近年來,隨著國家基本建設規模逐年加大,施工現場建筑機械數量不斷增加,建筑機械安全事故也在逐年增多。建筑機械安全事故通常都是重大事故,容易造成群死群傷,在生命財產遭受損失的同時,社會負面影響也很大。
建筑機械安全事故的經驗教訓表明,必須通過科技手段,對建筑機械使用過程和行為進行監管,才能管控設備運行過程中的危險因素和隱患,有效防范和減少建筑機械安全事故的發生。
鑒于建筑機械安全事故頻發的嚴峻形勢,2010年,國務院發布的《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》在第9條“強制推行先進適用的技術裝備”中特別提出“大型起重機械要安裝安全監控管理系統”;國家安全生產監管總局發布的《關于貫徹落實國務院(通知)精神強化安全生產綜合監管工作的指導意見》,在第19條“推進大型建筑機械安裝安全監控管理系統”中提出“重點推進在塔機和電站塔機上安裝應用安全監控管理系統……2012年在全國推廣應用”。住房和城鄉建設部發布的《關于貫徹落實<國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知>的實施意見》,在第3項要求“加強安全生產保障體系建設”中強調“工程項目的起重機械設備等重點部位要安裝安全監控管理系統”。
智能化系統建設
為了便于闡述智能化在建筑機械上的應用研究,本文選取塔吊作為研究對象。塔吊的智能化主要是塔吊安全監控系統,主要包括6個部分:主控器、傳感器、顯示器、通信模塊、塔吊工監控軟件、遠程監控平臺。塔吊安全監控系統是將塔機報警及工作記錄顯示裝置、塔吊群防互撞及區域保護系統、遠程在線電腦監視管理系統融為一體,可實時在塔吊、在線電腦上顯示塔吊或塔吊群的工作狀況,同時具有黑匣子功能、手機提醒功能、防互撞和區域保護功能、超載警示功能、防傾斜功能等。該監控平臺采用觸摸屏操作,信息直觀易讀,安裝使用簡便,在塔吊使用過程中,為操作人員和監管人員提供了全面的塔吊工作狀態信息和充分的安全保障。
塔吊運行數據采集
通過精密傳感器,實時采集吊重、變幅、高度、回轉轉角、環境風速等多項安全作業工況實時數據。
實時顯示
通過顯示屏,以圖形數值方式實時顯示當前實際工作參數和塔吊額定工作能力參數,使駕駛員直觀了解塔吊工作狀態,正確操作。
單機運行狀態監控
監控單臺塔吊的運行安全指標,包括吊重、起重力矩、變幅、高度、工作回轉角及作業高度風速,在臨近額定限值時發出聲光預警和報警。
單機防碰撞監控
監控單臺塔吊與建筑物的干涉防碰撞、禁行區域、塔吊自身各種限位,在臨近額定限值時發出聲光預警和報警。
塔吊群防碰撞
監控塔吊群實時干涉作業的防碰撞,使塔吊駕駛員直觀、全面地掌握周邊塔吊與本機塔吊當前干涉情況,并在發現碰撞危險時自動進行聲光預警和報警。如圖1所示。
遠程可視化監控平臺
塔吊安全監控系統的遠程可視化監控平臺,可在系統的主界面顯示塔吊的相關信息,如:塔吊編號、起吊重量、小車變幅、起吊力矩、負載系數、現場風速、作業轉角等信息,還可顯示工地名稱、開發商名稱、施工單位、安全責任人、責任電話、塔吊坐標等信息。如圖2所示。
違規操作發生時,系統觸發手機短信告警,向有關人員自動發送手機短信,實時告知報警內容。如圖3所示。
塔吊安全監控系統采用主控器及分布式數據服務器進行數據存儲,保證數據安全;通過傳感設備及無線通信技術,及時準確地將現場信息反映到用戶界面。同時,通過層級權限設計,對塔吊安全進行全方位監管:施工單位——施工現場塔吊的及時監控和歷史查詢;租賃單位——對本公司塔吊所在的地理位置、運行狀況進行查看和統計;監管部門——便于對所管轄區域進行監管和統計查詢,使各級領導能夠全面掌握所有塔吊的分布情況和運行狀況。
良好的推廣價值
基于互聯網技術開發的塔吊安全監控系統,在全面、系統地實現塔吊單機運行安全監控和群塔作業防碰撞監控功能的同時,還創造性地實現了塔吊的開放式、實時動態監管,實現了塔吊上網,使塔吊駕駛員、工地安全負責人、施工單位、安全監管部門、租賃公司等相關各方都能實時、動態地監控塔吊的運行工況和安全狀態。如圖4所示。
推廣使用塔吊安全監控系統,通過高科技手段獲取真實的第一手數據,而且不可人為更改,為貫徹國家標準及相關文件要求,提供了強有力的技術支持。同時,也促進了相關管理法規的落實。
推廣使用塔吊安全監控系統,是加大監督管理力度、消除事故隱患的需要。安裝塔吊安全監控管理裝置可以有效減少違規現象的發生,并形成一定威懾力。塔吊管理人員已經習慣的“灰色地帶”,經過數據提取和分析,將全部開放和實時、動態監管;不熟練的甚至不具備資質的操作人員的技能評估,將通過數據統計被曝光;所有塔吊的使用過程(包括吊載狀態和非吊載狀態)將通過數據分析得到再現,從而使相關人員的工作狀態被有效監督。有些管理人員錯誤地認為,只要保證目前的安全限位器正常使用就能保證塔吊安全,實際上,非超載狀態的安全和所有的運行記錄,是無法通過目前的安全限位器實現的。
使用塔吊安全監控系統,是提高從業人員素質、提高監督管理技術水平的需要。通過處罰駕駛員操作過程中打反車、急停急吊、斜拉斜吊等錯誤行為,教育駕駛員和管理者進行安全操作,能夠降低惡性事故的發生概率。特別是當塔吊駕駛員觀察不到所吊重物時,若指揮人員不限制工人裝配的貨物狀態(重量、位置),起吊時駕駛員可通過監控系統獲知所吊重物是否超載或斜拉,及時采取措施糾正。
安全監控系統的數據記錄功能保證了事故責任認定的科學性,并為塔機壽命預測以及塔機鋼結構完好狀態診斷,提供了基礎數據,也為科學管理和事故預防提供了可能。
在建筑機械管理中推廣智能化應用已經顯得非常迫切。智能化應用能夠準確顯示和記錄建筑機械的運行情況,為操作者提供操作指示和安全預警。在違規操作發生時,能夠自動觸發監控平臺以及手機短信,實時遠程告知、遠程報警,為監管部門及時處理處罰違規作業提供了依據和手段,進而督促操作者和指揮人員提高安全意識,減少或杜絕事故隱患,提高了建筑機械的安全管理水平。