基于无线网络的船厂吊机预警管理系统1

2022-10-31亢晓勇

船舶标准化工程师 2022年5期

亢晓勇

（中交四航局江门航通船业有限公司，广东江门 529145）

0 引言

船厂的大型吊机设备包括门式起重机、塔式起重机和桥式起重机等，均被列为危险性较高的特种设备。随着国家对安全生产的愈发重视，传统的人工监控和管理方式已经不能满足生产安全管理的需求，亟需针对吊机设备的实时高效监管技术。本文提出一种基于无线网络的船厂吊机的实时管理系统。通过在厂区内建立无线局域网来实现对车间、船台和船舶的管理，无线局域网可覆盖整个生产区域。

1 吊机管理现状

1.1 日常管理

作为一种特种设备，吊机必须由专业人员进行维护，吊机操作人员必须持有相应的特种设备上岗证，熟悉且严格遵守安全操作规程。然而，在吊机日常工作过程中，可能存在如下错误操作：1）未经许可启动、关停、移动吊机；2）吊机关停时，开关未锁紧，进而导致吊机意外转动、通电或漏电；3）忽视警告标记和警告信息。吊机日常管理需要特别注意操作人员的不安全行为。

为保证吊机的安全运行，船厂通常在起重设备上安装限位开关和起重量限制器等安全保护措施，但这些限制装置无法显示起重设备运行过程中的工作参数及状态，进而导致作业人员无法准确判断起重设备是否接近工作极限状态。常规保护装置只在吊机达到极限状态时才能发挥作用，不能在吊装过程中进行全程监控。此外，由于常规保护装置没有自检功能，若装置损坏，很难在平时使用中发现，只有在极限状态下或专业维护人员细致检查时才能发现问题，存在严重的安全隐患。安全保护措施的状态同样是吊机日常管理的重要内容。

船台及码头的吊机多位于易受外部影响的区域，近年来受恶劣天气影响导致的吊机倒塌事件时有发生，不仅对企业造成了巨大损失，还对个人造成了巨大伤害。对于常规天气，船厂可根据天气预报提前准备相应的应急措施进行处理、对吊机进行锁止和加固，但对于突发的狂暴阵风袭击，船厂无法及时进行预防，往往会造成难以预料的损失。

1.2 吊机管理问题

1.2.1 人的不安全行为

人的不安全行为是指职工在职业活动中违反劳动纪律和操作程序，并具有一定危险程度的行为。工作中常见的不安全行为包括操作错误、忽视安全、忽视警告、使用不安全的设备、身处不安全的位置、存在分散注意力的行为等。

1.2.2 物的不安全状态

物的不安全状态是指事故发生的物质条件。常见的物的不安全状态包括缺乏防护、保险、信号装置；机械装置存在缺陷；机械装置强度不够；电气设备绝缘强度不够；非正常状态下运行；设备失修、保养不当等。

1.2.3 外界环境的不安全因素

环境的不安全因素主要包括像照度不足、作业场所狭窄、恶劣天气和管理缺陷等。

2 船厂吊机管理需求

安全生产是生产企业永恒的主题，也是防危控疾的主要手段。为实现安全生产，首先需要明确吊机管理的实际需求，然后有针对性的一一解决，最终完成目标。

船厂吊机的工作环境复杂，为使工作人员更好地掌握吊机的运行状态，有必要对吊机操作人员、吊机自身状态以及周围环境状况进行监测，进而实现提前预警，降低事故发生的可能性，实现吊机的安全管理。

3 基于无线网络的吊机管理系统

3.1 系统功能

基于无线网络的吊机管理系统具有如下4点功能：

1）开启吊机门需同时进行打卡和人脸识别验证，可有效避免非专业人员违规操作。

2）驾驶室安装监控设备来监控操作人员的状态，避免操作人员违规操作或不安全操作。

3）设备运行状态实时上传监控小程序。

4）恶劣天气情况下提前预警。

3.2 门禁及监控系统

门禁及监控系统见图1，该系统主要包括门禁及监控控制模块、移动终端和控制中心，三者之间通过无线网络进行通信。当驾驶室外的人脸识别系统完成数据采集后，将采集信息与之前录入的信息进行匹配。若匹配成功，则驾驶室的门锁自动开启，操作人员可进入驾驶室进行相应操作。驾驶室抓拍摄像头跟踪抓拍操作人员的违规操作，上传数据到控制中心进行报警，控制中心监管人员在接到警报后通过系统或外部通讯设备提醒驾驶操作人员。该系统可对日常操作过程进行有效管控，保障吊机的安全运行。

图1 门禁及监控系统

3.3 吊机监控管理系统

吊机监控管理系统见图2，该系统主要包括吊机本地安全监控管理系统、移动终端和控制中心，三者之间通过无线网络进行通信。吊机监控管理系统能自动检测出吊载质量及起重臂角度，并能在用户终端显示出其额定载重量、实际载荷、工作半径、起重臂角度等信息。此外，该系统还具备自动诊断功能和报警功能。若发出警报时操作人员仍在操作，驾驶室主机的屏幕会立即显示报警或预警项目，同时还会有真人提醒，保障操作人员的人身安全。