塔吊“黑匣子”監控施工技術

【摘 要】本文介紹了塔吊“黑匣子”監控施工技術，采用的高科技設備對現場塔吊吊裝作業進行全面的監控，提高施工時的安全性，避免了塔司盲區吊裝作業的安全問題，從整個應用實施的效果上看，此施工技術還是成功的，也給類似的項目提供了一個參考對象。

【關鍵詞】塔吊；盲區作業；安全問題；微波網橋

0.前言

傳統的塔吊起吊作業過程是：每臺塔吊配備最少一名“司索工”（信號工），用于配合司機進行工地材料的吊裝作業。塔吊司機在起吊作業的視線和吊裝貨物存著一定角度，在判斷“大臂”、“變幅小車”是否到達“起吊作業面”上方，何時該“下鉤”的問題上，完全依賴司機的職業技能，司機在能目視的情況下，可以進行目視起吊作業，一旦在建筑主體另外一端進行“盲區”作業的時候，對“司索工”（信號工）的依賴到了極致。這里就存在著信號工和司機的配合默契度，任何差錯都可以導致致命的安全事故，帶來巨大的生命財產損失。

塔吊司機迫切的需要一種能夠實時的視頻輔助圖像來幫助司機完成吊裝作業。最好能對吊裝作業做實時備份存儲，以便后續能隨時調閱視頻資料，作為日后安全事故糾紛的可靠依據。

為有效解決塔司盲區操作及施工過程監控難題，利用現有成熟的無線數字微波擴頻技術、百萬高清網絡監控系統、遠程監控平臺系統，設計制作完成“塔吊視頻‘黑匣子’遠程監控系統”。系統包含兩路視頻圖像：一路吊鉤視頻；一路變幅小車視頻。項目在塔吊吊鉤及行走小車上安裝視頻監控系統。本系統考慮在“變幅小車”上安裝的攝像機因為和吊鉤是完全垂直的，沒有角度差，司機可以依靠司機室里面的液晶顯示屏執行確定貨物是否已經到達卸貨點上方，并進行一系列的起吊動作（變幅、回轉、起升）。完全解決司機在高空視距不好，及完全無法視距的情況下，能夠通過司機室的液晶顯示器，實時的看到起吊作業面上的圖像，了解塔吊運行狀況，以及塔吊下方吊裝貨物的起吊、運行、下鉤狀況是否安全，并且聽到傳回來的聲音。塔身安裝攝像機可以不限時監控施工作業現場。

1.特點

1.1先進性和實用性

本系統采用純數字IP傳輸方式，最新的MPEG4/H.264編碼技術結合OFDM微波擴頻調制技術，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平，適應時代發展的要求。

1.2經濟性與便捷性

充分考慮實際需要和信息技術發展趨勢，根據現場環境，設計選用功能和適合現場情況，采用無線的解決方案。無線網絡傳輸系統具有架設容易、建設周期短、成本低、不受地理環境限制的影響的優點，安裝調試方便快捷。

2.適用范圍

本技術適用于建筑工地塔吊吊裝無線視頻監控及遠程監控。

3.工藝原理

無線數字影音遠程監控系統構成是由前端設備、傳輸設備、后端控制存儲顯示設備三大部分構成，工作原理是通過安裝于塔吊的攝像頭完成對吊裝貨物的視頻監視（采集視頻圖像），圖像經過無線微波設備調制，由微波網橋設備完成數據接收（做中繼處理），安裝于司機室的微波設備接收來自變幅小車上面的中繼數據流，經網絡連接進入視頻“黑匣子”（監控主機）完成解碼、存儲、顯示。通過設備完成吊裝作業視頻數據備份存儲，并由此設備輸出“左右”兩畫面視頻圖像，直接顯示在液晶顯示器上。司機通過視頻圖像，實時的監控所有的吊裝作業過程。再由司機室視頻記錄儀下來的視頻數據，通過安裝在塔吊檢修平臺上的微波網橋，完成視頻數據到地面項目部的傳輸。項目部的微波網橋接收來自塔吊上面的視頻數據并經過電腦主機，完成數據壓縮、存儲、上傳。

遠程用戶通過在電腦主機或者智能手機上安裝客戶端軟件，利用指定的賬號密碼，通過外網訪問位于因特網上的視頻服務器。便可訪問前端的視頻圖像，實現對項目施工的全過程監控管理。

4.2設備安裝說明

（1）吊鉤滑輪組上的設備考慮到設備運行的時候的防碰撞和防墜落，在實際安裝的時候，使用1.2mm的冷軋鋼板焊接在吊鉤滑輪組的側面。鋰電池、微波天線、微波發射主板、攝像機，為一個可分解可拆卸的整體組件。組件的長寬高為：165mm*200mm*80mm（厚度）。

（2）變幅小車上安裝的設備為1個網絡攝像機、鋰離子電池組、微波網橋、不銹鋼受電板。考慮到塔吊拆卸，日后設備的反復使用，所有的組件都用不銹鋼螺栓固定。

（3）司機室安裝的設備為1個微波網橋和1個帶20吋液晶顯示器的視頻主機（視頻數據“黑匣子”）。

（4）變幅小車上面裝有自動充電裝置，司機下班或者休息的時候，把變幅小車收到指定位置，通過“黑匣子”上安裝的電流表，觀察變幅小車上安裝的電池充電狀況。因為吊鉤滑輪組的結構原因，只能依靠“高能量聚合物鋰離子電池”給設備供電。正常使用的時候，電池連續工作時間在40小時左右，當放電結束后，可以直接換上備用電池（標配）。

4.3設備安裝方式

（1）司機室位置：首先，先安裝好位于司機室外面的微波天線，天線角度為對準變幅小車方向。然后，使用伸縮掛架固定好監控主機（視頻“黑匣子”），并用網線連接位于司機室外面的微波設備。將從大臂上引過來的電源線，接入監控主機，完成對導電輪的供電。

（2）變幅小車位置：變幅小車收回離司機室最近的地方，攝像頭和微波網橋垂直于吊鉤安裝在一個不銹鋼管上，管子用專用的抱桿固定在變幅小車的檢修平臺上。鋰電池供電組件用不銹鋼螺栓固定在變幅小車的平臺上，并通過線纜完成對攝像機及微波設備的供電。安裝時必須保證微波天線垂直朝下。用的“U型夾碼”把不銹鋼受電滑板固定在小車斜拉支架上，并調整好角度。

（3）吊鉤滑輪組位置：放下吊鉤，在吊鉤滑輪組一側焊接一塊組件固定底板，用于固定“吊鉤視頻系統”組件，銜接方式用螺栓固定。安裝時必須保證外露的微波天線垂直朝上。

（4）大臂結構橫桿位置：自動充電系統的安裝，從小車卷揚機往司機室5米的位置布一根2*1.0純銅的護套線到司機室，在起重大臂的橫桿上用專用的抱桿支架安裝不銹鋼導電輪。調整好與變幅小車受電滑板的角度與張緊度（導電輪帶有壓力彈簧）。

（5）檢修平臺位置：從司機室下來的一個網絡線，連接到無線微波設備，天線對準地面的項目部，把塔吊上面的所有視頻數據下傳到項目部。由項目部的微波天線接收后，經過PC處理，可以作為視頻的監控或備份存儲，主要的目的是為了數據上傳，完成外網觀看。其次項目領導班子可以通過局域網，直接瀏覽觀看實時的吊裝作業視頻圖像。

5.質量控制

5.1質量標準

本技術除滿足方案設計要求外，還必須遵守《建筑工程施工現場視頻監控技術規JGJ/T292-2012。

5.2質量保證措施

（1）攝像機宜安裝在監視目標附近不易受外界損傷的地方，安裝位置不應影響現場設備運行和人員正常活動。安裝的高度，室內宜距地面2.5-5m，室外宜距地面3.5-10m。

（2）室外環境下采用室外全天候防護罩。

（3）攝像機鏡頭應避免強光直射，保證攝像管靶面不受損傷。鏡頭視場內，不得有遮擋監視目標的物體。

（4）攝像機鏡頭應從光源方向對準監視目標，并應避免逆光安裝；當需要逆光安裝時，應降低監視區域的對比度。攝像機的安裝應牢靠、緊固。

（5）攝像頭調通后，圖像質量損傷主觀評價，要求圖像上不覺察有損傷和干擾存在。

（6）所有的線纜在走線時不能裸露在外，根據現場環境選擇使用PVC管或橋架走線，線纜走向應盡量選擇人不能直接觸及的位置，嚴禁在兩建筑屋頂之間敷設電纜，應將電纜沿墻敷設置于防雷區內，并且不得妨礙車輛運行。

（7）所有順著立桿方向的線纜、線槽、套管等均需用鍍鋅鐵線進行綁扎，綁扎間距以60-70為宜。

6.安全保證措施

安全文明保證措施。

（1）嚴格執行建筑施工現場安全防護衛生標準，確保施工生產在安全條件下進行。現場機具，材料有序堆放，保持規范化、制度化。

（2）安裝工人必須嚴格遵守國家和地方政府有關安全生產的法律、法規、條例，遵守項目各項安全管理制度，服從項目安全管理人員的指令，接受安全教育、安全交底、主動接受安全檢查，杜絕違章施工。

（3）保證落實安全防護措施，排查設備隱患，排查施工用電隱患，實時跟蹤設備使用情況，整頓不合理施工行為。

（4）作業前有針對性地進行單項書面式口頭重點交底，對施工環境存在的危險源及施工設備安全操作事項進行詳盡說明，避免疏忽引發安全事故危險，按時排查現場安全隱患問題，做到安全文明施工。

（5）作業過程中安全員全程旁站監督，督促現場施工，對違反安全施工的人員進行及時有效制止，檢查現場施工環境，清理存在的安全隱患，保證施工過程安全可靠。

（6）嚴禁有心臟病、高血壓、貧血病以及視力缺陷的工人從事高空作業。

（7）嚴禁酒后作業。

（8）禁止疲勞作業。

（9）施工人員進入現場必須按規定戴好安全帽，系好安全帽帶；在進行高空（2m以上的高處）或臨邊作業時，必須系掛安全帶，安全帶要求高掛低用，系掛點必須結實可靠。

（10）作業人員不得穿硬底鞋進行攀登作業，使用的工具如扳手等工具配有安全尾繩拴在安全帶上。

（11）轉移工作面時，不能將螺栓等零星器具遺留落至塔吊上，以免造成意外傷亡事故。

（12）焊接操作平臺鋪滿防火石棉布，施焊部位掛接火盆，避免火花飄落，引起火災。

7.環保措施

（1）進入施工現場所有工作人員必須佩帶工作卡。

（2）施工現場保潔落實到人，做到工完料盡場地清，車輛進出場有防泥帶出措施。施工垃圾及時清運，臨時存放現場的，集中整齊堆放到指定點。不用施工機具和設備及時出場。

（3）施工過程中，自覺形成環保意識，最大限度的減少施工過程中的噪音、光污染及環境污染。

（4）嚴格執行國家及地方環保規定。 [科]