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摘要：为提高施工效率，在同一施工现场经常需要同时布置多台近距离交叉作业塔吊，这些塔吊间由于有重叠作业区存在碰撞的可能。于是，预防塔吊间的碰撞，提高施工安全，成为建筑施工领域的焦点问题。针对这个问题，利用无线电技术、传感器技术、计算机软件技术等科技，对塔吊群进行智能防碰撞系统的研究，对塔吊之间的碰撞及塔吊与建筑物之间的碰撞进行预警成为当今行业的主流趋势。
关键词：塔吊；传感技术；科技；智能防碰撞；主流趋势
前言
塔吊的使用，不仅节省人力投入，还大幅度提高工作效率，为建筑行业带来了机械化和自动化的变革。但是随着建筑行业塔吊使用数量和密度的增大，塔吊使用过程中，倒塌、碰撞、过载断臂等事故频发，造成工作人员的伤亡和财产损失，对社会产生负面影响。在这样的情况下，智能塔吊防碰撞系统的作用越发重要，能够实时监测塔吊使用情况，避免违规操作，防止塔吊交叉使用带来的风险，对减少塔吊发生意外事故具有重要作用，本文以太平洋项目为例对智能塔吊防碰撞系统在建筑工程中的应用做简要的阐述。
1、工程概况
太平洋工业区更新项目一期分1-02、1-03两个地块开发建设，其中1-02地块建设用地面积12759.51平方米，总建筑面积125246.36平方米，1-03地块建设用地面积为2084.85平方米，总建筑面积18376.13平方米。整个建设工程分为地上22层的A研发楼、地上23层的B栋研发塔楼，一栋地上31层宿舍楼，一栋地上32层的住宅楼总共四栋楼组成，其中A、B栋研发楼由5层的裙房连接。为满足施工要求，现场布置3台塔吊，由于项目施工现场较为狭长，故而塔吊间存在作业重叠区，因此智能塔吊防碰撞系统的应用对本工程的安全文明生产意义重大。
2、塔吊间碰撞可能性分析
低位塔吊起重臂与高位塔吊吊绳之间的碰撞以及低位塔吊起重臂最高点与高位起重臂最低点发生的碰撞称为垂直碰撞。
根据本项目塔吊的布置情况知，1#塔起重臂长55米、2#塔起重臂长60米、3#塔起重臂长60米，1#塔和2#塔两塔机安装位置相距65米，1#塔和3#塔两塔机安装位置相距86米，2#塔和3#塔两塔机安装位置相距87米，存在交汇作业区，故而安装时塔吊必须相互高低错位。然而由于这样的布置安排，塔吊间存在垂直碰撞的情况。
同时，通过项目现场塔吊布置图了解，三座塔吊工作半径内都有覆盖周边建筑，故而都存在碰撞的可能。
现场塔吊布置图
3、系统组成
智能塔吊防碰撞系统由带动态显示的主机（内置制动控制）、角度传感器、幅度传感器、风速传感器、力矩传感器、无线通信模块等组成。
1）主机（带液晶及内置制动控制）
用于塔机运行实时显示，碰撞危险的报警和制动。
防护形式：声音警示，大液晶动态实时显示，区域制动5方向控制
报警范围：碰撞危险报警，限位报警，非法侵入禁行区报警
制动控制：在塔吊发生报警后仍继续运行的，塔吊将开启自动制动程序，限值塔吊的危险运行。
2）幅度传感器：
感知塔吊小车距标准节的距离
单位：M（米），精度：0.10M（米）
温度范围：-20℃—+60 ℃
3）角度传感器：
感知塔吊吊臂的角度
单位：（度），精度：0.3。
温度范围：-20℃—+60 ℃
4）风速传感器：
感知实时风速
分辩率：风力：1级
测量精度：±0.3米/秒
5）无线通信：
用于塔吊与塔吊之间，塔吊与远程监控器数据通讯的无线传感器网络设备。有效距离：2000M（米）；频点范围：220-240MHZ。
4、系统的特点
1）功能：
a、大液晶实时动态视频显示；
b、真正的3D全方位防碰撞功能设计；
c、集成了防碰撞、力矩限制、风速报警、制动控制、黑匣子等多方功能，解决了塔吊全方位的安全防护功能；
d、这些功能均可根据需要选配，方便灵活；
e、制动控制功能，能够在碰撞发生前先报警提示，若继续前行则根据算法对要碰撞的方向进行制动，停止前进，避免进一步的错误发生，大大提高了安全防护能力和等级。
2）性能
a、采用工业等级设计、生产、加工标准，性能稳定可靠；
b、易于安装、省时省力、参数设定简便快捷。
3）全方位防护
a、单机安全防护：风速报警、载重报警控制、禁行区设置保护。
b、群塔安全防护：防碰撞报警、防碰撞制动、区域防护。
5、结束语
智能塔吊防碰撞系统是用于复杂施工环境下多塔机作业的安全防碰撞报警及预防系统，能有效的防止工地塔机的碰撞，预防和减少机群协同作业中碰撞，提高工地的施工安全。以太平洋项目为例子，太平洋项目塔机防碰撞系统是安全有效的动态监视、预警系统，它能够帮助塔机操作员避免那些由于操作失误造成的严重、甚至致命的事故，极大的保障了项目安全文明施工的进行。
参考文献
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论文作者:简廷新,潘成勇,蔡昇烨,杨鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/5
标签：塔吊论文; 重臂论文; 传感器论文; 系统论文; 风速论文; 智能论文; 项目论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;