門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

王宴平 呂林寶 上海鐵路局合肥貨運(yùn)中心

門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

王宴平 呂林寶 上海鐵路局合肥貨運(yùn)中心

針對(duì)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)安全控制中存在的問(wèn)題，合肥貨運(yùn)中心開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新研究，研發(fā)應(yīng)用起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，并在合肥北物流基地門(mén)式起重機(jī)上應(yīng)用。闡述門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制，從而提高設(shè)備運(yùn)行安全，有效預(yù)防事故發(fā)生。

鐵路貨運(yùn)；門(mén)式起重機(jī)；安全監(jiān)控管理系統(tǒng)

門(mén)式起重機(jī)作為鐵路貨運(yùn)主要機(jī)械設(shè)備，主要用于裝卸集裝箱、鋼材等長(zhǎng)大笨重貨物，由于受場(chǎng)地條件、貨物品類(lèi)、機(jī)械性能及操作水平等因素的影響，門(mén)式起重機(jī)作業(yè)安全控制手段落后，安全問(wèn)題多發(fā)。

1 門(mén)式起重機(jī)作業(yè)安全控制中存在的問(wèn)題

1.1 操作人員安全把控能力弱

普通門(mén)式起重機(jī)司機(jī)室固定在走形支腿上，而鉤頭或集裝箱吊架不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)往復(fù)作業(yè)，造成處于固定位置的司機(jī)無(wú)法全方位看到貨物在位移過(guò)程中與車(chē)輛、人員、設(shè)備之間的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)于位移過(guò)程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)因素不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效防范，特別在集裝箱或貨物堆碼較高的貨場(chǎng)，司機(jī)視線(xiàn)被遮擋較多，司機(jī)憑感覺(jué)或者經(jīng)驗(yàn)操作設(shè)備，作業(yè)安全卡控能力較弱。

1.2 安全管理手段落后

傳統(tǒng)的對(duì)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)安全的管控以現(xiàn)場(chǎng)盯控為主，但效果不佳。一是難以做到全過(guò)程盯控，受人力、物力及天氣等因素的影響，檢查人員無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)每批作業(yè)都進(jìn)行全程盯控。二是現(xiàn)場(chǎng)盯控?zé)o法做到全方位，門(mén)式起重機(jī)作業(yè)需頻繁往復(fù)，作業(yè)頻率高，環(huán)境條件變化快，管理人員位置變化相對(duì)慢，無(wú)法做到全方位、多角度、全過(guò)程的盯控，所以現(xiàn)場(chǎng)盯控往往流于形式，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決作業(yè)安全問(wèn)題。

2 門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)《起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》和《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》以及鐵路行業(yè)相關(guān)規(guī)定，結(jié)合鐵路貨場(chǎng)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)特點(diǎn)，我們與有關(guān)單位共同研發(fā)了起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，對(duì)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、全過(guò)程監(jiān)控，對(duì)作業(yè)視頻、運(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)進(jìn)行記錄，具有遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)裙δ?。該系統(tǒng)主要包括CMS系統(tǒng)（起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)）、視頻信息采集系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程管理中心。

2.1 數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)主要由各類(lèi)傳感器、可編程控制器（PLC）、以太網(wǎng)交換機(jī)、工控機(jī)、觸摸顯示屏、無(wú)線(xiàn)AP、服務(wù)器等組成，其中PLC是門(mén)式起重機(jī)上數(shù)據(jù)采集控制和顯示的核心設(shè)備。PLC的I/O模塊實(shí)時(shí)采集各傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)處理，對(duì)故障報(bào)警進(jìn)行判斷，并將處理后的信息實(shí)時(shí)反映在司機(jī)室觸摸屏上。安裝在門(mén)式起重機(jī)上的無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端與以太網(wǎng)交換機(jī)相連后，將各類(lèi)監(jiān)控信息和故障報(bào)警等傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器上，監(jiān)控中心的門(mén)式起重機(jī)管理人員可以通過(guò)客戶(hù)端登錄，隨時(shí)查看掌握門(mén)式起重機(jī)運(yùn)行情況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和故障處理，提高故障排查效率，減少門(mén)式起重機(jī)停機(jī)時(shí)間。

2.2 視頻信息采集系統(tǒng)

視頻信息采集系統(tǒng)是門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成部分。為了能直觀地監(jiān)視門(mén)式起重機(jī)各部件的運(yùn)行情況，在每臺(tái)門(mén)式起重機(jī)的司機(jī)室、小車(chē)室、懸臂兩端、吊具上方以及走行支腿處安裝了高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，對(duì)門(mén)式起重機(jī)的裝卸作業(yè)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)情況進(jìn)行視頻信息采集，并實(shí)時(shí)顯示在司機(jī)室和監(jiān)控中心顯示器上，便于司機(jī)和管理人員實(shí)時(shí)掌控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和作業(yè)情況，及時(shí)處理各類(lèi)突發(fā)問(wèn)題（見(jiàn)圖1和圖2）。

圖1 監(jiān)控?cái)z像頭

圖2 司機(jī)室監(jiān)控顯示屏

2.3 無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)

由于門(mén)式起重機(jī)在露天環(huán)境下移動(dòng)作業(yè)，數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)和視頻信息采集系統(tǒng)都固定在門(mén)式起重機(jī)上，隨著門(mén)式起重機(jī)動(dòng)態(tài)移動(dòng)，若采用有線(xiàn)傳輸方式布線(xiàn)比較困難，而無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)為安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了技術(shù)解決方案。視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)安裝在小車(chē)走臺(tái)和大車(chē)懸臂端的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋設(shè)備傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸（見(jiàn)圖3）。

圖3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋設(shè)備

2.4 遠(yuǎn)程管理中心

遠(yuǎn)程管理中心是通過(guò)電腦客戶(hù)端對(duì)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息、視頻監(jiān)控信息以及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，具有實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、故障監(jiān)視、歷史回放、數(shù)據(jù)記錄、作業(yè)報(bào)表等功能。同時(shí)該客戶(hù)端還支持手機(jī)系統(tǒng)安裝，便于管理人員遠(yuǎn)程隨時(shí)掌握門(mén)式起重機(jī)的設(shè)備狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)分析處理，實(shí)現(xiàn)“人在屋中坐，安全都把握”，借助網(wǎng)絡(luò)將故障信息及時(shí)發(fā)送給廠家，提高設(shè)備故障處理及時(shí)性，保障設(shè)備安全高效運(yùn)行（見(jiàn)圖4和圖5）。

圖4 遠(yuǎn)程管理中心

圖5 手機(jī)客戶(hù)端

3 門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

3.1 作業(yè)安全管控從事后處理轉(zhuǎn)向事前預(yù)防

海因里希理論告訴我們：要防止重大事故的發(fā)生，必須要重視事故的苗頭和安全隱患。門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控作業(yè)過(guò)程中各部位運(yùn)行狀態(tài)和作業(yè)人員的工作狀態(tài)，并對(duì)設(shè)備故障和作業(yè)人員違章操作及時(shí)發(fā)出警告，有效防范設(shè)備的不安全狀態(tài)和人的不安全行為，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)，防范安全事故的發(fā)生。

3.2 門(mén)式起重機(jī)司機(jī)作業(yè)安全環(huán)境明顯改善

門(mén)式起重機(jī)的各個(gè)位置安裝了高清攝像機(jī)以后，司機(jī)室能夠?qū)崟r(shí)顯示各位置動(dòng)態(tài)情況，司機(jī)能對(duì)裝卸作業(yè)過(guò)程中每一個(gè)動(dòng)作都盡收眼底、一目了然，消除了盲點(diǎn)和死角，對(duì)確保司機(jī)安全操作起到了望遠(yuǎn)鏡作用。

3.3 安全檢查效率大幅提高

通過(guò)起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，管理人員足不出戶(hù)就可100%實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行安全檢查，工作效率大幅提升，安全檢查無(wú)死角。

4 結(jié)束語(yǔ)

門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的創(chuàng)新和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了對(duì)門(mén)式起重機(jī)作業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，提升了安全控制能力，是合肥貨運(yùn)中心應(yīng)用科技保安全的又一成果，也是推進(jìn)“數(shù)字貨運(yùn)”建設(shè)的有益嘗試。我們將積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，深入研究探索先進(jìn)技術(shù)手段，強(qiáng)化應(yīng)用管理，為發(fā)展鐵路現(xiàn)代化物流做出更大貢獻(xiàn)。

[1]《起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》（GB/T28264-2012）.

[2]《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB3811-2008）.

[3]《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》（鐵總運(yùn)[2015]244號(hào)）.

[4]《關(guān)于運(yùn)輸裝卸機(jī)械發(fā)展政策措施的通知》（鐵運(yùn)[2013]12號(hào)）.

[5]秦洪.鐵路貨場(chǎng)門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用與思考[J].鐵道貨運(yùn)，2016，34(4):59~60.

[6]高金花.安全監(jiān)控管理系統(tǒng)在門(mén)式起重機(jī)中推廣探討[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2014，27(2):117~119.

[7]黃鋼.我國(guó)鐵路安全風(fēng)險(xiǎn)管理持續(xù)發(fā)展的研究與思考[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2014，36(9):1~6.

[8]馬慶峰.鐵路貨運(yùn)裝卸機(jī)械作業(yè)安全問(wèn)題分析與對(duì)策[J].上海鐵道科技，2014，(2):22~23.

責(zé)任編輯：許耀元

來(lái)稿日期：2016-11-08