CN111498701A - 缆机吊钩的防碰撞预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缆机领域，本发明旨在解决现有缆机防碰撞方法存在准确性和及时性较差的问题，提出一种缆机吊钩的防碰撞预警方法及系统，所述方法包括以下步骤：确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度以及最高坝段各边界点的第一坐标集合；实时获取所述吊钩的第二坐标，计算吊钩与最高坝段的实时高度差；在XY平面上，分别计算吊钩与坝段各边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离；当所述实时高度差小于第一预设值并且所述第一最小距离小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。本发明能够在缆机吊钩可能将与最高坝段发生碰撞时发送预警信息，保证了缆机的安全运行。

Description

缆机吊钩的防碰撞预警方法及系统

技术领域

本发明涉及缆机领域，具体来说涉及一种缆机吊钩的防碰撞预警方法及系统。

背景技术

在水利工程施工过程中，尤其是拱坝、重力坝等混凝土坝，缆机作为混凝土施工至关重 要的运输设备，其安全高效的作业，不仅直接决定了大坝的施工进度，而且关系作业人员的 人身安全，保证缆机安全高效作业，是施工管理的重要工作。然而，缆机运行安全受河谷大 风、安装跨度大等因素影响，其吊钩摆幅过大的情况时有发生，缆机安全距离控制不到位或 预警不及时，偶发缆机入仓时，与左右岸边坡、高坝段等发生碰撞，轻则停工检修整顿，影 响工作进度，重则造成人员伤亡。

传统的缆机运行安全管理，多数采用人工管控方式，一方面通过现场气象监控，根据历 史风级信息，通过短信或电话等方式，及时通知现场作业人员进行缆机间距调整；一方面， 通过现场作业人员在供料平台与浇筑仓面，利用对讲机进行缆机速度指挥，受缆机吊运高程 与人员素质影响，无法确保缆机运行时吊钩是否保持安全间距。传统缆机安全管控模式，难 以掌握缆机吊钩的实时精确位置，并且无法对缆机运行及时控制，造成缆机调整存在一定的 滞后性。

发明内容

本发明旨在解决现有缆机防碰撞方法存在准确性和及时性较差的问题，提出一种缆机吊 钩的防碰撞预警方法及系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：缆机吊钩的防碰撞预警方法，所述缆机 包括吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，其特征在于， 包括以下步骤：

步骤1.确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最高坝段各 边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各边界点的 第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

步骤2.实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)，根据所述第二坐标P和最高坝段 距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段的实时高度差H1；

步骤3.在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝段各边 界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离L1；

步骤4.当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设值 时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

进一步的，所述步骤4还包括：计算所述吊钩的实时摆幅，当所述实时高度差H1小于第 一预设值并且所述最小距离L1与实时摆幅的差值小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预 警信息。

进一步的，所述主塔可移动的设置于在XY平面上与牵引绳垂直的主塔轨道上，所述副 塔可移动的设置于与主塔轨道平行的副塔轨道上，所述主塔和副塔同步移动，所述主塔轨道 和副塔轨道上分别设有用于表示缆机所在位置的缆机桩号，所述方法还包括：

A.根据主塔轨道上的缆机桩号及其对应的副塔轨道上的缆机桩号之间的连线将缆机施工 区域内大坝的边坡划分为多个条带，将各条带划分为多个网格M(M1，M2，......，Mm)， 每个网格Mi均包含四个端点：第一端点Mi1、第二端点Mi2、第三端点Mi3和第四端点Mi4；

B.分别确定各网格的四个端点的第五坐标集合P_Mi(P_Mi1，P_Mi2，P_Mi3，P_Mi4)，每个第五坐 标集合均包含对应网格四个端点的第五坐标：第一端点的坐标P_Mi1(x₅₁，y₅₁，z₅₁)、第二端点 的坐标P_Mi2(x₅₂，y₅₂，z₅₂)、第三端点的坐标P_Mi3(x₅₃，y₅₃，z₅₃)和第四端点的坐标 P_Mi4(x₅₄，y₅₄，z₅₄)；

C.根据所述第二坐标P和各网格对应的第五坐标集合P_Mi分别确定各网格所对应的距吊 钩高度差最小的端点并计算吊钩距该端点的高度差H2；

D.在XY平面上，分别确定各网格所对应的距吊钩距离最小的端点并计算在XY平面上 吊钩距该端点的第二最小距离L2；

E.确定各网格对应的高度差H2中的最小值和第二最小距离L2中的最小值，当所述最小 高度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值小于第四预设值时， 发送吊钩即将碰撞的预警信息。

进一步的，所述步骤C之前还包括：

在XY平面上，确定所述吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号，确定距实际缆机桩号 垂直距离最小的边界条带线并计算实际缆机桩号距该条带线的第二垂直距离D2，所述边界条 带线表示最大缆机桩号对应的条带线和最小缆机桩号对应的条带线；

当所述第二垂直距离D2小于第五预设值时才进入步骤C。

进一步的，所述确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号的方法具体包括：

分别确定主塔轨道上两个缆机桩号的第六坐标Z1(x_z1，y_z1，z_z1)和Z2(x_z2，y_z2，z_z2)，根据所述第六坐标Z1和Z2计算主塔轨道在XY平面上的第二直线方程；

在XY平面上，根据所述第二坐标P和第二直线方程计算经过吊钩的垂直线与主塔轨道 直线的垂足的第七坐标C(x₇，y₇)，根据所述第七坐标C、第六坐标Z1和Z2分别计算垂足距两个缆机桩号的距离信息；

根据所述距离信息确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号。

进一步的，所述第七坐标C的计算公式为：

y₇＝A(x₂-x_z1)+y_z1；

式中，A为第二直线方程的斜率，

进一步的，所述步骤E还包括：计算所述吊钩的实时摆幅，当所述最小高度差H2的最 小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值与实时摆幅的差值小于第四预设值 时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

进一步的，所述吊钩的实时摆幅的计算方法包括：

实时获取所述牵引绳与主塔的连接点的第三坐标ZT(x₃，y₃，z₃)和牵引绳与副塔的连 接点的第四坐标FT(x₄，y₄，z₄)；

在XY平面上，根据所述第三坐标ZT和第四坐标FT计算牵引绳的第一直线方程，根据 所述第二坐标和第一直线方程计算在XY平面上吊钩到牵引绳的第一垂直距离D1，所述第一 垂直距离D1即为吊钩的实时摆幅。

进一步的，设所述第一直线方程为KX-Y+C＝0，其中，K为直线斜率，C为直线常 量，所述第一垂直距离D1的计算公式为：

式中，

本发明还提出一种缆机吊钩的防碰撞预警系统，所述缆机包括吊钩、主塔以及通过牵引 绳与主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，包括：

确定单元，用于确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最 高坝段各边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各 边界点的第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

获取单元，用于实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)；

计算单元，根据所述第二坐标P和最高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段 的实时高度差H1；在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝 段各边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离 L1；

发送单元，用于当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第 二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

本发明的有益效果是：本发明所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，通过实时获取吊钩的 位置，并根据吊钩的位置实时计算吊钩距离施工最高坝段的实时高度差，以及在XY平面上 吊钩距离最高坝段边界点的最小距离，当两者均小于预设值时，则表示缆机吊钩可能将与最 高坝段发生碰撞，此时发送吊钩即将碰撞的预警信息，本发明能够实时监控吊钩是否与最高 坝段发生碰撞，并在缆机吊钩可能将与最高坝段发生碰撞时发送吊钩即将碰撞的预警信息， 进而提高了缆机安全管理的准确性和及时性，保证了缆机的安全运行。

附图说明

图1为本发明实施例所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的缆机结构主视图；

图3为本发明实施例所述的缆机结构俯视图；

图4为本发明实施例所述的缆机吊钩的防碰撞预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本发明所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，所述缆机包括吊钩、主塔以及通过牵引绳与 主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，包括以下步骤：确定缆机施工大坝的最高坝段、 最高坝段距地面的最大高度H_max以及最高坝段各边界点的第一坐标集合 B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各边界点的第一坐标 B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)，根据所述第二坐标P和最 高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段的实时高度差H1；在XY平面上，根据 所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝段各边界点的距离，确定在XY平面上 与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离L1；当所述实时高度差H1小于第一预 设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

本发明所述的缆机包括：吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，吊钩悬挂于牵 引绳上，吊钩在相应的控制下进行左右和上下移动。在缆机施工前，确定施工大坝的最高坝 段、最高坝段各边界点的第一坐标集合，在缆机施工时，通过定位模块获取吊钩的实时位置 坐标，然后，根据吊钩的实时位置和最高坝段的位置计算在垂直方向上吊钩与最高坝段距离 地面高度最大时的对应位置的实时高度差，该实时高度差即吊钩与最高坝段的最小高度差， 以及计算在XY平面上，吊钩与最高坝段的边界点的第一最小距离，当在垂直方向上对应的 实时高度差小于第一预设值并且在水平方向上对应的第一最小距离小于第二预设值时，则表 示吊钩即将与最高坝段碰撞，此时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

实施例

本发明实施例所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1.确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最高坝段 各边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各边界点 的第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

如图2所示，本实施例所述缆机包括吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，所 述吊钩悬挂于牵引绳上。其中，施工坝段的最高坝段可根据施工现场的实际情况确定，其对 应的距地面的最大高度H_max以及最高坝段各边界点第一坐标B_k在施工前测量得到。

步骤S2.实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)，根据所述第二坐标P和最高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段的实时高度差H1；

其中，吊钩的实时第二坐标P可基于全球卫星定位技术(GNSS-RTK)获取，所述吊钩与 最高坝段的实时高度差H1的计算公式为：

H1＝|z₂-H_max|。

步骤S3.在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝段各 边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离L1；

所述吊钩在XY平面上与其距离最近的坝段边界点的第一最小距离L1的计算公式为：

步骤S4.当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设 值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设值时，表 示吊钩即将与最高坝段发生碰撞，此时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。其中，第一预设值 和第二预设值根据施工现场的实际情况设置。

此外，为避免吊钩摆幅对判定结果的影响，步骤S4还包括：计算所述吊钩的实时摆幅， 当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述最小距离L1与实时摆幅的差值小于第二预设 值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

其中，所述吊钩的实时摆幅的计算方法包括：

实时获取所述牵引绳与主塔的连接点的第三坐标ZT(x₃，y₃，z₃)和牵引绳与副塔的连 接点的第四坐标FT(x₄，y₄，z₄)；

在XY平面上，根据所述第三坐标ZT和第四坐标FT计算牵引绳的第一直线方程，根据 所述第二坐标和第一直线方程计算在XY平面上吊钩到牵引绳的第一垂直距离D1，所述第一 垂直距离D1即为吊钩的实时摆幅。

具体的，设所述第一直线方程为KX-Y+C＝0，其中，K为直线斜率，C为直线常量， 所述第一垂直距离D1的计算公式为：

式中，

可以理解，由于吊钩在XY平面上与其距离最近的坝段边界点的第一最小距离L1为实时 最小距离，此时计算得到的第一最小距离L1可能是由于气象因素造成吊钩摆动时对应的第一 最小距离L1，因此，上述方法通过第一最小距离L1与吊钩的实时摆幅的差值来判断在XY平 面上吊钩是否即将靠近最高坝段，能够消除吊钩的实时摆幅对吊钩是否发生碰撞判断的误差， 避免气象因素发生改变进而使得吊钩不发生摆动时与最高坝段发生碰撞，进一步提高了防碰 撞预警的准确性。

如图3所示，本实施例所述主塔可移动的设置于在XY平面上与牵引绳垂直的主塔轨道 上，所述副塔可移动的设置于与主塔轨道平行的副塔轨道上，所述主塔和副塔同步移动，所 述主塔轨道和副塔轨道上分别设有用于表示缆机所在位置的缆机桩号，为了实现吊钩与施工 大坝的边坡的防碰撞预警，所述方法还包括：

A.根据主塔轨道上的缆机桩号及其对应的副塔轨道上的缆机桩号之间的连线将缆机施工 区域内大坝的边坡划分为多个条带，将各条带划分为多个网格M(M1，M2，......，Mm)， 每个网格Mi均包含四个端点：第一端点Mi1、第二端点Mi2、第三端点Mi3和第四端点Mi4；

B.分别确定各网格的四个端点的第五坐标集合P_Mi(P_Mi1，P_Mi2，P_Mi3，P_Mi4)，每个第五坐 标集合均包含对应网格四个端点的第五坐标：第一端点的坐标P_Mi1(x₅₁，y₅₁，z₅₁)、第二端点 的坐标P_Mi2(x₅₂，y₅₂，z₅₂)、第三端点的坐标P_Mi3(x₅₃，y₅₃，z₅₃)和第四端点的坐标 P_Mi4(x₅₄，y₅₄，z₅₄)；

所述步骤B还可以包括：

步骤B1.在XY平面上，确定所述吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号；

其中，确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号的方法具体包括：

分别确定主塔轨道上两个缆机桩号的第六坐标Z1(x_z1，y_z1，z_z1)和Z2(x_z2，y_z2，z_z2)，根据所述第六坐标Z1和Z2计算主塔轨道在XY平面上的第二直线方程；

在XY平面上，根据所述第二坐标P和第二直线方程计算经过吊钩的垂直线与主塔轨道 直线的垂足的第七坐标C(x₇，y₇)，根据所述第七坐标C、第六坐标Z1和Z2分别计算垂足距两个缆机桩号的距离信息；

可以理解，设第二直线方程为Y＝A(X-x_z1)+y_z1，第一直线方程的斜率为A，那么其垂直线方程的斜率为

由此，即可确定经过吊钩的垂直线方程：

根据第一直线方程及其经过吊钩的垂直线方程即可计算得到垂足的第七坐标C；具体的，第七坐标C的计算公式为：

y₇＝A(x₂-x_z1)+y_z1；

式中，

计算得到垂足的第七坐标C后，结合第六坐标Z1和Z2分别计算垂足距两个缆机桩号的 距离信息，设第一缆机桩号的坐标为Z1,第二缆机桩号的坐标为Z2，垂足距第一缆机桩号的 距离S1的计算公式为：

垂足距第二缆机桩号的距离S2的计算公式为：

然后，根据所述距离信息确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号，具体的，设第一 缆机桩号所代表的位置信息为G1，第二缆机桩号所代表的位置信息为G2，缆机桩号所代表 的位置信息通常使用通过缆机桩号距零点的距离来表示，吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机 桩号Z_P所代表的位置信息G_P的计算公式为：

步骤B2.在XY平面上，确定距实际缆机桩号垂直距离最小的边界条带线并计算实际缆 机桩号距该条带线的第二垂直距离D2，所述边界条带线表示最大缆机桩号对应的条带线和最 小缆机桩号对应的条带线，当所述第二垂直距离D2小于第五预设值时才进入步骤C。

具体的，设边界条带线对应的最小缆机桩号Z_min所代表的位置信息为G_min，边界条带线 对应的最大缆机桩号Z_max所代表的位置信息为G_max，第二垂直距离D2的计算公式为：

D2＝Min(|G_P-G_min|，|G_P-G_max|)。

可以理解，由于气象因素使吊钩发生摆动，进而使得吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机 桩号与主塔在主塔轨道上的缆机桩号不一致，本实施例通过计算吊钩对应在主塔轨道上的实 际缆机桩号来判断吊钩是否与施工大坝的边坡有发生碰撞的可能能够进一步提高防碰撞预警 的准确性。当所述第二垂直距离D2小于第五预设值时，表示吊钩对应在主塔轨道上的实际缆 机桩号与边坡在XY平面上与边坡的边界条带线的垂直距离较小，此时判定为吊钩与施工大 坝的边坡有发生碰撞的可能，否则，判定为吊钩与施工大坝的边坡没有发生碰撞的可能，此 时无需进行后续计算和预警步骤，能够减小系统的计算和存储压力。其中，第五预设值可根 据现场施工的实际情况设置。

C.根据所述第二坐标P和各网格对应的第五坐标集合P_Mi分别确定各网格所对应的距吊 钩高度差最小的端点并计算吊钩距该端点的高度差H2，其计算公式为：

H2＝Min(|z₅₁-z₂|，|z₅₂-z₂|，|z₅₃-z₂|，|z₅₄-z₂|)；

D.在XY平面上，分别确定各网格所对应的距吊钩距离最小的端点并计算在XY平面上 吊钩距该端点的第二最小距离L2，其计算公式为：

E.确定各网格所对应的高度差H2中的最小值和第二最小距离L2中的最小值，当所述最 小高度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值小于第四预设值 时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

可以理解，依次通过上述方法可以依次确定每个网格所对应的高度差H2和第二最小距 离L2，确定所有网格所对应的高度差H2中的最小值以及第二最小距离的最小值，当最小高 度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值小于第四预设值时，则 表示吊钩即将与对应的边坡网格发生碰撞，此时发送吊钩即将碰撞的预警信息。

此外，为避免吊钩摆幅对判定结果的影响，所述步骤E还包括：计算所述吊钩的实时摆 幅，当所述最小高度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值与实 时摆幅的差值小于第四预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

可以理解，由于吊钩在XY平面上与其距离最近的边坡网格的端点的第二最小距离L2为 实时最小距离，此时计算得到的第二最小距离L2可能是由于气象因素造成吊钩摆动时对应的 第二最小距离L2，因此，上述方法通过第二最小距离L2的最小值与吊钩的实时摆幅的差值 来判断在XY平面上吊钩是否即将靠近边坡网格，能够消除吊钩的实时摆幅对吊钩是否发生 碰撞判断的误差，避免气象因素发生改变进而使得吊钩不发生摆动时与边坡网格发生碰撞， 进一步提高了防碰撞预警的准确性。

其中，计算吊钩的实时摆幅的方法在前文中已经详细描述，此处不再赘述。

基于上述技术方案，本发明实施例还提出一种缆机吊钩的防碰撞预警系统，所述缆机包 括吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，如图4所示， 包括：

确定单元，用于确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最 高坝段各边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各 边界点的第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

获取单元，用于实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)；

计算单元，根据所述第二坐标P和最高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段 的实时高度差H1；在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝 段各边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离 L1；

发送单元，用于当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第 二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

可以理解，由于本发明实施例所述的缆机吊钩的防碰撞预警系统是用于实现实施例所述 缆机吊钩的防碰撞预警方法的系统，对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方 法相对应，所以描述的较为简单，相关之处参见方法的部分说明即可。

Claims (10)

1.缆机吊钩的防碰撞预警方法，所述缆机包括吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最高坝段各边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，……，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各边界点的第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

步骤2.实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)，根据所述第二坐标P和最高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段的实时高度差H1；

步骤3.在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝段各边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离L1；

步骤4.当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

2.如权利要求1所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述步骤4还包括：计算所述吊钩的实时摆幅，当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述最小距离L1与实时摆幅的差值小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

3.如权利要求1所述的缆机的吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述主塔可移动的设置于在XY平面上与牵引绳垂直的主塔轨道上，所述副塔可移动的设置于与主塔轨道平行的副塔轨道上，所述主塔和副塔同步移动，所述主塔轨道和副塔轨道上分别设有用于表示缆机所在位置的缆机桩号，所述方法还包括：

A.根据主塔轨道上的缆机桩号及其对应的副塔轨道上的缆机桩号之间的连线将缆机施工区域内大坝的边坡划分为多个条带，将各条带划分为多个网格M(M1，M2，......，Mm)，每个网格Mi均包含四个端点：第一端点Mi1、第二端点Mi2、第三端点Mi3和第四端点Mi4；

B.分别确定各网格的四个端点的第五坐标集合P_Mi(P_Mi1，P_Mi2，P_Mi3，P_Mi4)，每个第五坐标集合均包含对应网格四个端点的第五坐标：第一端点的坐标P_Mi1(x₅₁，y₅₁，z₅₁)、第二端点的坐标P_Mi2(x₅₂，y₅₂，z₅₂)、第三端点的坐标P_Mi3(x₅₃，y₅₃，z₅₃)和第四端点的坐标P_Mi4(x₅₄，y₅₄，z₅₄)；

C.根据所述第二坐标P和各网格对应的第五坐标集合P_Mi分别确定各网格所对应的距吊钩高度差最小的端点并计算吊钩距该端点的高度差H2；

D.在XY平面上，分别确定各网格所对应的距吊钩距离最小的端点并计算在XY平面上吊钩距该端点的第二最小距离L2；

E.确定各网格所对应的高度差H2中的最小值和第二最小距离L2中的最小值，当所述最小高度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值小于第四预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

4.如权利要求3所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述步骤C之前还包括：

在XY平面上，确定所述吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号，确定距实际缆机桩号垂直距离最小的边界条带线并计算实际缆机桩号距该条带线的第二垂直距离D2，所述边界条带线表示最大缆机桩号对应的条带线和最小缆机桩号对应的条带线；

当所述第二垂直距离D2小于第五预设值时才进入步骤C。

5.如权利要求4所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号的方法具体包括：

分别确定主塔轨道上两个缆机桩号的第六坐标Z1(x_z1，y_z1，z_z1)和Z2(x_z2，y_z2，z_z2)，根据所述第六坐标Z1和Z2计算主塔轨道在XY平面上的第二直线方程；

在XY平面上，根据所述第二坐标P和第二直线方程计算经过吊钩的垂直线与主塔轨道直线的垂足的第七坐标C(x₇，y₇)，根据所述第七坐标C、第六坐标Z1和Z2分别计算垂足距两个缆机桩号的距离信息；

根据所述距离信息确定吊钩对应在主塔轨道上的实际缆机桩号。

6.如权利要求5所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述第七坐标C的计算公式为：

y₇＝A(x₂-x_z1)+y_z1；

式中，A为第二直线方程的斜率，

7.如权利要求3所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述步骤E还包括：计算所述吊钩的实时摆幅，当所述最小高度差H2的最小值小于第三预设值并且所述第二最小距离L2的最小值与实时摆幅的差值小于第四预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

8.如权利要求2或7所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，所述吊钩的实时摆幅的计算方法包括：

实时获取所述牵引绳与主塔的连接点的第三坐标ZT(x₃，y₃，z₃)和牵引绳与副塔的连接点的第四坐标FT(x₄，y₄，z₄)；

在XY平面上，根据所述第三坐标ZT和第四坐标FT计算牵引绳的第一直线方程，根据所述第二坐标和第一直线方程计算在XY平面上吊钩到牵引绳的第一垂直距离D1，所述第一垂直距离D1即为吊钩的实时摆幅。

9.如权利要求8所述的缆机吊钩的防碰撞预警方法，其特征在于，设所述第一直线方程为KX-Y+C＝0，其中，K为直线斜率，C为直线常量，所述第一垂直距离D1的计算公式为：

式中，

10.缆机吊钩的防碰撞预警系统，所述缆机包括吊钩、主塔以及通过牵引绳与主塔连接的副塔，所述吊钩悬挂于牵引绳上，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定缆机施工大坝的最高坝段、最高坝段距地面的最大高度H_max以及最高坝段各边界点的第一坐标集合B(B₁，B₂，......，B_n)，所述第一坐标集合包含最高坝段各边界点的第一坐标B_k(x_1k，y_1k，z_1k)；

获取单元，用于实时获取所述吊钩的第二坐标P(x₂，y₂，z₂)；

计算单元，根据所述第二坐标P和最高坝段距地面的最大高度H_max计算吊钩与最高坝段的实时高度差H1；在XY平面上，根据所述第二坐标P和第一坐标集合B分别计算吊钩与坝段各边界点的距离，确定在XY平面上与吊钩距离最近的坝段边界点及对应的第一最小距离L1；

发送单元，用于当所述实时高度差H1小于第一预设值并且所述第一最小距离L1小于第二预设值时，发送吊钩即将碰撞的预警信息。

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