基于大数据的塔式安全监控系统

由于塔式起重机起升高度高、范围大、工作效率高、结构轻、拆装方便、运输方便等优点，已广泛应用于建筑工地、桥梁、港口、水利电力等，其操作一般可采用重复、短时、间歇的工作方式。塔式起重机结构除了承受重量和工作载荷外，还承担额外的惯性和动量作用，主要由部件长时间受到较大的压缩、弯曲、扭转和反复加载作用，容易引起疲劳损坏整体不稳定，出事故。

在我国塔机被列为特种设备，是一种风险较大的设备，其使用寿命一直没有标准，因此塔机对施工现场的智能化安全管理已成为发展的趋势行业。近年来，随着人工智能和大数据分析技术的飞速发展。嵌入式系统朝着全数字化、智能化方向发展，与传统的嵌入式系统相比，基于嵌入式系统的数据分析，可以从底层传感器数据的原始集合产生高级语义理解，可以产生到被监控的对象行为分析，是传统嵌入式系统无法比拟的，已成为系统安全防范技术的重要组成部分。

系统架构

基于数据分析的塔机安全监控系统是指从塔机的基础设计，通过塔机安全记录管理、塔机基础设计与施工，利用生命周期、互联网技术和数据分析等手段，将塔机操作监控记录一套安全监控管理系统。

软件设计

监控软件是整个监控系统的重要组成部分，塔机侧控制台中采集塔机实时运行之类的信息，根据需要启动GPRS无线传输，数据实时、及时、或按需复制到控制室侧，完善系统塔机安全监测数据的后续处理、备份和分析处理功能。从侧面下载的塔机信息存储在用户PC的认证数据库中，为了保护数据信息的真实性和可靠性，数据库不允许非系统软件用户访问和用户软件根据不同不同权限的用户，授予相应的软件功能权限，监控软件涉及软件界面开发、用户认证、后台数据库连接大型数据中心。

起重机控制器

起重机运行硬件监控综合运用微电子技术、传感器技术和及时通讯技术，起重机的主要安全装置，包括扭矩限制器、重量限制器、限幅装置、回转限位器和高度限制器的运行数据采集、记录和存储。包括起重机载荷监测器、塔机防撞塔机防撞监测器和区域保护监测器三种仪器设备，主要用于水平臂和活动臂两种塔式起重机，用户可根据实际需要选择该项目。

塔机控制器可对运行数据进行记录、存储和实时显示，对重力力矩、重量、振幅、旋转角度等进行高度控制和预警，实现远程同步监控。主要包括以下程序：

力和扭矩监控以防止过载，安装智能扭力监测设备。自动采集每一个重量；安装显示屏，实时显示各重量，司机随时可见。

当起重机超载时，自动声光报警系统。当重量大于相应档位允许额定值时，系统会自动切断上升电源，只允许下降方向运动；塔机的每一个数据都通过GPRS模块发送到实时监控系统，远程同步监控。

塔机运行监控，防止碰撞。每座塔机均安装防撞监控设备，实时监控塔机工作状态（角度、半径等），起重机智能识别和判断碰撞风险区域；手臂进入碰撞危险区域，系统开始声光预警，越靠近，报警越急，及时提醒吊车司机停车危险方向。

特定区域监控，防止坠落物伤人。安装区域保护和监控装置，设置起重机的工作区域，智能控制大臂禁止的特定区域，实现区域保护。

安全设备，预防事故。通过专业软件智能绘制塔式起重机安全拆解安全专项程序，确保设计计算符合规范和信息程序的要求，进行操作。

塔式和附塔式起重机设计，防止倾覆。通过塔机基础专业软件并附智能设计计算，确保设计科学、计算合理，能满足相关规范和标准的要求，指导施工。

配备智能卡，实现人机管理。通过起重机监控系统平台，对塔式起重机实行在线备案管理，全方位远程管理塔机安装、拆卸和更换；通过实施IC卡，起重机司机实名制管理，有效监管。

基于塔机全过程安全监督管理系统的数据分析，将机械安全装置转化为数据，所有安全装置和操作仪器可以集中到一个大数据操作平台，利用单元操作实时监控塔机，强化管理，严格执法，为塔机、相关单位、监督操作指挥人员提高安全意识，减少或消除事故安全隐患提供依据；另一方面，及时预警功能，及时提醒操作人员防范突发安全隐患。