邓海，梁志文，赖宣辉

（广东省建筑机械厂有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

某建筑工程，总建筑面积262318.97m2，地下1 层，地上19 层（D2 栋）和23 层（C6 栋）。根据工程建设要求，于现场配套8 台塔吊，大臂长60m，尾臂长12.9m，最大起重力矩1000kN·m，最大起重重量6t。为提高塔吊运行的稳定性与协调性，项目在各塔吊上适配TBSTC-I 塔吊安全监控系统，以自动化的方式监控塔吊的运行状态，供塔吊操作者及现场管理人员分析，以便规避安全问题。

2 塔吊安全监控系统的基本功能及关键组成

2.1 基本功能

（1）塔吊安全监控系统融合电子、通讯等多领域的先进技术，可在塔吊运行期间及时采集数据，完成对各塔吊运行状态的分析，并完整储存数据。核心硬件装置包含荷载监测仪、防撞检测仪及保护监测仪，可根据施工需求灵活匹配，形成优质的组合方案。

（2）塔吊安全监控系统具有智能化的特性，可多方面收集塔吊的各项运行参数，用于判断塔吊自身的运行状态以及与其他设备之间的运行状态，作为安全控制的依据。

（3）塔吊安全监控系统可以精准测定塔吊的作业覆盖范围，判断其是否进入禁行区，若设备进入该区间内，将自动报警，以便操作者及时做出调控。

（4）塔吊安全监控系统可以完整地记录各项数据，管理者等相关工作人员可以根据需求及时调取，判断塔吊在历史运行阶段的实际情况。若存在问题，可检查黑盒，进而提取具有参考价值的信息，给事故的判断提供参考依据。

2.2 前端设备

（1）风速传感器。作为一种工业级仪器，风速传感器可以测定塔吊运行阶段的风速，该仪器的操作较为便捷，对供电电压的要求较低，即便在恶劣的自然环境中以及在强干扰状态下也可以高精度运行。

（2）专用力矩传感器及支架。在塔吊运行过程中，需根据实际施工条件灵活优化参数，以确保塔吊可以在安全的前提下高效运行。另外，通过塔机专用力矩传感器及支架的应用，可以全面地监测各关键参数，作为塔吊操作的参考依据。值得注意的是，若达到满载状态或存在变幅超限等情况，将及时发出报警，以便由专员快速做出响应，正确处理问题。

（3）专用防侧翻传感器。塔吊运行期间的超载次数、停电次数等方面的信息均会被完整记录，而此方面的数据可以作为塔吊运行状态的关键分析依据。与此同时，操作者可以在此基础上调整作业方法，从而规避操作不规范、基础倾斜等异常状况。

（4）其他传感器。例如，角度、高度等方面的传感器均为关键的装置，因此，必须通过各类传感器的协同运行，以提供智能防碰撞、黑匣子监控等功能。这是因为，该部分功能对于保证塔吊的安全性、提高运行水平而言均具有重要意义。

3 TBSTC-I 塔吊安全监控系统的运行原理

系统融合了传感器技术、数据采集技术、远程数据通信技术、嵌入式技术等前沿的现代化技术，运行稳定可靠，可以为塔吊提供实时的监控以及报警功能。其中，前端监控装置和后端远程监控平台为核心组成模块，两者可实现无缝融合。因此，在对塔吊做全面的监测时，各项数据可实现远程高速无线传输，向GIS 可视化监控平台传输最新的监测信息，同时该部分内容将同步至智能手机等终端设备中，相关管理人员可以通过多种途径查看信息，进而对塔吊的运行状况做出准确的判断。这突破了监控受时间和空间限制的局面，能够提高对异常状况的处理灵敏性，从而有效地避免了因信息掌握过于滞后而诱发大规模的问题。依托物联网技术，可以将TBSTC-I 塔吊安全监控系统的应用水平提升至全新的层次，此时，可实现对塔吊运行工况的实时在线感知，通过技术的驱动作用，全方位监控塔吊的运行情况，以便有效规避危险因素，从源头上消除安全隐患，降低安全事故的发生概率。

4 TBSTC-I 塔吊安全监控系统应用

4.1 运行数据的全方位采集

建筑高度较大，根据气象学的基础知识可知，高空作业时风力作用更为显著，易干扰塔吊的正常运行，因此，加强在风力条件下的安全控制至关重要。对于塔吊监控系统来说，则可以提高风速监控功能，其能够较好地满足风速的监控要求。

所以，施工单位要以高精度、高稳定性的传感器为核心，实时采集吊重、高度、环境风速等基础数据，操作者以及现场管理人员均可以根据监测数据及时掌握塔吊所处高度的风速情况，视实际风速采取控制措施，避免在大风天气下作业。

4.2 监测数据的直观显示

塔吊安全监控系统践行人机交互的设计理念，适配互动性较强的显示屏，以图形的方式全面呈现系统的各项监测数据，塔吊司机可以直观地掌握塔吊的综合运行情况，例如，塔吊自身的运行参数、风力等现场条件等。在塔吊运行期间，塔吊安全监控系统呈现的设备运行参数体现在起重重量、起重力矩、起重臂转角等方面，且数据能够以图形这一载体呈现，通常具有可观性较好的特点，同时，塔吊司机根据数据对塔吊运行情况做出判断，再结合作业规范以及工程施工要求，合理调整作业方法，达到动态化施工的目标。在传统塔吊运行模式中，塔吊司机主要凭借经验对整体作业情况做出判断，此方式具有粗放化的特点，判断结果易偏离实际情况，随之诱发误操作等问题。相比之下，该塔吊安全监控系统则可以提供详细、精准的数据，供塔吊司机展开量化分析，进而掌握塔吊负载、现场环境等方面的实际情况，以便针对不足之处做出调整。

4.3 单机运行状态监控

运行安全指标包含起重力矩、吊重、高度、变幅、作业高度风速及工作回转角，并针对各指标设定阈值，待实测值即将接近阈值后，将及时报警，以便在快速处理的同时，规避问题。具体可采取的措施有根据监控要求，在工地微机房处适配电脑安装监控平台，且可以同步接收塔吊监控装置传输的各项监测数据。在该工作机制下，消除了塔吊运行期间的不可预见因素，实现对其的“透明化监控”。此外，受惠于此，现场安全员以及其他管理人员可以及时与塔吊司机取得沟通，根据判断结果引导塔吊司机的工作，纠正不合理的作业行为，确保塔吊运行全过程中均具有安全性、可行性以及高效性。

4.4 单机防碰撞监控

塔吊运行期间，在即将出现碰撞或是塔吊超出作业限制区时，将及时发出声光预警和报警，此时，司机以及管理人员可以快速做出响应，视实际情况合理调度，避免异常状况的持续发展。

4.5 塔吊群防碰撞

监控范围延伸至整个塔吊群，可以及时对碰撞问题做出预警，塔吊司机也可全方位地观察其他塔吊的运行情况以及与其他塔吊的空间关系，合理操作，以免塔吊机群碰撞。

4.6 远程可视化监控平台

塔吊安全监控系统的各项监测数据可以实时传输至监控平台，从而达到可视化远程监控的效果。在监控平台数据库的支持下，可以全面地储存塔吊的各项历史数据，管理人员可根据需求及时查询。此外，还可生成基于数据的书面报表或是电子表格，数据的可用性得以增强。

4.7 智能手机短信报警告知

若塔吊司机的操作行为不符合规范，安全监控系统将及时做出响应，向管理人员的智能手机中发送短信，告知具体的作业情况，接收到此方面的数据后，引导塔吊司机做出调整，改善作业方法。全过程中，双方密切沟通，可以有效地消除塔吊运行的质量问题以及安全问题。

5 结语

综上所述，通过TBSTC-I 塔吊安全监控系统的运行，项目施工现场形成密切沟通、及时调度的良好作业氛围，全过程中各项工作可高效开展，未发生安全事故，施工质量得到保证，项目的综合效果较佳，由此也说明该塔吊安全监控系统具有可行性。