基站定位吊装现场电子警戒线可行性研究

汤华贵，朱东明

（中石油川庆钻探重庆运输总公司，重庆 400021）

0 引言

起重车辆能够保持正常作业，其核心原理是要保持车辆重心的稳定性，由于吊车在操作过程中，重心随着吊臂的旋转和升降而在三维空间动态变化，若要确保吊车不发生倾翻、脱钩、脱绳、断钩和断绳等事故，就要求人的行为安全、设备处于良好状态、管理措施得当，否则就会出现诸多安全隐患，可能酿成无法挽回的损失。

吊装现场作业环境危险，作业中常有人员站位不当和无关人员进入作业范围，一旦发生意外易扩大事故危害。吊装作业人员作业时也存在超过安全距离的情况，因此，为保障作业人员在作业过程中的安全，有必要设置电子警戒线，达到安全距离报警目的。同时，通过基站定位技术实现人员定位，以记录人员在作业过程中的行动轨迹，以方便对事故的回溯。由于作业现场人员多、情况复杂且声音嘈杂，各作业人员的注意力集中在吊装物上，当个别人员发生危险时未及时呼叫救助，但可通过标签上的救援按钮进行自主呼救。

1 起重作业现场安全监管现状

公司目前使用的远程视频监控系统可以监控吊装作业现场的各类违章行为，但还无法消除无人员监控或监控不到位带来的安全隐患。吊装施工现场涉及的单位较多、工序繁多，设备大小、形状复杂，如果各工种人员不能密切配合或履职不到位，就会存在沟通不畅、信号不明、监管不到位或监管盲区有发现不到的潜在隐患等问题。如在起吊空间受限、被吊物与吊车之间有障碍物时，或者零星吊装现场人员较少时都很难保证监控的连续性和全面性。在后台监控发现现场有人员站位不当等危险行为，要通过喊话器或电话联系现场人员进行违章警告和制止，即影响工作效率，又会给正在作业的驾驶员带来新的不安全因素。因此，更改传统拉警戒线为设置电子警戒线，技防措施的提升能够规范危险区域内人员的站位，大大降低人员伤亡事故的可能性。

2 电子警戒线工作原理

在吊车的吊装室外顶上安装一个无线定位接收基站和球形摄像头（每秒扫描一次），可环吊楼旋转自由设定电子“警戒带”区域，通过身份识别限制无关人员进入；吊臂顶端共用吊车视频监控摄像头，用于跟踪作业区域人员轨迹，并在摄像头位置布置无线定位接收基站，用于划定所有人员禁入区域（吊臂下），禁止所有人员进入；作业人员均配戴人员识别标签，用以区分无关人员与正常作业人员，并用于作业人员的现场定位。进入限定区域实现多平台闯入报警。

吊车作业区域布置无线局域网，吊楼内设置微型电脑，用于数据接收、数据分析、信号处理和传输至服务器等功能。电子警戒线系统组成见图1。

图1 电子警戒线系统组成

3 电子警戒线设计功能要求

3.1 设定作业区域和禁入区域

通过摄像头、定位基站、人员识别标签和电脑程序模块同时工作，划定工作区域和禁入区域。

3.2 无关人员进入作业区报警提示

通过人员识别标签，区别作业区域内人员属性，如黄色为监督，红色司索，白色为旁站监管，蓝色为指挥，黑色为无关人员，作业时限制禁入区域闯入，各色图标闪烁。

3.3 作业过程人员轨迹记录及视频记录

通过基站定位，在电脑程序中绘制出人员移动轨迹，存储于后台服务器；通过共享视频监控实现，实现人员行为的实时记录，便于人员行为的识别、记录，发生事故后可作为调查取证依据。

3.4 自动识别人员进入

程序模块自动识别无关人员进入作业区域、作业人员进入危险区域，立即启动视频监控记录，形成GIF 动态图回传服务器和监控端，便于监控管理人员识别工作状态。

3.5 自动识别起吊物件

通过共享视频摄像头对比数据库，自动识别吊装设备品名和参数，并回传服务器。后期可实现监控吊物和牵引绳规范使用，吊索具尺寸的自动检测报警等功能，也可以通过检测人体状态确定作业人员行为。

3.6 人员事故自救呼叫

主要用于盲区内人员发生伤害时，通过人员识别标签上的按钮实现人员呼救。同时可设置紧急叫停按钮，用于实现突发情况的紧急叫停功能。后期开发时，在标签内加入9 轴传感器，用于监控作业人员身体非正常姿态，实现自动报警。

3.7 数据的监控、上传与保存

该系统通过4G 通信网络，实现远程监管控制，当处于无网路状态下时，数据存储于车载电脑，信号正常情况下，实现续传功能。该系统可独立运行，也可以通过整合现有系统、升级功能实现。

4 电子警戒线的可行性及可靠性

应用电子警戒线，通过安装在起重机吊楼顶部和吊臂顶端（图2），根据作业时吊臂的旋转区域设置作业区域和禁入区域，防止作业区域内突然有无关人员闯入，作业时禁入区域有作业人员闯入（图3）。监控端和驾驶员（车载电脑）可以通过警报声音，立即停止操作并对危险区域人员进行提示，有效防止各类意外伤害事故的发生（图4）。

利用对起重作业危险区域的设定，在视频监控的基础上，实现警戒区域危险站位自动报警，达到监控的预期效果。较当前视频监控能更加迅速处理现场突发情况，由“被动式”安全，提升到无人员坚守条件下也能达到起重作业监管的功能。后期通过优化软件系统和功能扩展，可实现自动识别和记录吊装设备、快捷写实等功能。

5 结束语

通过电子警戒线监管起重作业过程，能对各类起重作业现场人员的不安全站位起到有效的监控作用，可以大大降低事故事件的发生频次，全面提高钻机搬迁的安全和经济等综合效益，具有一定的推广价值。

图2 安装位置

图3 运行状态

图4 定位标签