基站定位吊裝現場電子警戒線可行性研究

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，其核心原理是要保持車輛重心的穩定性，由于吊車在操作過程中，重心隨著吊臂的旋轉和升降而在三維空間動態變化，若要確保吊車不發生傾翻、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、管理措施得當，否則就會出現諸多安全隱患，可能釀成無法挽回的損失。

吊裝現場作業環境危險，作業中常有人員站位不當和無關人員進入作業范圍，一旦發生意外易擴大事故危害。吊裝作業人員作業時也存在超過安全距離的情況，因此，為保障作業人員在作業過程中的安全，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人員定位，以記錄人員在作業過程中的行動軌跡，以方便對事故的回溯。由于作業現場人員多、情況復雜且聲音嘈雜，各作業人員的注意力集中在吊裝物上，當個別人員發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 起重作業現場安全監管現狀

公司目前使用的遠程視頻監控系統可以監控吊裝作業現場的各類違章行為，但還無法消除無人員監控或監控不到位帶來的安全隱患。吊裝施工現場涉及的單位較多、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、監管不到位或監管盲區有發現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，或者零星吊裝現場人員較少時都很難保證監控的連續性和全面性。在后臺監控發現現場有人員站位不當等危險行為，要通過喊話器或電話聯系現場人員進行違章警告和制止，即影響工作效率，又會給正在作業的駕駛員帶來新的不安全因素。因此，更改傳統拉警戒線為設置電子警戒線，技防措施的提升能夠規范危險區域內人員的站位，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），可環吊樓旋轉自由設定電子“警戒帶”區域，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控攝像頭，用于跟蹤作業區域人員軌跡，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區域（吊臂下），禁止所有人員進入；作業人員均配戴人員識別標簽，用以區分無關人員與正常作業人員，并用于作業人員的現場定位。進入限定區域實現多平臺闖入報警。

吊車作業區域布置無線局域網，吊樓內設置微型電腦，用于數據接收、數據分析、信號處理和傳輸至服務器等功能。電子警戒線系統組成見圖1。

圖1 電子警戒線系統組成

3 電子警戒線設計功能要求

3.1 設定作業區域和禁入區域

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，劃定工作區域和禁入區域。

3.2 無關人員進入作業區報警提示

通過人員識別標簽，區別作業區域內人員屬性，如黃色為監督，紅色司索，白色為旁站監管，藍色為指揮，黑色為無關人員，作業時限制禁入區域闖入，各色圖標閃爍。

3.3 作業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；通過共享視頻監控實現，實現人員行為的實時記錄，便于人員行為的識別、記錄，發生事故后可作為調查取證依據。

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區域、作業人員進入危險區域，立即啟動視頻監控記錄，形成GIF 動態圖回傳服務器和監控端，便于監控管理人員識別工作狀態。

3.5 自動識別起吊物件

通過共享視頻攝像頭對比數據庫，自動識別吊裝設備品名和參數，并回傳服務器。后期可實現監控吊物和牽引繩規范使用，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確定作業人員行為。

3.6 人員事故自救呼叫

主要用于盲區內人員發生傷害時，通過人員識別標簽上的按鈕實現人員呼救。同時可設置緊急叫停按鈕，用于實現突發情況的緊急叫停功能。后期開發時，在標簽內加入9 軸傳感器，用于監控作業人員身體非正常姿態，實現自動報警。

3.7 數據的監控、上傳與保存

該系統通過4G 通信網絡，實現遠程監管控制，當處于無網路狀態下時，數據存儲于車載電腦，信號正常情況下，實現續傳功能。該系統可獨立運行，也可以通過整合現有系統、升級功能實現。

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），根據作業時吊臂的旋轉區域設置作業區域和禁入區域，防止作業區域內突然有無關人員闖入，作業時禁入區域有作業人員闖入（圖3）。監控端和駕駛員（車載電腦）可以通過警報聲音，立即停止操作并對危險區域人員進行提示，有效防止各類意外傷害事故的發生（圖4）。

利用對起重作業危險區域的設定，在視頻監控的基礎上，實現警戒區域危險站位自動報警，達到監控的預期效果。較當前視頻監控能更加迅速處理現場突發情況，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監管的功能。后期通過優化軟件系統和功能擴展，可實現自動識別和記錄吊裝設備、快捷寫實等功能。

5 結束語

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

圖2 安裝位置

圖3 運行狀態

圖4 定位標簽