淺談F3智能安全管理系統在叉車上的應用

摘要：本文主要針對目前市場上新推出的一套應用在叉車上的管理系統：F3智能安全管理系統，介紹該系統的整體構架及組成（硬件+附件），以及該系統能實現的5大功能：駕駛員身份識別;安全駕駛和離位停機功能;違規操作提示及報警;車輛故障提示及報警;GPS定位監控及遠程管理。探討該系統在叉車上的應用能否解決叉車在使用環節、日常維護保養環節及監管環節中存在的諸多問題。

Abstract： This paper mainly aims at a new set of management system which is applied to forklift truck in the market at present： F3 intelligent security management system， introduce the whole structure and composition of the system （hardware accessories）， and the five main functions that the system can achieve： driver identification; safe driving and off-site shutdown function; illegal operation warning and alarm; vehicle fault warning and alarm; GPS location monitoring and remote management. This paper discusses whether the application of the system in forklift truck can solve many problems in the use， daily maintenance and supervision of forklift truck.

關鍵詞：叉車;F3智能安全管理系統;功能及應用

Key words： forklift truck;F3 intelligent safety management system;function and application

中圖分類號：U294.27+2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0196-03

0 ?引言

叉車是特種設備目錄中場（廠）內專用機動車輛種類中的機動工業車輛，除部隊、道路交通、農用車輛外，由動力裝置驅動或牽引僅在企業作業場所、工廠廠區、旅游景區、游樂場所、機場、港口或碼頭等特定區域使用的車輛[1]。叉車是通過門架和貨叉將載荷起升到一定高度進行堆垛作業的自行式車輛，叉車種類包括：平衡重式叉車、前移式叉車、側面式叉車、插腿式叉車、托盤堆垛車和三向堆垛車[2]。叉車的廣泛使用極大提高了貨物搬運的效率，給企業生產及作業帶來極大的便利。但由于使用管理缺失、安全監管不完善等因素，導致叉車事故數量也在增長。筆者從事多年的叉車檢驗及事故調查、原因分析、鑒定工作，對叉車在使用環節、日常維護保養環節及監管環節中發現了諸多亟需解決的問題。這些問題的積累也造成了多年來叉車事故頻發：碰撞、擠壓、傾覆、墜落、溜車等[3]。

1 ?叉車在日常維護保養和使用環節中存在的問題

①車輛保養不到位，各零部件保養周期無法提前預警及統計，造成車輛普遍“帶病”作業;

②駕駛員違規操作，不按照操作規程和車輛使用說明書規定來操控車輛，存在安全隱患;

③各種操作行為及車況無法進行統計分析，讓管理者無據可查;

④駕駛員安全意識及經驗不足，無法準確規避作業過程中存在的風險;

⑤車輛無法被定位，對車輛的管理造成難度;

⑥車輛發生事故后沒有留存相關監控數據，無法溯源事故原因;

⑦駕駛員隨意更換，存在未持證人員隨意操控車輛作業現象;

⑧駕駛員操控叉車作業之前未系安全帶，給人身安全留下隱患;

⑨作業完成后，駕駛員離開叉車之前未熄火，縮短叉車發動機或電動機的使用壽命;

⑩駕駛員為了生產需要，私自把貨叉焊接或打洞，造成貨叉受力部位變化或達不到出廠要求;

{11}駕駛員粗暴駕駛作業，貨叉架存在碰撞變形、脫焊等缺陷;

{12}門架導向輪軸承卡阻，造成提升油缸升降作業時阻力大、異響;

{13}使用環境惡劣，車架、護頂架等金屬結構表面油漆層脫落、銹蝕;

{14}座椅坐墊破損、安全帶斷裂或未設置;

{15}提升油缸、傾斜油缸密封圈老化、破損，作業時存在滲漏油、貨叉架下降速度超標現象;

{16}部分叉車重新涂漆，造成發動機、底盤易見部位的編號被掩蓋;

{17}后視鏡破損，氣壓、機油壓力、水溫、燃油量、電壓等儀表顯示功能失效;

{18}發動機平時未檢查及維護，造成動力性能不佳，運轉震動明顯，且有異響;

{19}離合器分離不徹底、接合不平穩，工作時存在異響、抖動和打滑等現象;

{20}叉車變速器運行有異常聲響，變速箱有自動跳檔、串檔等現象;

{21}液力傳動叉車未配備在傳動系統處于接合狀態時，能防止發動機啟動的裝置，造成掛擋啟動的現象;

{22}叉車輪胎隨意更換，造成同一軸上的輪胎規格和花紋不相同;

{23}由于磨損及割傷，造成叉車充氣輪胎胎面中心花紋深度小于 3.2mm，輪胎胎面和胎壁有長度超過 25mm、深度足以暴露出輪胎簾布層的破裂和割傷;

{24}部分叉車輪輞未配備完整，螺栓、螺母缺失、未

緊固;

{25}部分叉車減震器未配備齊全，減震器有明顯的滲漏油現象，車輛運行中可能產生撞擊的部位未設置無火花緩沖墊;

{26}叉車轉向系統轉動不靈活、操縱不方便、有卡滯，在任意轉向操作時與其他部件有干涉;

{27}轉向裝置中的轉向節及臂，轉向橫、直拉桿及球銷有裂紋、損傷。橫、直拉桿拼焊，并且球銷松曠;

{28}叉車液壓管路布置與其他運動機件相互干涉;

{29}叉車液壓系統不符合車型對表面溫度的要求;

{30}行車制動液變質或未按照使用說明更換，造成行車制動效能不佳;

{31}駐車制動手柄制動力未調整適應，造成駐車制動效能不佳;

{32}叉車的啟動開關裝置及熄火裝置損壞，無法正常啟動及熄火;

{33}蓄電池叉車的控制系統未具有欠電壓、過電流、過熱和過電壓保護功能;

{34}叉車操作桿控制功能不符合規范要求;

{35}操縱手柄（桿）變形，不輕便靈活，工作不可靠;

{36}叉車防止貨叉意外側向滑移和脫落的裝置缺失;

{37}叉車的貨叉兩叉尖高度差超過水平段長度的3%;

{38}叉車不具有良好的直線行駛性能，以最大速度直線行駛時，存在明顯的蛇行現象;

{39}采用動力轉向的叉車，轉向時作用在方向盤上的手操作力大于20N，左右轉向作用力相差大于5N。

2 ?叉車在監管環節中存在的問題

①企業在車輛駕駛員的培訓教育和持證上崗管理方面存在漏洞，尤其是小型私企常存在未持證上崗現象。操作人員安全意識淡薄，人員技能水平低、工作狀態散漫。為了提高生產效率，違章操作。企業相關作業人員經常駕駛超負荷車輛，造成事故頻發。或者駕駛人員為圖方便和舒適，不佩戴安全帶駕駛導致事故發生。

②車輛安全管理不到位，車輛管理主要包含使用前和使用過程中的檢查、日常維護保養等方面。設備的使用管理是設備管理的最基礎環節。TSG 08-2017《特種設備使用管理規則》2.6.2 條要求：使用單位應根據設備運行特點制作操作規程[4]。然而，在實際叉車作業過程中，操作人員不注意使用過程中的安全檢查，違規操作。企業往往忽視設備使用過程中的安全管理，使駕駛人員和相關人員在作業過程中被置于危險環境。檢查是對設備運行狀態和性能的安全確認，及時發現安全隱患和正確處理，是設備安全管理的關鍵。TSG 08-2017《特種設備使用管理規則》2.4、2.6、2.7 條規定：使用單位和相關管理人員要定期檢查設備、及時排查安全隱患[4]。檢查主要分為使用單位的自行檢查和相關職能部門的監督檢查。首先，設備的安全使用主要依靠企業自行檢查進行隱患排查，但就目前來說，大多數企業未配置專業的檢驗工具，僅依靠工作人員的目視檢測、簡單測量以及經驗儲備來排查隱患。其次，部分生產企業為減少經營成本采用租賃、轉包分工、廠區調用等方式進行生產，造成設備流動性較大。一旦叉車在未告知監管部門的情況下發生工作區域變動，將導致檢驗機構無法對其進行正常年度檢驗，監管部門亦無法有效進行監管。設備的日常維護保養對防止設備劣化有重要作用，是設備安全管理的重要環節。TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》第3.2條[2]，對使用單位開展日常保養工作有具體要求。但在實際工作中，大部分企業未配備專業維修人員，主要還是依靠駕駛人員和生產維修工進行車輛維修工作。此外，部分使用單位注重生產而忽視維修，對車輛存在液壓系統滲漏油、貨叉門架軌道磨損等設備缺陷，尤其是功能控制系統和駐車制動系統缺陷等的整改不到位，將導致車輛處于帶病作業狀態。

③道路環境缺乏有效監管，TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》第1.3條要求：使用單位在車輛行駛路線上存在特殊路況（陡坡、長坡、急轉彎等）時，應當設置保護措施、警示標識等[2]。第3.1.2條要求使用單位根據工作區域路況，規范作業環境[2]。然而實際上，在工廠廠區叉車檢驗時，經常遇到行駛路線上貨物堆垛過高存在視野盲區、交叉作業等情況，并且由于場（廠）內作業環境復雜多變，檢驗機構只能對現場檢驗情況時的警示標識設置進行檢驗。因此，道路環境管理只能依靠使用單位。然而，現場檢驗情況表明道路環境多未設有效警示標識，工作人員通道行走路線與叉車作業區域路線混雜重合，大大增加了叉車作業時誤傷其他工作人員的概率，道路環境缺乏有效監管。

3 ?F3智能安全管理系統介紹

F3智能安全管理系統是最近兩年新出的一套應用在叉車上的管理系統，該系統的整體構架是：叉車+F3智能系統+互聯網+后臺服務器+大數據應用。如圖1。

硬件組成包括：主控制器、讀卡器顯示屏。附件包括：智能IC卡、警示燈、離位停機傳感器、載重傳感器、速度傳感器、油水分離傳感器、機油壓力傳感器、空濾堵塞傳感器、水溫傳感器、主線束、低液位傳感器、繼電器盒、語音喇叭、天線。如圖2。

一般主控制器安裝在叉車儀表架里或者隱蔽的部位，讀卡器顯示屏安裝在駕駛員操縱桿旁邊方便目視區域，速度傳感器安裝在驅動橋差速器外殼上，感應差速器齒圈的齒數。空濾堵塞傳感器安裝在空濾外殼上，載重傳感器安裝在起升液壓管路上（專門做了三通接頭），低液位傳感器安裝在電池檢查/加液的蓋上。

F3智能安全管理系統是一種智能化管理終端，能夠實時了解叉車運行的多項信息，并將數據上傳到云端服務器，通過對數據的統計和發掘，能讓駕駛員、管理者等相關責任人可以在一個共同的平臺上對叉車進行有效的了解和管理。

4 ?F3智能安全管理系統實現的功能

4.1 駕駛員身份識別

駕駛員只有通過刷智能IC卡才能啟動車輛，同時系統就記錄此次駕駛員的所有操作信息，直至該駕駛員正常停機，解決很多企業叉車亂停、亂用、亂丟棄的問題。并且系統可通過設置白名單的形式做到一卡一車，專車專用，也可以設置一卡多車、一車多卡，對駕駛員的每次用車都有記錄，對使用過程出現的問題可進行追溯。

4.2 安全駕駛和離位停機功能

系統可設置：駕駛員坐上座椅后，啟動車輛時，顯示屏顯示：請系好安全帶，同時語音喇叭會提示：請系好安全帶。通過離位停機傳感器可實現駕駛員在使用車輛過程中，異常離開座位時，系統會提示并發出停機指令，并在超過設定時間時會自動停機，從而減少無效待機時間、機械磨損，節約了企業的運行、維修成本。

4.3 違規操作提示及報警

通過速度傳感器可實現超速違規報警及控制，系統可根據企業的實際要求設定相應的安全時速。車輛在行駛超過此設定速度時顯示屏和語音喇叭會同時提示：你已超速，并可設定在超速一定時間后，自動切換到空檔位置，讓駕駛無再超速行駛，待速度降到設定值以下時又切換到原來的檔位上正常行駛。通過載重傳感器可實現超載違規報警，F3智能終端在液壓油路上增加了一個經過設定標定的壓力變送器，駕駛員可以通過顯示屏，看到車輛每次操作的相對重量，并在超過設定最大載荷時，有語音提示報警和屏幕顯示你已超載。

4.4 車輛故障提示及報警

F3系統通過增加各種傳感器（空濾堵塞傳感器、水溫傳感器、機油壓力傳感器、油水分離傳感器、低液位傳感器）和叉車自帶信息，采集各類數據，由系統綜合分析判斷，對車輛的潛在故障，做到提前預警提示，從而減少故障和事故的發生，由原來的故障維修改變為現在的預防維護，節約企業費用。所有故障報警、違規操作，都實時上傳到后臺服務器，由系統自動分類儲存，便于企業管理人員對車輛及司機的管理和考核。把原來的故障維修變成現在的提前保養維護，減少故障發生、節約費用，以及在發生事故時的責任追溯。

4.5 GPS定位監控及遠程管理

F3系統和網絡鏈接，通過GPS能夠對所有車輛進行精準定位。叉車管理人員通過電腦、手機終端遠程編寫、發送調度信息，安裝在叉車上的F3智能終端，就會通過屏幕顯示和語音播報通知駕駛員，大大提高工作效率。對于系統設定的原始數據，有權限的管理人員，可根據需要進行遠程增加、修改和取消，從而減少了服務成本，同時可以對產權、費用有爭議的車輛執行遠程鎖車命令。

5 ?F3智能安全管理系統在叉車上的應用

F3智能安全管理系統在叉車上的普遍應用能夠實現駕駛員在叉車上接收指令，系統提示車輛何時需要保養、避免違規操作，并對各種操作行為進行統計分析，讓管理者有據可查、有據可依，把維修變為維護，節約維修成本，延長叉車的使用壽命，讓管理者及時準確掌握車輛的實時狀況，從而解決目前在叉車的日常檢查和使用過程中存在的諸多問題。此外由于該系統留存相關監控數據，并實時上傳到后臺服務器，所以在叉車發生事故或故障后能夠實時溯源事故或故障數據，給管理者總結、分析事故或故障原因、明確相關責任追溯提供了有力的幫助。再配合構建完善的管理制度，做好日常檢查以及駕駛人員的安全教育，就能有效地避免叉車事故的再現。

參考文獻：

[1]GB/T 16178-2011，場（廠）內機動車輛安全檢驗技術要求[S].

[2]TSG N0001-2017，場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程[S].

[3]雷彥昌.叉車常見事故分析及預防[J].中國設備工程，2019，（09）：79-80.

[4]TSG 08-2017，特種設備使用管理規則[S].

作者簡介：王國能（1976-），男，海南海口人，本科，機械工程師，從事起重機電梯叉車檢驗工作。