具備對工作環(huán)境要求低、覆蓋范圍廣，并具有高空、遠(yuǎn)距離、快速的能力，搭載攝像頭可滿足航拍功能，使用者在地面就可以對起重設(shè)備進(jìn)行全方位檢查，既安全又能及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。因此，項目部決定從2017年9月開始，使用塔式起重機(jī)無人機(jī)巡檢技術(shù)。

2 采用無人機(jī)安全巡檢技術(shù)優(yōu)勢

將無人機(jī)應(yīng)用在日常巡檢工作中相對傳統(tǒng)人工巡檢，具備以下優(yōu)勢：

(1)不受時間限制：使用無人機(jī)可以在夜間對設(shè)備進(jìn)行排查，避免夜間登高作業(yè)可能導(dǎo)致的安全事故[3]。

(2)提高工作效率：無人機(jī)搭載高清攝像頭，通過拍攝的高清照片，可以快速有效地對現(xiàn)場各個角落進(jìn)行檢查，特別是對塔式起重機(jī)的檢查，如采用人工巡查，一個現(xiàn)場管理員檢查一臺塔式起重機(jī)需35min，而采用無人機(jī)巡檢技術(shù)只需15min，而且檢查人員無需登高作業(yè)，既高效又安全。

(3)提高工作質(zhì)量：無人機(jī)巡檢拍攝的照片，為廣大管理人員帶來了很多便利，以往人工巡檢拍攝的照片受制于地形和安全考慮，很多照片不能充分體現(xiàn)檢查者的意愿，對存在的隱患描述也不夠清晰；采用無人機(jī)巡檢技術(shù)拍攝的照片，不僅高精度而且是全方位、多角度的拍攝，極大地提高了塔式起重機(jī)巡檢工作質(zhì)量，也為整改人員明確了整改方向，節(jié)約了工作時間。

3 無人機(jī)信息和檢查前準(zhǔn)備工作

3.1 無人機(jī)型號

如圖1所示，采用大疆精靈4pro無人機(jī)，該無人機(jī)具有續(xù)航、高拍攝精度等特性。

圖1 項目采用的無人機(jī)

3.2 輔助工具

手機(jī)(安卓或IOS都可以)、數(shù)據(jù)線、塔式起重機(jī)無人機(jī)安全檢查表，檢查表如圖2所示。

圖2 塔式起重機(jī)無人機(jī)安全檢查表

3.3 飛行及采集設(shè)置

(1)操控?zé)o人機(jī)的APP：DJiGo4無人機(jī)飛行時，手機(jī)需打開GPS，與遙控器連接，傳導(dǎo)相機(jī)數(shù)據(jù)。因飛行器與遙控器采用頻率連接，GPS信號良好時，無人機(jī)可以實現(xiàn)精準(zhǔn)定位；GPS信號較差但光照良好時，無人機(jī)利用視覺系統(tǒng)實現(xiàn)定位，但懸停精度會變差；GPS信號較差并且光照條件也差的時候，無人機(jī)不能實現(xiàn)精確懸停，僅提供姿態(tài)增穏。因此，飛行航線應(yīng)設(shè)置為直線，盡量避開高大樹木及建筑物，防止信號中斷，飛行高度最高為120m，隨項目塔機(jī)高度變化，調(diào)整飛行高度，最大上升速度6m/s，最大下降速度4m/s，最大水平飛行速度20m/s 。

(2)軟件：Photoshop，ppt，word當(dāng)拍攝環(huán)境較暗或者過亮?xí)r，通過photoshop調(diào)整圖片曝光度、色階或者飽和度，對圖片進(jìn)行修復(fù)調(diào)整，或者對隱患重點圈出來。后期在每周安全會議上采用PPT進(jìn)行安全隱患公示。

3.4 人員配置

現(xiàn)場安全員或機(jī)管員1名負(fù)責(zé)監(jiān)視地面，利用專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)安全隱患，并記錄和截圖。無人機(jī)操作員一名，正常為項目部實習(xí)生，先由公司專業(yè)技術(shù)人員對其進(jìn)行操作培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可操作無人機(jī)，如圖3所示。

圖3 無人機(jī)檢查人員

3.5 檢查計劃

3.5.1日常檢查

應(yīng)用項目每個月前3周周日上午8點～11點，檢查項目范圍內(nèi)所有塔式起重機(jī)，下午3點～6點檢查項目范圍內(nèi)所有施工升降機(jī)，如圖4所示。

圖4 無人機(jī)現(xiàn)場檢查圖片

3.5.2維修保養(yǎng)檢查

每個月25日，項目一體化單位組織專業(yè)人員對所有設(shè)備進(jìn)行檢查及維修保養(yǎng)，項目部的無人機(jī)會參與其中，對一體化單位的維修保養(yǎng)情況進(jìn)行抽查。一旦發(fā)現(xiàn)維修保養(yǎng)不到位，即要求一體化單位及時整改，并對一體化檢查的問題和無人機(jī)檢查的問題進(jìn)行比對。

3.5.3專項檢查

根據(jù)上級文件和公司主管部門要求，進(jìn)行各類專項檢查，如圖5所示。

圖5 檢查人員發(fā)現(xiàn)隱患

4 無人機(jī)安全檢查塔式起重機(jī)流程

4.1 無人機(jī)飛行流程設(shè)置

(1)無人機(jī)飛行設(shè)置步驟

因采用定點拍攝，所以無人機(jī)飛控設(shè)置采用GPS模式。即：打開飛行器和遙控器，連接手機(jī)，點擊右上方菜單，選擇P模式，即GPS模式。

(2)信息采集設(shè)置及步驟

當(dāng)飛行器進(jìn)入飛行模式時，點擊手機(jī)右上方菜單欄，選擇拍照模式；在天氣良好，光線充足時，無需設(shè)置光線亮度，系統(tǒng)默認(rèn)亮度即可；當(dāng)夜間飛行時，打開夜間模式。如需拍攝視頻，選擇錄像模式，退出設(shè)置后，點擊手機(jī)屏幕右側(cè)拍攝圓點開始拍攝；拍攝結(jié)束再次點擊拍攝圓點。設(shè)置完成后，檢查手機(jī)屏幕上方的光線、GPS信號等狀態(tài)是否就位，無警告出現(xiàn)即可起飛。在起飛過程中，若遇大風(fēng)，GPS信號弱時，需及時調(diào)整天線，注意GPS信號強(qiáng)弱；當(dāng)信號中斷時，點擊手機(jī)左上方自動返航；當(dāng)返航途中，信號恢復(fù)時，應(yīng)及時退出自動返航，避免撞擊障礙物。

(3)信息數(shù)據(jù)后處理步驟

通過數(shù)據(jù)線連接飛行器和電腦，將儲存在飛行器中的圖片傳輸?shù)诫娔X中查看、篩選適當(dāng)?shù)膱D片進(jìn)行保存。

4.2 無人機(jī)安全檢查塔式起重機(jī)具體操作流程

(1)塔頂部檢查:操作員操作無人機(jī)頂部，距離塔尖2m時，保持不動，利用攝像頭傳回的影響，檢查塔頂金屬構(gòu)件是否連接良好，開口銷是否打開，滑輪是否轉(zhuǎn)動靈活、可靠、無卡塞現(xiàn)象，起重力矩限制器、起重量限制器、回轉(zhuǎn)限制器是否被人為損壞。

(2)塔機(jī)后臂處檢查：操作無人機(jī)飛往塔機(jī)后臂處，檢查壓重、配重是否按照說明書要求安裝，鋼絲繩排列是否整齊，潤滑是否到位，剎車片磨損是否超過規(guī)范要求，制動器有無漏油等。

(3)駕駛室檢查：操作無人機(jī)至駕駛室位置懸停，檢查司機(jī)室有無滅火器，機(jī)械性能牌是否設(shè)置。

(4)附著裝置檢查：操作無人機(jī)檢查附著裝置，附著裝置和塔機(jī)連接是否可靠，附著框、錨桿、拉桿、錨固端等連接螺栓、銷軸是否齊全可靠，墊塊、楔塊是否齊全可靠。(注：從最上一道附著檢查至最底部附著)

(5)塔機(jī)大臂處檢查：操作無人機(jī)從駕駛室軸線位置檢查至大臂末端進(jìn)行檢查，重點檢查各部件、附件、連接結(jié)構(gòu)是否齊全，位置是否正確，有無變形、開裂，小車斷繩、斷軸裝置是否有效設(shè)置，鋼絲繩潤滑和磨損能否滿足使用需求，各滑輪是否轉(zhuǎn)動靈活，無異響。

(6) 吊鉤檢查：操作無人機(jī)與塔吊吊鉤位置平行，檢查吊鉤磨損程度，保險裝置是否可靠。

(7) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及連接螺栓檢查：利用無人機(jī)逐個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)檢查，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接螺栓是否松動，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是否存在變形、開裂情況。

(8)頂升裝置檢查：檢查頂升橫梁防脫裝置是否完好可靠，油缸油管是否破損漏油。

(9)懸臂高度檢查：操作無人機(jī)至最上一道附著處，利用無人機(jī)測距技術(shù)，檢查塔式起重機(jī)附著點至大臂鉸點高度是否滿足說明書和地方對臺風(fēng)季節(jié)相關(guān)規(guī)定及要求。

(10) 基礎(chǔ)檢查：操作無人機(jī)飛至上方2m處，檢查塔吊基礎(chǔ)是否有積水，地腳螺栓螺母是否有可見松動，防雷裝置是否可靠。

(11)安全距離檢查：機(jī)管員通知地面指揮人員。將2臺塔式起重機(jī)大臂運行至交叉點，操作無人機(jī)測量2臺塔式起重機(jī)之間的安全距離能否滿足安全使用需求。

5 無人機(jī)安全檢查經(jīng)濟(jì)效益與工作質(zhì)量分析

以嘉灣B1-2項目12月實際檢查為例，2018年12月份對項目組織對現(xiàn)場8臺塔式起重機(jī)開展塔式起重機(jī)無人機(jī)巡檢4次，檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場塔式起重機(jī)安全隱患17條，平均每次檢查用時1.5h，投入人力2人，無人機(jī)一臺。該項目開工之前未引入無人機(jī)安全巡檢技術(shù)，2018年12月25日由租賃單位開展一次人工塔式起重機(jī)安全月檢，投入人力4人，用時8h發(fā)現(xiàn)安全隱患6條。統(tǒng)計具體數(shù)據(jù)詳見表1～表2。

表1 工作質(zhì)量分析

表2 工作成本分析

綜上數(shù)據(jù)顯示，無人機(jī)巡檢的優(yōu)勢非常明顯，不僅節(jié)約了時間，提高了效率，同時檢查質(zhì)量也是不落下風(fēng)。無人機(jī)巡檢在同等檢查條件下，節(jié)約了大量的時間成本和人工成本。

6 結(jié)語

使用塔式起重機(jī)無人機(jī)巡檢技術(shù)，項目部管理人員在日常管理中可以只花費少量的費用，就可以掌握現(xiàn)場各臺塔式起重機(jī)安全運轉(zhuǎn)情況。塔式起重機(jī)日常管理中存在一定的危險性較大工程，無人機(jī)巡檢技術(shù)提供了極大的便利和安全性。可以說，隨著無人機(jī)技術(shù)的日益成熟，其必將成為日后現(xiàn)場管理者手中的一把利器。