基于無線網(wǎng)絡(luò)的船廠吊機(jī)預(yù)警管理系統(tǒng)1

亢曉勇

（中交四航局江門航通船業(yè)有限公司，廣東江門 529145）

0 引言

船廠的大型吊機(jī)設(shè)備包括門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)和橋式起重機(jī)等，均被列為危險性較高的特種設(shè)備。隨著國家對安全生產(chǎn)的愈發(fā)重視，傳統(tǒng)的人工監(jiān)控和管理方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)安全管理的需求，亟需針對吊機(jī)設(shè)備的實(shí)時高效監(jiān)管技術(shù)。本文提出一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的船廠吊機(jī)的實(shí)時管理系統(tǒng)。通過在廠區(qū)內(nèi)建立無線局域網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對車間、船臺和船舶的管理，無線局域網(wǎng)可覆蓋整個生產(chǎn)區(qū)域。

1 吊機(jī)管理現(xiàn)狀

1.1 日常管理

作為一種特種設(shè)備，吊機(jī)必須由專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)，吊機(jī)操作人員必須持有相應(yīng)的特種設(shè)備上崗證，熟悉且嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。然而，在吊機(jī)日常工作過程中，可能存在如下錯誤操作：1）未經(jīng)許可啟動、關(guān)停、移動吊機(jī)；2）吊機(jī)關(guān)停時，開關(guān)未鎖緊，進(jìn)而導(dǎo)致吊機(jī)意外轉(zhuǎn)動、通電或漏電；3）忽視警告標(biāo)記和警告信息。吊機(jī)日常管理需要特別注意操作人員的不安全行為。

為保證吊機(jī)的安全運(yùn)行，船廠通常在起重設(shè)備上安裝限位開關(guān)和起重量限制器等安全保護(hù)措施，但這些限制裝置無法顯示起重設(shè)備運(yùn)行過程中的工作參數(shù)及狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致作業(yè)人員無法準(zhǔn)確判斷起重設(shè)備是否接近工作極限狀態(tài)。常規(guī)保護(hù)裝置只在吊機(jī)達(dá)到極限狀態(tài)時才能發(fā)揮作用，不能在吊裝過程中進(jìn)行全程監(jiān)控。此外，由于常規(guī)保護(hù)裝置沒有自檢功能，若裝置損壞，很難在平時使用中發(fā)現(xiàn)，只有在極限狀態(tài)下或?qū)I(yè)維護(hù)人員細(xì)致檢查時才能發(fā)現(xiàn)問題，存在嚴(yán)重的安全隱患。安全保護(hù)措施的狀態(tài)同樣是吊機(jī)日常管理的重要內(nèi)容。

船臺及碼頭的吊機(jī)多位于易受外部影響的區(qū)域，近年來受惡劣天氣影響導(dǎo)致的吊機(jī)倒塌事件時有發(fā)生，不僅對企業(yè)造成了巨大損失，還對個人造成了巨大傷害。對于常規(guī)天氣，船廠可根據(jù)天氣預(yù)報(bào)提前準(zhǔn)備相應(yīng)的應(yīng)急措施進(jìn)行處理、對吊機(jī)進(jìn)行鎖止和加固，但對于突發(fā)的狂暴陣風(fēng)襲擊，船廠無法及時進(jìn)行預(yù)防，往往會造成難以預(yù)料的損失。

1.2 吊機(jī)管理問題

1.2.1 人的不安全行為

人的不安全行為是指職工在職業(yè)活動中違反勞動紀(jì)律和操作程序，并具有一定危險程度的行為。工作中常見的不安全行為包括操作錯誤、忽視安全、忽視警告、使用不安全的設(shè)備、身處不安全的位置、存在分散注意力的行為等。

1.2.2 物的不安全狀態(tài)

物的不安全狀態(tài)是指事故發(fā)生的物質(zhì)條件。常見的物的不安全狀態(tài)包括缺乏防護(hù)、保險、信號裝置；機(jī)械裝置存在缺陷；機(jī)械裝置強(qiáng)度不夠；電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度不夠；非正常狀態(tài)下運(yùn)行；設(shè)備失修、保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?/p>

1.2.3 外界環(huán)境的不安全因素

環(huán)境的不安全因素主要包括像照度不足、作業(yè)場所狹窄、惡劣天氣和管理缺陷等。

2 船廠吊機(jī)管理需求

安全生產(chǎn)是生產(chǎn)企業(yè)永恒的主題，也是防危控疾的主要手段。為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，首先需要明確吊機(jī)管理的實(shí)際需求，然后有針對性的一一解決，最終完成目標(biāo)。

船廠吊機(jī)的工作環(huán)境復(fù)雜，為使工作人員更好地掌握吊機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，有必要對吊機(jī)操作人員、吊機(jī)自身狀態(tài)以及周圍環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，降低事故發(fā)生的可能性，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)的安全管理。

3 基于無線網(wǎng)絡(luò)的吊機(jī)管理系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)功能

基于無線網(wǎng)絡(luò)的吊機(jī)管理系統(tǒng)具有如下4點(diǎn)功能：

1）開啟吊機(jī)門需同時進(jìn)行打卡和人臉識別驗(yàn)證，可有效避免非專業(yè)人員違規(guī)操作。

2）駕駛室安裝監(jiān)控設(shè)備來監(jiān)控操作人員的狀態(tài)，避免操作人員違規(guī)操作或不安全操作。

3）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時上傳監(jiān)控小程序。

4）惡劣天氣情況下提前預(yù)警。

3.2 門禁及監(jiān)控系統(tǒng)

門禁及監(jiān)控系統(tǒng)見圖1，該系統(tǒng)主要包括門禁及監(jiān)控控制模塊、移動終端和控制中心，三者之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。當(dāng)駕駛室外的人臉識別系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集后，將采集信息與之前錄入的信息進(jìn)行匹配。若匹配成功，則駕駛室的門鎖自動開啟，操作人員可進(jìn)入駕駛室進(jìn)行相應(yīng)操作。駕駛室抓拍攝像頭跟蹤抓拍操作人員的違規(guī)操作，上傳數(shù)據(jù)到控制中心進(jìn)行報(bào)警，控制中心監(jiān)管人員在接到警報(bào)后通過系統(tǒng)或外部通訊設(shè)備提醒駕駛操作人員。該系統(tǒng)可對日常操作過程進(jìn)行有效管控，保障吊機(jī)的安全運(yùn)行。

圖1 門禁及監(jiān)控系統(tǒng)

3.3 吊機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)

吊機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)見圖2，該系統(tǒng)主要包括吊機(jī)本地安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、移動終端和控制中心，三者之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。吊機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)能自動檢測出吊載質(zhì)量及起重臂角度，并能在用戶終端顯示出其額定載重量、實(shí)際載荷、工作半徑、起重臂角度等信息。此外，該系統(tǒng)還具備自動診斷功能和報(bào)警功能。若發(fā)出警報(bào)時操作人員仍在操作，駕駛室主機(jī)的屏幕會立即顯示報(bào)警或預(yù)警項(xiàng)目，同時還會有真人提醒，保障操作人員的人身安全。

圖2 吊機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)

3.4 吊機(jī)周邊環(huán)境監(jiān)測預(yù)警

控制中心管理軟件會自動獲取當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r，通過網(wǎng)絡(luò)傳送、定時播報(bào)天氣等方式使吊機(jī)作業(yè)人員及時了解當(dāng)前及未來3 h的天氣情況，以便及早防范。若發(fā)現(xiàn)惡劣天氣預(yù)警，應(yīng)及時播放預(yù)警信息及應(yīng)急預(yù)案，操作人員在收到信息后根據(jù)預(yù)案停止作業(yè)并安全撤離。

4 結(jié)論

吊機(jī)設(shè)備的實(shí)時高效監(jiān)管對保障安全生產(chǎn)十分重要。本文提出一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的船廠吊機(jī)的實(shí)時管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)吊機(jī)工作中遇到的問題，進(jìn)而提高對生產(chǎn)安全和人員安全的保障能力。