架桥机安全监测预警系统

——智能结构物联网，数字化工地系统

上海睿技土木工程咨询有限公司

Shanghai RuiJi Civil Engineering Consulting Co.,Ltd.

一、架桥机安全监测系统需求分析

依据项目的基本要求，可以对现场的监测量分为模拟类传感器和开关量类信号两个大类，两类信号均采用架桥机安全监测仪进行数据采集。而对于视频监控需求则采用3G视频监控器进行监控。

1）模拟量类传感器

² 吊重传感器 

² 天车纵移传感器  

² 小车侧移传感器

² 起升高度传感器  

² 水平倾角传感器  

² 整车纵向位移传感器

² 整车横移位移传感器

² 前支腿竖直倾角传感器 

² 风速仪 

2）开关量信号

² 小车上升控制状态

² 小车下降控制状态

² 小车前行控制状态

² 小车后退控制状态

² 小车左移控制状态

² 小车右移控制状态

² 整机前移控制状态

² 整机后移控制状态

² 整机左移控制状态

² 整机右移控制状态

3）视频信号

² 前支腿处监控过孔状态

² 中支腿处监控过孔状态

² 天车处监控运梁车状态 

4）系统统计、存储以及显示功能（现场以及远程管理平台）

² 各机构运行频次、运行时间

² 综合吊载≥额定荷载60%持续吊载累计统计

² 综合吊载重量累计统计

² 各档位动作时间统计

² 安全监控系统存储时间大于45天。

二、RJ型架桥机信息化管理系统

            ——智能结构物联网，数字化工地

架桥机信息化管理系统是由上海睿技土木工程咨询有限公司研发的新一代复杂起重机安全监测和信息化管理产品，其能够实现对架桥机运行状态的全方位监测、多种不同危险的预警以及运营作业的信息化管理，能够有效提升架桥机的安全水平和运营效率。

架桥机信息化管理系统由安装在施工架桥机上的RJ-180型架桥机安全监测仪和RJ-106视频监控器、安装在远程管理中心的RJ-104型起重机械信息管理系统两部分组成。

RJ-180型架桥机安全监测仪由带动态显示的主机（内置制动控制）、角度传感器、高度传感器、倾角传感器、风速传感器、起重量传感器、纵向行程传感器、横向行程传感器、水平传感器、无线通信模块等组成，能够实时采集并显示架桥机的运行状态。

RJ-106视频监控器由分别布设在前支腿、中支腿和天车处的2个摄像头以及驾驶室的显示器构成，用于监控架桥机的过孔状况和与运梁车连接情况。

RJ-104型起重机械信息管理系统能够实现对区域多个项目工地、多类架桥机运营信息以及安全状态的实时管理，便于实现区域架桥机远程信息化管理的需求。

系统特点：

1）实现了对架桥机天车纵向行程、高度、天车横向行程、重量、风速、水平度、支脚垂直度、整体纵向行程、整体横向行程等八种不同量的测量、记录，从而能够有效避免架桥机运转过程中存在的结构自身危险（超重、风速、倾斜危险）等；

2）系统能够实现架桥机司机、远程管理者（建设公司、生产公司）等两层次的管理需求，有效提升了架桥机的安全性能和信息化管理效率；

3）辅助视频监控系统即可以扩展司机的操作视野，也可以提升远程监管力度；

4）总体技术参数国内领先，如系统监控参量最多、系统刷新速度最快、系统自组网时间最短、性能最稳定。

系统功能：

1）架桥机运行状态测试、显示及记录功能，包括有架桥机的天车纵向行程、高度、天车横向行程、重量、风速、水平度、支脚垂直度、整体纵向行程、整体横向行程数据，对架机运行过程中的数据可以记录在本地监控仪（大于45天）中，同时也可以存储在远端的服务器中，满足架桥机安全事故分析及架桥机运行效率分析的要求；

2）架桥机倾斜监控功能，通过测量架桥机的纵向倾斜和立柱的倾斜角来分析架桥机的安全状态，当架桥机的倾斜达到临界状态时予以报警，提醒司机谨慎操作；

3）架桥机风速监测功能，对架桥机运行过程中的环境风速进行实时监测，提醒司机进行安全操作；

4）架桥机安全状态远程监控功能，能够远程实现对架桥机运行状态的实时监控，满足架桥机远程管理的需求。

5）系统的技术参数如下表所示：

序号	项目	单位	数值	备注
1	天车纵向行程测量范围	m	0-100	与传动比有关
2	天车纵向行程测量误差	m	<0.05
3	天车横向行程测量范围	m	0-15	与传动比有关
4	天车横向行程测量误差	m	<0.05
5	天车高度测量范围	m	0-10	与传动比有关
6	天车高度测量误差	m	<0.05
7	制动端点个数	个	10
8	风速测量范围	m/s	0-40
9	风速测量精度	m/s	0.3
10	支腿倾角测量范围	（°）	0-10
11	支腿倾角测量精度	（°）	<0.1
12	水平度测量范围	（°）	0-5
13	水平度测量精度	（°）	<0.05
14	起重量测量范围	t	0-500t
15	起重量测量精度		<5%
16	整体纵向行程测量范围	m	0-100	与传动比有关
17	整体纵向行程测量范围	m	<0.05
18	整体横向行程测量范围	m	0-15	与传动比有关
19	整体横向行程测量范围	m	<0.05

三、架桥机安全监测仪

一、概述

RJ-180型架桥机监测仪是全新智能化港架桥机安全监测预警系统和信息化管理系统，能够全方位保证架桥机的安全运行，包括有架桥机防超载、防倾翻、防风速大等功能，能够提供架桥安全状态的实时预警和控制，是集精密测量、人工智能、自动控制等多种高技术于一体的电子系统产品和信息管理系统。

上海睿技土木工程咨询有限公司研发的架桥机安全监测仪，技术水平达到国内领先，能够满足各种不同类型用户的需求。

二、系统组成

RJ-180型架桥机安全监测仪由带动态显示的主机（内置制动控制）、天车纵向行程传感器、天车横向行程传感器、高度传感器、风速传感器、重量传感器、水平传感器、支腿倾斜传感器、整机纵向行程传感器、整机横向行程传感器、远程通信模块等组成。

水平度传感器：               测量整机纵向水平度 量程：0-5° 精度：0.05°
天车纵向行程传感器、整体纵向行程传感器：               测量天车、整体在纵向移动的距离 量程：0-100m 精度：0.05m
天车横向行程传感器、整体横向行程传感器：               测量天车、整体在纵向移动的距离 量程：0-15m 精度：0.05m
高度传感器：               测量天车、整体在纵向移动的距离 量程：0-10m 精度：0.05m
风速传感器： 测量架桥机风速 量程：0-40m/s 分辨率：0.1m/s 精度：±3%
重量传感器 测量起重的重物重量 量程：2-500t 精度：0.05%
支腿倾角传感器 测量支腿倾斜角度 量程：0-10° 精度：0.05°

各种不同类型的传感器的现场接线图如下：

图 传感器接线示意图

由于架桥机系统的内包含的传感器数量巨大，同时为了保证现场接线的便利，拟对现场的接线采用综合布线的方法进行连接，尽量减少连线数。

三、系统功能

功能：

² 10.4英寸大液晶动态实时显示，分辨率800*600，能够直观的显示架桥机的运行状态以及架桥机的运行阈值，易于使用；

架桥机安全监测仪主界面显示如下参数：1）显示实际测量值：包括有天车纵向行程、天车横向行程、高度、起重量、风速、水平度、支腿倾斜度、整机纵向行程、整机横向行程等；2）显示架桥机的基本信息：包括有吊臂长度、平衡臂长度、起重倍率；3）显示架桥机的额定值：包括有起重量；4）显示架桥机的负荷比率、运行状态以及预警原因，提醒架桥机司机进行有效判断；5）显示架桥机安全制动状态，包括有架桥机的天车上、下、前、后、左、右运动状态以及整机前、后、左、右运动状态的控制。

² 并集成了防超载、风速报警、倾斜报警、制动控制、黑匣子等多种功能，完全解决了架桥机全方位的安全监测预警功能；

² 当出现影响升降机安全的预警事件后，系统可以实现声、光、图像等多种报警方式提醒司机谨慎操作，在必要时能够实现自动控制； 

在不同预警程度时系统的预警方式如下：1）二级预警时，发生预警危险的物体显示为黄色，报警音开启；2）一级报警时，发生预警危险的物体显示为红色，报警音开启，报警灯闪烁。

² 系统设置有安全制动系统，能够保证在出现意外危险时安全制动架桥机架桥机的运动，避免事故的发生。

性能：

² 采用工业等级设计、生产、加工标准，性能稳定可靠；

² 易于安装、省时省力、参数设定简便快捷；

² 具有良好的抗干扰性能，能够保证测量数据的准确性。

全方位防护：

² 单机安全防护：风速报警、倾斜报警、载重报警控制。

四、系统配置清单

RJ-180型架桥机安全监测仪

序号	名称	数量	备注
1	主机（内置液晶显示屏及制动控制）	1	标配
2	天车纵移传感器	2	标配
3	天车横移传感器	2	标配
4	高度传感器	1	标配
5	水平度传感器	2	标配
6	风速传感器	1	标配
7	吊重传感器	4	标配
8	支腿倾角传感器	1	标配
9	整机纵移传感器	2	标配
10	整机横移传感器	2	标配

五、系统预警设置

架桥机的预警原因有以下几种：重量超载、限位预警、水平度预警、垂直度预警、风速预警等几种危险，各种危险的判断标准如下：

1） 重量超载，与塔机的重量类似

2） 限位预警，与塔机的幅度类似，包括有前、后天车的纵向、横向和整车的纵向、横向位移四种

3） 水平度预警：与倾斜预警类似，大于预警阈值

4） 垂直度预警：与倾斜度预警类似，

5） 风速预警：与塔机的预警类似