門式起重機安全監控管理系統的研究與應用

王宴平 呂林寶 上海鐵路局合肥貨運中心

門式起重機安全監控管理系統的研究與應用

王宴平 呂林寶 上海鐵路局合肥貨運中心

針對門式起重機作業安全控制中存在的問題，合肥貨運中心開展技術創新研究，研發應用起重機安全監控管理系統，并在合肥北物流基地門式起重機上應用。闡述門式起重機安全監控管理系統的結構和功能，通過應用實踐，實現對起重機運行過程安全狀態的實時控制，從而提高設備運行安全，有效預防事故發生。

鐵路貨運；門式起重機；安全監控管理系統

門式起重機作為鐵路貨運主要機械設備，主要用于裝卸集裝箱、鋼材等長大笨重貨物，由于受場地條件、貨物品類、機械性能及操作水平等因素的影響，門式起重機作業安全控制手段落后，安全問題多發。

1 門式起重機作業安全控制中存在的問題

1.1 操作人員安全把控能力弱

普通門式起重機司機室固定在走形支腿上，而鉤頭或集裝箱吊架不斷進行動態往復作業，造成處于固定位置的司機無法全方位看到貨物在位移過程中與車輛、人員、設備之間的動態變化，對于位移過程中產生的危險因素不能及時發現并有效防范，特別在集裝箱或貨物堆碼較高的貨場，司機視線被遮擋較多，司機憑感覺或者經驗操作設備，作業安全卡控能力較弱。

1.2 安全管理手段落后

傳統的對門式起重機作業安全的管控以現場盯控為主，但效果不佳。一是難以做到全過程盯控，受人力、物力及天氣等因素的影響，檢查人員無法對現場每批作業都進行全程盯控。二是現場盯控無法做到全方位，門式起重機作業需頻繁往復，作業頻率高，環境條件變化快，管理人員位置變化相對慢，無法做到全方位、多角度、全過程的盯控，所以現場盯控往往流于形式，難以及時發現并解決作業安全問題。

2 門式起重機安全監控管理系統的結構

根據《起重機安全監控系統標準》和《起重機設計規范》以及鐵路行業相關規定，結合鐵路貨場門式起重機作業特點，我們與有關單位共同研發了起重機安全監控管理系統，對門式起重機作業過程進行實時動態、全過程監控，對作業視頻、運行參數和安全狀態進行記錄，具有遠程管理和數據實時傳輸等功能。該系統主要包括CMS系統（起重機監控系統）、視頻信息采集系統、無線傳輸系統以及遠程管理中心。

2.1 數據信息采集系統

數據信息采集系統主要由各類傳感器、可編程控制器（PLC）、以太網交換機、工控機、觸摸顯示屏、無線AP、服務器等組成，其中PLC是門式起重機上數據采集控制和顯示的核心設備。PLC的I/O模塊實時采集各傳感器傳來的數據信息，并對數據信息進行及時處理，對故障報警進行判斷，并將處理后的信息實時反映在司機室觸摸屏上。安裝在門式起重機上的無線客戶端與以太網交換機相連后，將各類監控信息和故障報警等傳輸到監控中心的服務器上，監控中心的門式起重機管理人員可以通過客戶端登錄，隨時查看掌握門式起重機運行情況，并進行遠程維護和故障處理，提高故障排查效率，減少門式起重機停機時間。

2.2 視頻信息采集系統

視頻信息采集系統是門式起重機安全監控管理系統的組成部分。為了能直觀地監視門式起重機各部件的運行情況，在每臺門式起重機的司機室、小車室、懸臂兩端、吊具上方以及走行支腿處安裝了高清網絡攝像機，對門式起重機的裝卸作業、運行機構情況進行視頻信息采集，并實時顯示在司機室和監控中心顯示器上，便于司機和管理人員實時掌控設備運轉和作業情況，及時處理各類突發問題（見圖1和圖2）。

圖1 監控攝像頭

圖2 司機室監控顯示屏

2.3 無線傳輸系統

由于門式起重機在露天環境下移動作業，數據信息采集系統和視頻信息采集系統都固定在門式起重機上，隨著門式起重機動態移動，若采用有線傳輸方式布線比較困難，而無線傳輸技術為安全監控管理系統的數據傳輸提供了技術解決方案。視頻監控數據通過安裝在小車走臺和大車懸臂端的無線網橋設備傳輸到遠程監控中心，從而實現數據無線傳輸（見圖3）。

圖3 無線網橋設備

2.4 遠程管理中心

遠程管理中心是通過電腦客戶端對門式起重機作業過程的數據信息、視頻監控信息以及運行參數進行實時監控管理，并對運行狀態進行判斷，具有實時狀態監控、故障監視、歷史回放、數據記錄、作業報表等功能。同時該客戶端還支持手機系統安裝，便于管理人員遠程隨時掌握門式起重機的設備狀態，對故障進行及時分析處理，實現“人在屋中坐，安全都把握”，借助網絡將故障信息及時發送給廠家，提高設備故障處理及時性，保障設備安全高效運行（見圖4和圖5）。

圖4 遠程管理中心

圖5 手機客戶端

3 門式起重機安全監控管理系統優點

3.1 作業安全管控從事后處理轉向事前預防

海因里希理論告訴我們：要防止重大事故的發生，必須要重視事故的苗頭和安全隱患。門式起重機安全監控管理系統通過監控作業過程中各部位運行狀態和作業人員的工作狀態，并對設備故障和作業人員違章操作及時發出警告，有效防范設備的不安全狀態和人的不安全行為，將安全隱患消滅在萌芽狀態，防范安全事故的發生。

3.2 門式起重機司機作業安全環境明顯改善

門式起重機的各個位置安裝了高清攝像機以后，司機室能夠實時顯示各位置動態情況，司機能對裝卸作業過程中每一個動作都盡收眼底、一目了然，消除了盲點和死角，對確保司機安全操作起到了望遠鏡作用。

3.3 安全檢查效率大幅提高

通過起重機安全監控管理系統，管理人員足不出戶就可100%實現對監控對象進行安全檢查，工作效率大幅提升，安全檢查無死角。

4 結束語

門式起重機安全監控管理系統的創新和實踐，實現了對門式起重機作業過程的實時動態監控，提升了安全控制能力，是合肥貨運中心應用科技保安全的又一成果，也是推進“數字貨運”建設的有益嘗試。我們將積極總結經驗和不足，深入研究探索先進技術手段，強化應用管理，為發展鐵路現代化物流做出更大貢獻。

[1]《起重機安全監控管理系統》（GB/T28264-2012）.

[2]《起重機設計規范》（GB3811-2008）.

[3]《鐵路貨物裝卸安全技術規則》（鐵總運[2015]244號）.

[4]《關于運輸裝卸機械發展政策措施的通知》（鐵運[2013]12號）.

[5]秦洪.鐵路貨場門式起重機安全監控管理系統的應用與思考[J].鐵道貨運，2016，34(4):59~60.

[6]高金花.安全監控管理系統在門式起重機中推廣探討[J].機械研究與應用，2014，27(2):117~119.

[7]黃鋼.我國鐵路安全風險管理持續發展的研究與思考[J].鐵道運輸與經濟，2014，36(9):1~6.

[8]馬慶峰.鐵路貨運裝卸機械作業安全問題分析與對策[J].上海鐵道科技，2014，(2):22~23.

責任編輯：許耀元

來稿日期：2016-11-08