吴 迪
中国建筑第八工程局东北公司 吉林省长春市 130000
摘要：当前，我国城镇化发展脚步非常快，建筑行业是国民经济重要支柱型产业。在此背景下，高层建筑和超高层建筑越来越多，而高处作业吊篮在建筑外墙装修、维修和清洗中使用具有较大优势，因此高处作业吊篮在我国建筑施工现场中被广泛使用，据统计，截至2017年全国施工现场高处作业吊篮保有量在60万台以上，并且每年还以7、8万台的销量投放市场。
关键词：高处作业吊篮；安全智能监控系统；关键技术
引言
随着城市化建设的飞速发展，高层、超高层建筑在城市建设中愈加普遍，具有工作效率高、使用灵活等优点的电动吊篮在施工中的应用越来越广泛。作为高空作业的平台，除实用性之外，安全性是施工吊篮最值得关注的方面。传统的吊篮安全保障多依靠定时的人工检查，以及一些纯机械方式的安全装置，如安全锁、限位器等产品。在户外施工现场高空、多尘和多沙的环境下，此类产品的可靠性令人担忧，不达标的人工安装及违章操作也会使这些装置失去效用。并且这类装置不具备信息的采集和反馈功能。
1高处作业吊篮施工安全事故
我国正处于经济和城镇化建设的快速发展时期，我国建筑业作为世界上做大的建筑市场，是我国国民经济的重要支柱产业。随着建筑业在我国的持续发展，建筑业发展到一定阶段，高层建筑和超高层建筑的数量也越来越多，而高处作业吊篮在建筑外墙装修、维修、清洗中的使用也愈加广泛。吊篮属于高处作业设备，由钢丝绳悬挂着高处作业平台载人升空，由于其特殊的作业性质和作业环境，因此具有很大的危险性。但是，吊篮至今未被国家列入特种设备的范畴，因此其安全性应受到重视。全国施工现场的高处作业吊篮（以下简称吊篮）保有量在60万台以上，每年还以7、8万台的销量投放市场。在研究期间曾对北京、上海、天津、重庆、河南等省（直辖市）和青岛、烟台、大连等城市高处作业吊篮保有量进行调查，可以看出高处作业吊篮在我国施工作业现场己被广泛应用，全国范围内高处作业吊篮保有量极其庞大。
2高处作业吊篮安全智能监控系统关键技术
本文研究的吊篮安全系统能够解决危险状态识别、预警和控制，实现吊篮施工的智能化安全监控。安全系统关键技术包括吊篮危险状态参数监控技术和状态检查确认程序技术，可以极大提高吊篮设备的安全度，提升智能化控制水平，避免安全事故发生。
2.1吊篮危险状态参数监控技术
吊篮危险状态参数监控技术是对吊篮的不安全状态进行识别和控制。为了使高处作业吊篮在工作过程中，在危险到来之前能提前预警、保护设备及操作人员的人身安全，采用高处作业吊篮安全监控技术装置成为必须。该系统由传感感知单元、数据处理单元、中央控制单元、云端服务器和终端用户交互程序构成。其中传感感知器单元包括：对前伸梁倾斜角度进行监测的倾角传感器，对动力钢丝绳载荷重量进行监测的称重（拉力）传感器，对后支架压重压力进行监测的称重（压力）传感器，系统还设有对作业环境中风速进行监测的风速传感器和可感知设备位置信息的GPS模块。系统设有开关量输出单元模块（对两侧提升机进行开关控制）、中央处理单元（通过系统设置报警范围，对监测数据进行处理分析，实施对高处作业吊篮动作的限制保护，同时将数据上传至云端服务器）、用户交互（为施工单位、设备租赁单位、监管部门提供数据信息）。
高处作业吊篮安全监控系统是基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集和融合技术、无线传感网络技术、远程数据通信技术，高效率地完整实现高处作业吊篮的实时监控与预警报警功能，并在报警的同时自动终止吊篮危险动作。可以对吊篮安全工作状况实时记录、存储并将数据通过GPＲS无线传输至远程监控平台，有效预防危险因素产生和抑制设备故障隐患发生，杜绝安全事故，同时为管理部门提供可靠的信息查询，以供使用和监管部门在安全管理过程中有据可查可依，进行数字信息化管理。该系统采用模块化设计的理念，系统原理如图1所示，倾角、称重（拉、压力）、风速、位置分别采用单独的模块进行数据采集，各模块通过ＲS485总线将数据传送给数据处理单元，数据处理单元将接收到的数据通过频率为433MHZ的无线电波发送至安装在吊篮平台中的中央控制装置，中央控制装置通过对接收到的数据与系统设置的报警值比较分析，判定是否启动报警机制，同时中央控制装置通过GPＲS模块数据及报警信息发送至云端服务器。
相关国家和行业标准对吊篮设计、制造和使用均制定了严格的规定。悬吊平台应有制动装置，工作中超载时能够可靠停止运动，以防止使用超载；工地使用位置风速不大于8．3m/s（相当于五级风力），环境风速不满足时不能盲目使用；悬挂平台两端纵向倾角不得大于14°，应安装自动防倾斜装置，当平台纵向倾斜角度大于14°时，应能自动停止平台的升降运动；悬挂机构横梁应前高后低，且横梁前后水平高差应保持在横梁长度的2%以内，禁止前梁向下倾斜；在吊篮正常工作状态下，悬挂机构的抗倾覆力矩不得小于3倍倾覆力矩，对于吊篮平台额定载重量的集中载荷，悬挂机构的抗倾覆力矩与作用在悬吊平台中心导致的最大倾覆力矩之比≥1．5，保证一定的安全系数，预防倾翻事故的发生。各部件安装情况说明：拉力传感器安装在钢丝绳和前伸梁端部固定连接处下部；倾角传感器安装在靠近前支架的横梁上顶面，使用磁性吸盘；压力传感器安装在后支架和屋顶地面之间，使用专用固定底座；风速传感器安装在前支架顶部不挡风位置；系统主箱安装在吊篮平台外侧护栏上，与吊篮控制箱并行排列；信号采集传输箱安装在悬挂机构横梁中部。
图1 安全监控系统原理示意图
2.2不安全行为状态检查技术
本系统的状态检查确认程序技术能够实现对人的不安全行为的控制，是一种人机界面控制技术。安全系统可以考虑人工加界面系统确认程序，在吊篮安全系统中写入状态检查确认程序。规范规定班前、班后应按规定对吊篮进行检查。操作使用人员在作业前先进入状态检查确认程序，根据相关标准规定和吊篮安全事故原因分析总结，设计状态检查确认程序包括：项目负责人、安全负责人、操作负责人、悬挂机构固定、钢丝绳固定连接、独立安全绳使用、吊篮平台连接及提升机固定、升降通道环境状况、上限位状态、钢丝绳吊坠固定、安全带正确使用、安全锁锁绳状态和提升机运行状态等13个参数，每个参数检查完后经确认进入下一个参数，直至所有参数检查完成，每个参数检查时不符合规定要求即处于不安全状态，系统及时报警并上传相关信息。主体责任方收到不安全状态信息后应及时安排维修保养人员进行整改，直至检查完成达到安全使用状态。未来在该系统基础上可以进一步升级，应用图像识别技术，对作业人员行为图像进行识别，实现对违规违章行为的控制。通过图像匹配、描述和识别对图像进行比较和配准，分析提取图像的特征及相互关系，得到图像符号化的描述，再把它同模型比较，以确定其分类。用传感器拍摄安全防护设施的状态，通过系统软件处理生成数字数据，再将处理好的数字图像与数据库内图像模板进行比对，识别出危险隐患信息后报警并向控制系统传送。
结语
综上，安全智能监控系统的推广使用，会增加吊篮施工作业成本，但是从长远发展和社会效益来说，将吊篮设备安全度提高到一个较高的水平，这也是以人为本、安全发展理念的体现，符合国家建筑施工安全信息化监管的政策要求。各吊篮设备生产企业应发挥自身特点打造具有核心竞争力的产品，实施智能化战略，加大研发力度，打造高端智能安全的产品，朝着智能、环保和安全的发展方向努力，不断提高产品质量，保持领先的技术竞争优势，迎接未来广阔的发展机遇。
参考文献：
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[5]朱峻言．机械设备运行状态实时监测与评价方法研究［D］．合肥：合肥工业大学，2016．
论文作者:吴迪
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
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