CN108303925A - 一种运架一体机的安全监控预警系统 - Google Patents

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赵亮
徐西久
佘辉
董鑫
皇甫磊磊
付杰
思圆圆
高巍
姚金艳
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Abstract

一种运架一体机的安全监控预警系统，包括与监控主机相连的数据采集模块，监控主机连接报警模块，并且监控主机经过第一无线通讯模块将接收到的数据发送至远程服务中心，远程服务中心经过第二无线通讯模块还连接用于采集运架一体机工序视频信息的视频监控模块。本发明监控主机通过数据采集模块实时监控运架一体机的起重量、主梁倾角、起升系统的起升高度与下降深度、行驶速度、整机以及主支腿的纵向位移、支腿压力、支腿垂直度、风速、位置信息以及视频信息，并能够将这些数据通过无线通讯模块上传至远程服务中心，在发现危险状况时及时发布预警指令，告知施工人员停止作业，以防止重大安全事故的发生。

Description

一种运架一体机的安全监控预警系统
技术领域
本发明涉及运架一体机运行管理领域，具体涉及一种运架一体机的安全监控预警系统。
背景技术
我国高速铁路建设的飞速发展为运架一体机提供了更广阔的应用平台。运架一体机是一 种将预制梁从梁场运送到架桥地点并完成桥梁架设的专用工程机械车辆。相比于传统的运架 分离设备，其可以独立完成提梁、运梁和架梁的过程。目前的运架一体机可用于运载和架设 时速250～350Km铁路客运专线的32m、24m、20m的预制梁，且所运输和架设的预制梁重量 可达900t，所以运输和架设过程中稍有不慎就会造成巨大的经济损失。因此鉴于该设备的运 行工况较为特殊，必须对设备进行相应的安全监控。
现有的运架一体机还没有完善的监控系统，因此管理人员对于运架一体机的实时运行数 据没有了解，这样就无法及时了解工程进度和质量。此外若在运架过程中如果出现安全隐患， 管理人员也无法及时做出预警。同时在这个过程中所有的运行数据是不透明的，这就存在人 为随意修改数据的风险，在发生事故后给事故原因的调查以及责任的认定带来困难。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种运架一体机的安全监控预警系 统，实时监控运架一体机在运梁和架梁过程中的相关数据，实现数据的透明化管理，便于掌 握目前设备的运行状态与工程进度，并能够对可能出现的危险情况及时预警。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括与监控主机相连的数据采集模块， 所述的监控主机还连接报警模块，并且监控主机经过第一无线通讯模块将接收到的数据发送 至远程服务中心，远程服务中心经过第二无线通讯模块还连接用于采集运架一体机工序视频 信息的视频监控模块；所述的数据采集模块包括重量传感器、压力传感器、倾角传感器、行 程传感器、速度传感器、风速仪以及GPS模块；所述的重量传感器安装在运架一体机卷扬机 轴承座上，用于实时监测运架一体机的起重量；所述的压力传感器安装在运架一体机主支腿 和辅助支腿的两侧，用于实时监测支腿两侧的液压油压力；所述的倾角传感器安装在运架一 体机主梁的端部以及主支腿和辅助支腿的顶部，用于实时监测主梁的水平度及支腿的垂直度； 所述的行程传感器安装在运架一体机及其主支腿和起升系统上，用于检测运架一体机及其主 支腿在架梁过程中的纵向行程，起升系统的起升高度和下降深度；所述的速度传感器安装在 运架一体机的走行轮组上，用于实时测量运架一体机在运梁和过孔状态下的行驶速度；所述 的风速仪用于实时检测现场风速，所述的GPS模块用于实时检测运架一体机的位置信息。
所述的报警模块接收监控主机发来的报警指令并通过信号灯和蜂鸣器进行报警。
所述的重量传感器采用重量限制器、光电式称重传感器、液压式称重传感器、电磁力式 称重传感器、电容式称重传感器、磁极变形式称重传感器、振动式称重传感器、陀螺仪式称 重传感器以及电阻应变式称重传感器中的任意一种。
所述的倾角传感器采用单轴倾角传感器、双轴倾角传感器、加速度计、固体摆式倾角传 感器、液体摆式倾角传感器以及气体摆式倾角传感器中的任意一种。
所述的行程传感器采用拉线式位移传感器、编码器、行程限位器、超声波测距仪、红外 测距仪或激光测距仪。所述的速度传感器采用磁电式、霍尔式或者光电式速度传感器。
所述的第一无线通讯模块与第二无线通讯模块通过GPRS、3G或4G网络进行数据传输。
视频监控模块包括分别安装在运架一体机前走行轮组与后走行轮组上的硬盘录像机。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：监控主机通过数据采集模块实时监控运 架一体机的起重量、主梁倾角、起升系统的起升高度与下降深度、运架一体机的行驶速度、 整机以及主支腿的纵向位移、支腿压力、支腿垂直度、风速、位置信息以及视频信息，并能 够将这些数据通过无线通讯模块上传至远程服务中心，在发现危险状况时及时发布预警指令， 告知施工人员停止作业，以防止重大安全事故的发生。本发明实现了数据透明化管理，从施 工人员到项目管理人员都能直观了解到目前运架一体机的状态信息以及工程进度，若发生安 全事故可调取数据进行相关责任的认定，极大地提高了工程施工管理水平。
附图说明
图1本发明安全监控预警系统的整体结构框图；
图2本发明安全监控预警系统的数据传输示意图；
图3本发明传感器的安装分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明运架一体机的安全监控预警系统包括数据采集模块a，监控主机b， 第一无线通讯模块c，远程服务中心d，报警模块e，视频监控模块f，第二无线通讯模块g。
数据采集模块a实时检测该运架一体机的运行数据并将数据传输给监控主机b。监控主 机b对数据采集模块a采集的数据进行预处理、存储并形成数据发送包经过第一无线通讯模 块c发送给远程服务中心d。第一无线通讯模块c采用GPRS/3G/4G网络中的一种，根据具 体的施工环境选择，优先采用4G进行数据传输。视频监控模块f实时采集运架一体机提梁、 运梁、架梁、过孔等工序的视频信息并通过第二无线通讯模块g发送给远程服务中心d。第 二无线通讯模块g采用4G模块进行视频的传输。远程服务中心d用于接收、存储、处理监 控主机b发送来的运架一体机运行数据和视频监控模块f发送来的重要工况的视频信息，方 便管理终端通过web管理服务访问数据库里的运架一体机数据信息，同时可以通过第一无线 通讯模块c向监控主机b发送报警命令。监控主机b经过数据处理后若检测到存在危险情况 或接收到由远程服务中心d发送的报警命令时就会发送报警指令给报警模块e进行声光报警。
报警模块e设定具体的报警信息包括：起重量超载报警，主支腿和辅助支腿左右两侧油 缸压力不对称报警，主梁水平倾角和支腿竖直倾角超过规定值报警，运架一体机、主支腿以 及起升系统超行程报警，超速报警，风速超过六级风时报警。
如图2和图3所示，数据采集模块a包括四个重量传感器1、2、5、6，四个起升高度/下降深度传感器3、4、7、8，一个倾角传感器9，一个风速仪10，一个速度传感器11，一个纵 向行程传感器12，一个纵向行程传感器15，第一竖直倾角传感器16，主支腿压力传感器17、 18，第二竖直倾角传感器19，一个GPS模块20，辅助支腿压力传感器21、22。
本发明的视频监控模块f包括两个硬盘录像机13、14，数据采集模块a中的运架一体机 操作指令的获取通过Model Bus/RS232总线与运架一体机电气系统通讯获取。运架一体机操 作指令主要包括运架一体机的前进、后退控制状态，起升系统的上升、下降控制状态，主支 腿的前进、后退控制状态等，重量传感器安装在运架一体机的卷扬机轴承座上，用于实时监 测运架一体机的起重量，另外系统可以根据重量传感器数据的变化判断当前运架一体机是工 作在重载状态还是轻载状态，使系统能正确选择当前状态下的车速所对应的报警阈值(重载 车速为0-5km/h，轻载车速为0-10km/h)；其中，重量传感器1、2具体型号为LKH-81，分别 安装在一号和二号卷扬机轴承座上，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后 就可以实时获取起升系统的起重量。起升高度/下降深度传感器3、4为编码器，分别安装在 一号和二号卷扬机转轴上，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可以实 时获取吊钩运行时的起升高度和下降深度。重量传感器5、6具体型号为LKH-81，分别安装 在三号和四号卷扬机轴承座上，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可 以实时获取起升系统的起重量。起升高度/下降深度传感器7、8为编码器，分别安装在三号 和四号卷扬机转轴上，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可以实时获 取吊钩运行时的起升高度和下降深度。倾角传感器9采用双轴倾角传感器，具体型号为 SSA0030H2-V，其安装在运架一体机主梁前端，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号 进行处理后就可以实时获取主梁水平度。风速仪10具体型号为WTF-B100安装在车体合适 位置，本实施例中安装在主梁一端，以检测现场的风速大小，当风速超过六级风时，系统自 动及时发出预警信号，告知施工人员停止作业，避免发生事故。速度传感器11采用霍尔传感 器，具体型号为SZCB-02，其安装在运架一体机后走行轮组上，通过A/D转换等过程对所采 集的模拟量信号进行处理后就可以实时获取运架一体机行驶速度，当轻载状态下车速超过 10km/h、重载行驶车速超过5km/h或过孔时车速超过3m/min时，系统自动及时发出预警信 号，避免发生事故。行程传感器12采用编码器并安装在运架一体机后走行轮组上，通过A/D 转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可以实时获取过孔时整车的纵向位移。硬盘 录像机13、14分别安装在前后走行轮组上实时视频监控整个施工过程。纵向行程传感器15 采用拉线式位移传感器，具体型号为DSS-XL，其安装在主支腿上，通过A/D转换等过程对 所采集的模拟量信号进行处理后就可以实时获取主支腿的纵向位移。竖直倾角传感器16采用 双轴倾角传感器，具体型号为SSA0030H2-V，安装在主支腿顶部，通过A/D转换等过程对所 采集的模拟量信号进行处理后就可以实时获取主支腿的竖直倾角。主支腿压力传感器17、18 具体型号为BT1000-C-G-C40-M2-02，对称安装在主支腿中部左右两侧液压系统进油路上，通 过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可以实时检测主支腿两侧受力是否出 现明显不对称。竖直倾角传感器19采用双轴倾角传感器，具体型号为SSA0030H2-V，其安 装在辅助支腿顶部，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可以实时获取 辅助支腿的竖直倾角。GPS模块20安装在驾驶室内，能够实时发送运架一体机的位置信息。 辅助支腿压力传感器21、22的具体型号为BT1000-C-G-C40-M2-02，对称安装在辅助支腿中 部左右两侧液压系统进油路上，通过A/D转换等过程对所采集的模拟量信号进行处理后就可 以实时检测辅助支腿两侧受力是否出现明显不对称。

Claims (8)

1.一种运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：包括与监控主机(b)相连的数据采集模块(a)，所述的监控主机(b)还连接报警模块(e)，并且监控主机(b)经过第一无线通讯模块(c)将接收到的数据发送至远程服务中心(d)，远程服务中心(d)经过第二无线通讯模块(g)还连接用于采集运架一体机工序视频信息的视频监控模块(f)；
所述的数据采集模块(a)包括重量传感器、压力传感器、倾角传感器、行程传感器、速度传感器、风速仪以及GPS模块；所述的重量传感器安装在运架一体机卷扬机轴承座上，用于实时监测运架一体机的起重量；所述的压力传感器安装在运架一体机主支腿和辅助支腿的两侧，用于实时监测支腿两侧的液压油压力；所述的倾角传感器安装在运架一体机主梁的端部以及主支腿和辅助支腿的顶部，用于实时监测主梁的水平度及支腿的垂直度；所述的行程传感器安装在运架一体机及其主支腿和起升系统上，用于检测运架一体机及其主支腿在架梁过程中的纵向行程，起升系统的起升高度和下降深度；所述的速度传感器安装在运架一体机的走行轮组上，用于实时测量运架一体机在运梁和过孔状态下的行驶速度；所述的风速仪用于实时检测现场风速，所述的GPS模块用于实时检测运架一体机的位置信息。
2.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的报警模块(e)接收监控主机(b)发来的报警指令并通过信号灯和蜂鸣器进行报警。
3.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的重量传感器采用重量限制器、光电式称重传感器、液压式称重传感器、电磁力式称重传感器、电容式称重传感器、磁极变形式称重传感器、振动式称重传感器、陀螺仪式称重传感器以及电阻应变式称重传感器中的任意一种。
4.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的倾角传感器采用单轴倾角传感器、双轴倾角传感器、加速度计、固体摆式倾角传感器、液体摆式倾角传感器以及气体摆式倾角传感器中的任意一种。
5.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的行程传感器采用拉线式位移传感器、编码器、行程限位器、超声波测距仪、红外测距仪或激光测距仪。
6.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的速度传感器采用磁电式、霍尔式或者光电式速度传感器。
7.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的第一无线通讯模块(c)与第二无线通讯模块(g)通过GPRS、3G或4G网络进行数据传输。
8.根据权利要求1所述运架一体机的安全监控预警系统，其特征在于：所述的视频监控模块(f)包括分别安装在运架一体机前走行轮组与后走行轮组上的硬盘录像机。
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