门式起重机安全监控管理系统的研究与应用

2016-03-28王宴平吕林宝上海铁路局合肥货运中心

上海铁道增刊 2016年4期

王宴平吕林宝上海铁路局合肥货运中心

门式起重机安全监控管理系统的研究与应用

王宴平吕林宝上海铁路局合肥货运中心

针对门式起重机作业安全控制中存在的问题，合肥货运中心开展技术创新研究，研发应用起重机安全监控管理系统，并在合肥北物流基地门式起重机上应用。阐述门式起重机安全监控管理系统的结构和功能，通过应用实践，实现对起重机运行过程安全状态的实时控制，从而提高设备运行安全，有效预防事故发生。

铁路货运；门式起重机；安全监控管理系统

门式起重机作为铁路货运主要机械设备，主要用于装卸集装箱、钢材等长大笨重货物，由于受场地条件、货物品类、机械性能及操作水平等因素的影响，门式起重机作业安全控制手段落后，安全问题多发。

1 门式起重机作业安全控制中存在的问题

1.1 操作人员安全把控能力弱

普通门式起重机司机室固定在走形支腿上，而钩头或集装箱吊架不断进行动态往复作业，造成处于固定位置的司机无法全方位看到货物在位移过程中与车辆、人员、设备之间的动态变化，对于位移过程中产生的危险因素不能及时发现并有效防范，特别在集装箱或货物堆码较高的货场，司机视线被遮挡较多，司机凭感觉或者经验操作设备，作业安全卡控能力较弱。

1.2 安全管理手段落后

传统的对门式起重机作业安全的管控以现场盯控为主，但效果不佳。一是难以做到全过程盯控，受人力、物力及天气等因素的影响，检查人员无法对现场每批作业都进行全程盯控。二是现场盯控无法做到全方位，门式起重机作业需频繁往复，作业频率高，环境条件变化快，管理人员位置变化相对慢，无法做到全方位、多角度、全过程的盯控，所以现场盯控往往流于形式，难以及时发现并解决作业安全问题。

2 门式起重机安全监控管理系统的结构

根据《起重机安全监控系统标准》和《起重机设计规范》以及铁路行业相关规定，结合铁路货场门式起重机作业特点，我们与有关单位共同研发了起重机安全监控管理系统，对门式起重机作业过程进行实时动态、全过程监控，对作业视频、运行参数和安全状态进行记录，具有远程管理和数据实时传输等功能。该系统主要包括CMS系统（起重机监控系统）、视频信息采集系统、无线传输系统以及远程管理中心。

2.1 数据信息采集系统

数据信息采集系统主要由各类传感器、可编程控制器（PLC）、以太网交换机、工控机、触摸显示屏、无线AP、服务器等组成，其中PLC是门式起重机上数据采集控制和显示的核心设备。PLC的I/O模块实时采集各传感器传来的数据信息，并对数据信息进行及时处理，对故障报警进行判断，并将处理后的信息实时反映在司机室触摸屏上。安装在门式起重机上的无线客户端与以太网交换机相连后，将各类监控信息和故障报警等传输到监控中心的服务器上，监控中心的门式起重机管理人员可以通过客户端登录，随时查看掌握门式起重机运行情况，并进行远程维护和故障处理，提高故障排查效率，减少门式起重机停机时间。

2.2 视频信息采集系统

视频信息采集系统是门式起重机安全监控管理系统的组成部分。为了能直观地监视门式起重机各部件的运行情况，在每台门式起重机的司机室、小车室、悬臂两端、吊具上方以及走行支腿处安装了高清网络摄像机，对门式起重机的装卸作业、运行机构情况进行视频信息采集，并实时显示在司机室和监控中心显示器上，便于司机和管理人员实时掌控设备运转和作业情况，及时处理各类突发问题（见图1和图2）。

图1 监控摄像头

图2 司机室监控显示屏

2.3 无线传输系统

由于门式起重机在露天环境下移动作业，数据信息采集系统和视频信息采集系统都固定在门式起重机上，随着门式起重机动态移动，若采用有线传输方式布线比较困难，而无线传输技术为安全监控管理系统的数据传输提供了技术解决方案。视频监控数据通过安装在小车走台和大车悬臂端的无线网桥设备传输到远程监控中心，从而实现数据无线传输（见图3）。

图3 无线网桥设备

2.4 远程管理中心

远程管理中心是通过电脑客户端对门式起重机作业过程的数据信息、视频监控信息以及运行参数进行实时监控管理，并对运行状态进行判断，具有实时状态监控、故障监视、历史回放、数据记录、作业报表等功能。同时该客户端还支持手机系统安装，便于管理人员远程随时掌握门式起重机的设备状态，对故障进行及时分析处理，实现“人在屋中坐，安全都把握”，借助网络将故障信息及时发送给厂家，提高设备故障处理及时性，保障设备安全高效运行（见图4和图5）。