湯華貴，朱東明

（中石油川慶鉆探重慶運輸總公司，重慶 400021）

0 引言

起重車輛能夠保持正常作業(yè)，其核心原理是要保持車輛重心的穩(wěn)定性，由于吊車在操作過程中，重心隨著吊臂的旋轉(zhuǎn)和升降而在三維空間動態(tài)變化，若要確保吊車不發(fā)生傾翻、脫鉤、脫繩、斷鉤和斷繩等事故，就要求人的行為安全、設備處于良好狀態(tài)、管理措施得當，否則就會出現(xiàn)諸多安全隱患，可能釀成無法挽回的損失。

吊裝現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境危險，作業(yè)中常有人員站位不當和無關人員進入作業(yè)范圍，一旦發(fā)生意外易擴大事故危害。吊裝作業(yè)人員作業(yè)時也存在超過安全距離的情況，因此，為保障作業(yè)人員在作業(yè)過程中的安全，有必要設置電子警戒線，達到安全距離報警目的。同時，通過基站定位技術實現(xiàn)人員定位，以記錄人員在作業(yè)過程中的行動軌跡，以方便對事故的回溯。由于作業(yè)現(xiàn)場人員多、情況復雜且聲音嘈雜，各作業(yè)人員的注意力集中在吊裝物上，當個別人員發(fā)生危險時未及時呼叫救助，但可通過標簽上的救援按鈕進行自主呼救。

1 起重作業(yè)現(xiàn)場安全監(jiān)管現(xiàn)狀

公司目前使用的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控吊裝作業(yè)現(xiàn)場的各類違章行為，但還無法消除無人員監(jiān)控或監(jiān)控不到位帶來的安全隱患。吊裝施工現(xiàn)場涉及的單位較多、工序繁多，設備大小、形狀復雜，如果各工種人員不能密切配合或履職不到位，就會存在溝通不暢、信號不明、監(jiān)管不到位或監(jiān)管盲區(qū)有發(fā)現(xiàn)不到的潛在隱患等問題。如在起吊空間受限、被吊物與吊車之間有障礙物時，或者零星吊裝現(xiàn)場人員較少時都很難保證監(jiān)控的連續(xù)性和全面性。在后臺監(jiān)控發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有人員站位不當?shù)任ｋU行為，要通過喊話器或電話聯(lián)系現(xiàn)場人員進行違章警告和制止，即影響工作效率，又會給正在作業(yè)的駕駛員帶來新的不安全因素。因此，更改傳統(tǒng)拉警戒線為設置電子警戒線，技防措施的提升能夠規(guī)范危險區(qū)域內(nèi)人員的站位，大大降低人員傷亡事故的可能性。

2 電子警戒線工作原理

在吊車的吊裝室外頂上安裝一個無線定位接收基站和球形攝像頭（每秒掃描一次），可環(huán)吊樓旋轉(zhuǎn)自由設定電子“警戒帶”區(qū)域，通過身份識別限制無關人員進入；吊臂頂端共用吊車視頻監(jiān)控攝像頭，用于跟蹤作業(yè)區(qū)域人員軌跡，并在攝像頭位置布置無線定位接收基站，用于劃定所有人員禁入?yún)^(qū)域（吊臂下），禁止所有人員進入；作業(yè)人員均配戴人員識別標簽，用以區(qū)分無關人員與正常作業(yè)人員，并用于作業(yè)人員的現(xiàn)場定位。進入限定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多平臺闖入報警。

吊車作業(yè)區(qū)域布置無線局域網(wǎng)，吊樓內(nèi)設置微型電腦，用于數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析、信號處理和傳輸至服務器等功能。電子警戒線系統(tǒng)組成見圖1。

圖1 電子警戒線系統(tǒng)組成

3 電子警戒線設計功能要求

3.1 設定作業(yè)區(qū)域和禁入?yún)^(qū)域

通過攝像頭、定位基站、人員識別標簽和電腦程序模塊同時工作，劃定工作區(qū)域和禁入?yún)^(qū)域。

3.2 無關人員進入作業(yè)區(qū)報警提示

通過人員識別標簽，區(qū)別作業(yè)區(qū)域內(nèi)人員屬性，如黃色為監(jiān)督，紅色司索，白色為旁站監(jiān)管，藍色為指揮，黑色為無關人員，作業(yè)時限制禁入?yún)^(qū)域闖入，各色圖標閃爍。

3.3 作業(yè)過程人員軌跡記錄及視頻記錄

通過基站定位，在電腦程序中繪制出人員移動軌跡，存儲于后臺服務器；通過共享視頻監(jiān)控實現(xiàn)，實現(xiàn)人員行為的實時記錄，便于人員行為的識別、記錄，發(fā)生事故后可作為調(diào)查取證依據(jù)。

3.4 自動識別人員進入

程序模塊自動識別無關人員進入作業(yè)區(qū)域、作業(yè)人員進入危險區(qū)域，立即啟動視頻監(jiān)控記錄，形成GIF 動態(tài)圖回傳服務器和監(jiān)控端，便于監(jiān)控管理人員識別工作狀態(tài)。

3.5 自動識別起吊物件

通過共享視頻攝像頭對比數(shù)據(jù)庫，自動識別吊裝設備品名和參數(shù)，并回傳服務器。后期可實現(xiàn)監(jiān)控吊物和牽引繩規(guī)范使用，吊索具尺寸的自動檢測報警等功能，也可以通過檢測人體狀態(tài)確定作業(yè)人員行為。

3.6 人員事故自救呼叫

主要用于盲區(qū)內(nèi)人員發(fā)生傷害時，通過人員識別標簽上的按鈕實現(xiàn)人員呼救。同時可設置緊急叫停按鈕，用于實現(xiàn)突發(fā)情況的緊急叫停功能。后期開發(fā)時，在標簽內(nèi)加入9 軸傳感器，用于監(jiān)控作業(yè)人員身體非正常姿態(tài)，實現(xiàn)自動報警。

3.7 數(shù)據(jù)的監(jiān)控、上傳與保存

該系統(tǒng)通過4G 通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠程監(jiān)管控制，當處于無網(wǎng)路狀態(tài)下時，數(shù)據(jù)存儲于車載電腦，信號正常情況下，實現(xiàn)續(xù)傳功能。該系統(tǒng)可獨立運行，也可以通過整合現(xiàn)有系統(tǒng)、升級功能實現(xiàn)。

4 電子警戒線的可行性及可靠性

應用電子警戒線，通過安裝在起重機吊樓頂部和吊臂頂端（圖2），根據(jù)作業(yè)時吊臂的旋轉(zhuǎn)區(qū)域設置作業(yè)區(qū)域和禁入?yún)^(qū)域，防止作業(yè)區(qū)域內(nèi)突然有無關人員闖入，作業(yè)時禁入?yún)^(qū)域有作業(yè)人員闖入（圖3）。監(jiān)控端和駕駛員（車載電腦）可以通過警報聲音，立即停止操作并對危險區(qū)域人員進行提示，有效防止各類意外傷害事故的發(fā)生（圖4）。

利用對起重作業(yè)危險區(qū)域的設定，在視頻監(jiān)控的基礎上，實現(xiàn)警戒區(qū)域危險站位自動報警，達到監(jiān)控的預期效果。較當前視頻監(jiān)控能更加迅速處理現(xiàn)場突發(fā)情況，由“被動式”安全，提升到無人員堅守條件下也能達到起重作業(yè)監(jiān)管的功能。后期通過優(yōu)化軟件系統(tǒng)和功能擴展，可實現(xiàn)自動識別和記錄吊裝設備、快捷寫實等功能。

5 結(jié)束語

通過電子警戒線監(jiān)管起重作業(yè)過程，能對各類起重作業(yè)現(xiàn)場人員的不安全站位起到有效的監(jiān)控作用，可以大大降低事故事件的發(fā)生頻次，全面提高鉆機搬遷的安全和經(jīng)濟等綜合效益，具有一定的推廣價值。

圖2 安裝位置

圖3 運行狀態(tài)

圖4 定位標簽