船廠起重機群概念的提出及安全監(jiān)控的必要性：

為滿足生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，一般在船廠船臺、船 塢或碼頭，都密集布置著形式各異的起重機，獨立或協(xié)作工 作，主要包括門座起重機和門式起重機兩種。門座起重機一 般布置在門式起重機的下方或兩側(cè)，形成船廠起重機群。 盡管形式各異的起重機均運行在各自的軌道上．但由 于多臺起重機密布、起重機之間的距離較近或司機視野盲 區(qū)等因素，起重機之間存在相互干涉的危險，導致起重機 發(fā)生干涉事故，因此本文研究船廠起重機群安全監(jiān)控管理 系統(tǒng)的問題，為避免起重機發(fā)生干涉，實現(xiàn)船廠起重機群 安全監(jiān)控顯得非常有必要。

船廠起重機群安全監(jiān)控管理系統(tǒng)初步模型

按照《起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》要求，起重機自 身的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)已安裝，在此基礎(chǔ)上，為解決起重 機群干涉問題?？稍谝延械钠鹬貦C安全監(jiān)控系統(tǒng)中增加一 個界面。該界面可在起重機群界面和本地起重機位置界面之間進行切換顯示。起重機群界面包括群內(nèi)所有形式各異 的起重機．本地起重機界面僅包括起重機本身和可能與其存 在干涉的其他起重機顯示在同一個界面內(nèi)，且以本地起重機 為主，處于界面中間，可通過顯示不同的顏色進行區(qū)分。當發(fā) 生本地起重機與某一臺起重機接近至警戒范圍時，除了監(jiān) 控管理系統(tǒng)向操作人員發(fā)出報警信號和在醒目位置采用 文字提醒外．在安全監(jiān)控系統(tǒng)群界面或本地起重機界面也 可以直觀的看到存在干涉危險的起重機。并采用顏色加以 區(qū)分，如果可能發(fā)生干涉的區(qū)域進一步縮小，可通過安全 監(jiān)控系統(tǒng)強制將兩臺設備停機．也可通過旁路進行人為操 作。如有新的起重機加入到該起重機群，可通過技術(shù)手段 將其納入到該管理系統(tǒng)中。

起重機群安全監(jiān)控的實現(xiàn)

船廠起重機均運行在固定的軌道上，兩臺門式起重機 靠近時存在干涉的危險，門式起重機和門座起重機即使相 對位置較遠．但由于門座起重機臂架幅度變化或轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn) 角度變化將可能造成兩機發(fā)生干涉，所以要實現(xiàn)起重機群安全監(jiān)控，必須解決兩個問題，一個是起重機的相對位置， 另一個是起重機的活動范圍，以此兩個因素來判斷是否存 在干涉的危險性。 相對位置解決方案：在每臺起重機上設置一個權(quán)點． 來虛擬起重機的位置．起重機的移動即權(quán)點的移動，門式 起重機設置在主梁中間，門座起重機設置在回轉(zhuǎn)中心，通 過模擬的形式以權(quán)點擴展出起重機的外形輪廓．將起重機 群分布在一個虛擬的平面坐標系內(nèi)．如圖1所示。

起重機運行在各自的軌道上，通過運行機構(gòu)編碼器進 行坐標數(shù)據(jù)采集，或通過GPs定位的方式采集權(quán)點坐標，然 后反饋到虛擬的坐標系上。 活動范圍解決方案：對于門式起重機來說，除維修吊 外，小車一般運行在跨中，活動范圍不會超出起重機跨距； 對于門座起重機來說，尾部半徑是一個固定值．但臂架的 幅度和轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角度在工作過程中會經(jīng)常發(fā)生變化，即 它的活動范圍處于變化狀態(tài)，即使兩機間距較大，也可能 由于臂架幅度或轉(zhuǎn)盤角度變化就會發(fā)生與周圍其他起重 機或環(huán)境產(chǎn)生的干涉，所以必須提取臂架的幅度和轉(zhuǎn)盤的 旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，結(jié)合兩機的間距，再通過邏輯運算確定門 座起重機的活動范圍。 如果是門座起重機布置在門式起重機下方的，則通過 兩機相對位置、門座起重機幅度、門座起重機轉(zhuǎn)盤的方向 以及門式起重機的小車位置等條件進行判斷是否兩機存 在干涉的危險。 如果門式起重機在停機維修的狀態(tài)。其上用于維修的 起重機采用門座起重機的方式處理即可。如果是起重機遇 到建筑時，只需將建筑物的坐標位置在該系統(tǒng)內(nèi)設定。也可 以通過以上方案進行安全處置。因此可得出起重機群安全 監(jiān)控管理系統(tǒng)通用因素公式： 干涉區(qū)域=起重機間距+門座起重機(或維修吊)旋轉(zhuǎn)角度+門座起重機(或維修吊)臂架幅度+門式起重機上小 車位置+門式起重機下小車位置+建筑物位置。 定義：干涉區(qū)域為F：起重機間距為L，兩機沿軌道最 大輪廓分別為L1、L2，即L=L1+L2；門座起重機(或維修吊) 轉(zhuǎn)盤角度為0【；門座起重機(或維修吊)臂架幅度為B；門式 起重機上小車位置為a；門式起重機下小車位置為b；建筑 物位置為h；通用因素公式可簡寫為：F-L+僅+B+a+b“。如 門座起重機與門座起重機則公式簡化為：F=L+d1+B1+d2+ B2“。如門座起重機與門式起重機則公式簡化為：B ¨a+B“。如門座起重機與門式起重機(門座機在門 式起重機下方布置)則公式簡化為：F-L斗n+B+a+b“。 如門式起重機與門式起重機則公式簡化為：F-L+h。

舉例說明：以門座起重機和門式起重機為例，假 設門座起重機在門式起重機外側(cè)布置，門座機作為本地 起重機，采用通過公式F’-I桕+B+h來確定門座機干涉 區(qū)域，假設在無建筑物的情況下，公式簡化為為：N斗 剛$，即門座起重機發(fā)生干涉的區(qū)域僅與兩機的間距、 本機的臂架幅度和轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)．通過對以上三 個影響因素進行邏輯運算。 判斷L是否小于等于L1+L2，如確認則通過其 他兩個因素判斷本地門座起重機干涉區(qū)域，如圖2 所示。

隨著兩臺起重機逐漸靠近，即間距L逐漸縮 小，兩臺起重機發(fā)生干涉的區(qū)域越來越大，直到權(quán)點 處于一條線上時，發(fā)生干涉危險的區(qū)域最大．即有效 的工作范圍最小。隨著兩機間距L逐漸增大，發(fā)生干涉的。

結(jié)束語

本文主要針對造船廠外場使用的門座起重機和門式 起重機所形成的密集性起重機使用情況下?？赡艽嬖诟缮?的起重機之間的安全性提出的一種解決方案，能夠預防起 重機工作過程中與其他起重機或周邊環(huán)境產(chǎn)生干涉，希望 能夠在船廠起重機群區(qū)域應用實施