CN113401802B - 用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置 - Google Patents

用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置，该方法包括：分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值；根据位移值和路程值确定操作行程有效率；根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别。这样，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。

Description

用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置
技术领域
本发明涉及建筑机械技术领域，具体地，涉及一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置。
背景技术
塔式起重机在吊装施工过程中，因司机操作水平的不同，工作效率和操作安全性也存在较大差异。同时，随着行业搭载安全监控系统的普及，可以更加方便地获取到塔式起重机工况数据，对数据的挖掘和应用也成为当今设计者创新的依据。现有技术中无法从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，无法评估塔式起重机的操作安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法及装置，用以解决现有技术无法评估塔式起重机的操作安全性的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法，该方法包括：
分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值；
根据位移值和路程值确定操作行程有效率；
根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别。
在本发明的实施例中，待测参数包括以下中的至少一者：
起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数。
在本发明的实施例中，获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值包括：
采集待测参数对应的传感器的信号值并且进行滤波处理；
分别记录待测参数在起始位置和终止位置的数据值；
根据数据值确定待测参数的位移值。
在本发明的实施例中，获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的路程值包括：
获取当前塔式起重机的操作档位；
根据操作档位对应的速度和待测参数的运动时间确定待测参数的路程值。
在本发明的实施例中，根据位移值和路程值确定操作行程有效率包括：
根据位移值与路程值的百分比确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率包括：
分别获取多个待测参数对应的操作行程有效率；
根据每个待测参数的操作行程有效率与对应的权重值确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别包括：
判断操作行程有效率是否小于第一阈值；
在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别；
在操作行程有效率大于或等于第一阈值的情况下，判断操作行程有效率是否小于第二阈值；
在操作行程有效率小于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别；
在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
本发明第二方面提供一种控制器，被配置成执行上述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法。
本发明第三方面提供一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置，包括：
至少一个传感器，用于采集待测参数的信号值；
根据上述的控制器。
本发明第四方面提供一种塔式起重机，包括根据上述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置。
通过上述技术方案，分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图；
图3是本发明又一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种确定塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的控制器的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
图1是本发明一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法，该方法可以包括下列步骤：
在步骤S11中，分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值。在本发明的实施例中，塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。塔式起重机作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装，由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座，工作机构有起升、变幅、回转和行走等部分。塔式起重机的安全监控系统由塔机黑匣子、塔机无线传输设备和系统平台组成，塔机黑匣子负责记录、控制、提供实时数据，塔机无线传输设备负责通过GPRS网络传输实时数据，系统平台接收到实时数据后进行实时显示、存储和处理。对塔式起重机实时进行监控，可以避免事故的发生，更加直观地显示塔式起重机的各项工作状态，为塔式起重机的司机提供全面的安全信息。但是，在实际操作时，司机操作水平不同，工作效率和操作安全性也存在较大的差异，无法评估塔式起重机的操作安全性。因此，本发明实施例通过实时采集塔式起重机的待测参数的位移值和路程值，以便得出司机的操作过程中，相关参数偏移位移值的程度，从而可以评估司机的操作水平。
在本发明的实施例中，与塔式起重机操作相关联的待测参数可以为一个或多个，待测参数可以包括但不限于起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数等。待测参数的位移值是指从起始位置到终止位置的位移值。待测参数的路程值是指实际采集的路程值。在获取位移值和路程值之前，安全监控系统先判断与车载控制器以及各传感器的通讯是否正常，在通讯正常的情况下，实时采集待测参数的信号值，并进行滤波处理，再进一步采集位移值和路程值。在一个示例中，假设司机在一段时间内操作塔式起重机进行回转动作，根据吊钩从起始位置到终止位置的位移可以得到位移值，根据当前档位速度在时间维度上的积分可以得到吊钩从起始位置到终止位置的路程，即可以得到路程值。
在步骤S12中，根据位移值和路程值确定操作行程有效率。在本发明的实施例中，塔式起重机在运动过程中，由于司机的操作水平不同会发生与位移值不同程度的偏移，导致待测参数的位移值和路程值不相同。因此，可以根据位移值和路程值的偏移程度推出司机的操作水平。本发明实施例中的操作行程有效率指的是位移值和路程值的偏差程度。优选地，可以通过百分比的形式来表现操作行程有效率，例如，通过位移值和路程值的百分比确定操作行程有效率，如下列公式所示：
操作行程有效率＝(位移值/路程值)*100％。
在步骤S13中，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别。在本发明的实施例中，操作行程有效率越大，司机操作水平越好，操作行程有效率越小，司机操作水平越差。进一步地，可以设置至少一个阈值以划分操作安全级别。在一个示例中，可以设置两个阈值，在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别，在操作行程有效率大于或等于第一阈值但是小于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别，在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
通过上述技术方案，分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
在本发明的实施例中，待测参数可以包括以下中的至少一者：
起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数。
具体地，起升机构又叫提升机构，是塔式起重机必备的，对物品进行升降运作的基本构成。起升机构由起升电机通过联轴器经减速器空心轴驱动卷筒旋转，从而使绕在卷筒上的钢丝绳或缆线带动吊钩装置上升或下降。回转机构是使塔式起重机或其他机械的回转部分绕其回转中心线，实现回转运动的机构，驱动装置的动力经过传动装置的输出小齿轮传至固定在车架上的大齿圈，实现转台绕其回转中心线转动。变幅机构是塔式起重机的主要工作机构，用于改变塔式起重机的幅度，即改变吊钩中心至回转中心轴线的水平距离，以适应塔式起重机在不同条件下装卸物品。起升机构、回转机构和变幅机构的运动都与吊钩的运动有关，因此，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的位移变化和路程变化得到位移值和路程值。顶升是指利用千斤顶和交替填塞的柱块，将在地面上就地拼装或灌注成型的屋盖结构逐步顶升到设计标高的施工方法，在塔式起重机中，顶升是指将塔身进行升高。塔式起重机的顶升油缸内有位移传感器，可以获取顶升油缸的伸缩量，即位移值；并且还包括可以记录运动脉冲数的传感器，将运动脉冲数与精度相乘可以得到顶升路程值，即路程值。在本发明的实施例中，待测参数可以为一个或多个。在待测参数为一个的情况下，只需要根据待测参数的位移值和路程值即可计算出操作行程有效率。在待测参数为多个的情况下，需要根据每个待测参数的操作行程有效率以及对应的权重计算出总的操作行程有效率。
在本发明的实施例中，获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值可以包括：
采集待测参数对应的传感器的信号值并且进行滤波处理；
分别记录待测参数在起始位置和终止位置的数据值；
根据数据值确定待测参数的位移值。
具体地，待测参数的位移值是指从起始位置到终止位置的位移值。在获取位移值之前，安全监控系统先判断与车载控制器以及各传感器的通讯是否正常，在通讯正常的情况下，实时采集待测参数的信号值，并进行滤波处理，再进一步采集位移值。分别记录待测参数在起始位置和终止位置的数据值，根据终止位置与起始位置的差值可以得到待测参数的位移值，即位移值。在一个示例中，起升机构、回转机构和变幅机构的运动都与吊钩的运动有关，因此，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的位移变化可以得到位移值。在另一个示例中，顶升是指将塔身进行升高，塔式起重机的顶升油缸内有位移传感器，可以获取顶升油缸的伸缩量，即位移值。在本发明的实施例中，对于采集待测参数的位移值的装置可以采用两点标定法，分别测量两个已知的AD(Analog-to-Digital)值的数据点，然后根据这两点的测量值，标定位移值检测装置。在本发明实施例中，可以分别取塔式起重机采集的不同两个AD值以及对应的实际参数值。在塔式起重机处于第一AD值且未标定的情况下，对位移值检测装置进行第一点标定，在塔式起重机处于第二AD值，对位移值检测装置进行第二点标定。由此，可以得出位移值与AD值的函数关系。在一个示例中，通过两次采集传感器的AD值以及对应的实际参数的位移值，确定该位移检测装置的标定系数k和b，利用公式y＝kx+b,计算出每一个AD值对应的实际参数的位移值。
在本发明的实施例中，获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的路程值可以包括：
获取当前塔式起重机的操作档位；
根据操作档位对应的速度和待测参数的运动时间确定待测参数的路程值。
具体地，待测参数的路程值是指实际采集的路程值。安全监控系统可以获取当前起重机的操作档位，并根据操作档位对应的速度在时间维度的积分，计算出待测参数的路程值，即路程值。在一个示例中，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的路程变化得到路程值。在另一个示例中，顶升是指将塔身进行升高，塔式起重机的顶升油缸内还包括可以记录运动脉冲数的传感器，将运动脉冲数与精度相乘可以得到顶升路程值，即路程值。
图2是本发明另一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图。如图2所示，在本发明的实施例中，根据位移值和路程值确定操作行程有效率可以包括：
步骤S21、根据位移值与路程值的百分比确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，操作行程有效率指的是位移值和路程值的偏差程度。操作行程有效率可以通过百分比的形式来表现操作行程有效率，例如，通过位移值和路程值的百分比确定操作行程有效率。在待测参数只有一个的情况下，只需要根据待测参数的位移值和路程值即可计算出操作行程有效率。例如，待测参数为起升参数、回转参数或变幅参数，可以得到以下公式：
起升操作行程有效率H％＝(起升位移值/起升路程值)*100％；或
回转操作行程有效率S％＝(回转角度位移值/回转角度路程值)*100％；或
变幅操作行程有效率T％＝(变幅位移值/变幅路程值)*100％。
图3是本发明又一实施例提供的一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图。如图3所示，在本发明的实施例中，待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率可以包括：
步骤S31、分别获取多个待测参数对应的操作行程有效率；
步骤S32、根据每个待测参数的操作行程有效率与对应的权重值确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值。因此，在待测参数为多个的情况下，需要根据每个待测参数的操作行程有效率以及对应的权重计算出总的操作行程有效率。例如，待测参数为起升参数、回转参数和变幅参数，起升参数对应的权重为权重H，回转参数对应的权重为权重S，变幅参数对应的权重为权重T，则可以得到以下公式：
起升操作行程有效率H％＝(起升位移值/起升路程值)*100％；
回转操作行程有效率S％＝(回转角度位移值/回转角度路程值)*100％；
变幅操作行程有效率T％＝(变幅位移值/变幅路程值)*100％；
总操作行程有效率＝H％*权重H+S％*权重S+T％*权重T。
图4是本发明实施例提供的一种确定塔式起重机的操作安全级别的方法的流程示意图。如图4所示，在本发明的实施例中，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别可以包括：
步骤S41、判断操作行程有效率是否小于第一阈值；
步骤S42、在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别；
步骤S43、在操作行程有效率大于或等于第一阈值的情况下，判断操作行程有效率是否小于第二阈值；
步骤S44、在操作行程有效率小于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别；
步骤S45、在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
在本发明的实施例中，操作行程有效率越大，司机操作水平越好，操作行程有效率越小，司机操作水平越差。本发明实施例设置两个阈值，将操作安全级别划分为三个级别，较高级别、较低级别以及中等级别。在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，表示司机操作水平较差，安全隐患较大，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别，在操作行程有效率大于或等于第一阈值但是小于第二阈值的情况下，表示司机操作水平一般，安全隐患中等，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别，在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，表示司机操作水平较好，安全隐患较小，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。假设第一阈值为a1，第二阈值为a2，以待测参数为多个为例，假设待测参数为起升参数、回转参数和变幅参数，起升操作行程有效率为H％，回转操作行程有效率为S％，变幅操作行程有效率为T％，总操作行程有效率＝H％*权重H+S％*权重S+T％*权重T。在总操作行程有效率<a1的情况下，表示司机操作水平较差，安全隐患较大。在a1<总操作行程有效率<a2的情况下，表示司机操作水平一般，安全隐患中等。在总操作行程有效率>a2的情况下，表示司机操作水平较好，安全隐患较小。这样，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
图5是本发明实施例提供的控制器的框图。如图5所示，本发明实施例还提供一种控制器，被配置成执行上述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法。控制器可以包括处理器510和存储器520。存储器520可以存储有指令，该指令在被处理器510执行时可以使得处理器510执行之前实施例中描述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法。
具体地，在本发明的实施例中，处理器510被配置成：
分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值；
根据位移值和路程值确定操作行程有效率；
根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别。
在本发明的实施例中，塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。塔式起重机作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装，由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座，工作机构有起升、变幅、回转和行走等部分。塔式起重机的安全监控系统由塔机黑匣子、塔机无线传输设备和系统平台组成，塔机黑匣子负责记录、控制、提供实时数据，塔机无线传输设备负责通过GPRS网络传输实时数据，系统平台接收到实时数据后进行实时显示、存储和处理。对塔式起重机实时进行监控，可以避免事故的发生，更加直观地显示塔式起重机的各项工作状态，为塔式起重机的司机提供全面的安全信息。但是，在实际操作时，司机操作水平不同，工作效率和操作安全性也存在较大的差异，无法评估塔式起重机的操作安全性。因此，本发明实施例通过实时采集塔式起重机的待测参数的位移值和路程值，以便得出司机的操作过程中，相关参数偏移位移值的程度，从而可以评估司机的操作水平。
在本发明的实施例中，与塔式起重机操作相关联的待测参数可以为一个或多个，可以包括但不限于起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数等。待测参数的位移值是指从起始位置到终止位置的位移值。待测参数的路程值是指实际采集的路程值。在获取位移值和路程值之前，安全监控系统先判断与车载控制器以及各传感器的通讯是否正常，在通讯正常的情况下，实时采集待测参数的信号值，并进行滤波处理，再进一步采集位移值和路程值。在一个示例中，假设司机在一段时间内操作塔式起重机进行回转动作，根据吊钩从起始位置到终止位置的位移可以得到位移值，根据当前档位速度在时间维度上的积分可以得到吊钩从起始位置到终止位置的路程，即可以得到路程值。
在本发明的实施例中，塔式起重机在运动过程中，由于司机的操作水平不同会发生与位移值不同程度的偏移，导致待测参数的位移值和路程值不相同。因此，可以根据位移值和路程值的偏移程度推出司机的操作水平。本发明实施例中的操作行程有效率指的是位移值和路程值的偏差程度。优选地，可以通过百分比的形式来表现操作行程有效率，例如，通过位移值和路程值的百分比确定操作行程有效率，如下列公式所示：
操作行程有效率＝(位移值/路程值)*100％。
在本发明的实施例中，操作行程有效率越大，司机操作水平越好，操作行程有效率越小，司机操作水平越差。进一步地，可以设置至少一个阈值以划分操作安全级别。在一个示例中，可以设置两个阈值，在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别，在操作行程有效率大于或等于第一阈值但是小于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别，在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
通过上述技术方案，分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
在本发明的实施例中，待测参数可以包括以下中的至少一者：
起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数。
具体地，起升机构又叫提升机构，是塔式起重机必备的，对物品进行升降运作的基本构成。起升机构由起升电机通过联轴器经减速器空心轴驱动卷筒旋转，从而使绕在卷筒上的钢丝绳或缆线带动吊钩装置上升或下降。回转机构是使塔式起重机或其他机械的回转部分绕其回转中心线，实现回转运动的机构，驱动装置的动力经过传动装置的输出小齿轮传至固定在车架上的大齿圈，实现转台绕其回转中心线转动。变幅机构是塔式起重机的主要工作机构，用于改变塔式起重机的幅度，即改变吊钩中心至回转中心轴线的水平距离，以适应塔式起重机在不同条件下装卸物品。起升机构、回转机构和变幅机构的运动都与吊钩的运动有关，因此，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的位移变化和路程变化得到位移值和路程值。顶升是指利用千斤顶和交替填塞的柱块，将在地面上就地拼装或灌注成型的屋盖结构逐步顶升到设计标高的施工方法，在塔式起重机中，顶升是指将塔身进行升高。塔式起重机的顶升油缸内有位移传感器，可以获取顶升油缸的伸缩量，即位移值；并且还包括可以记录运动脉冲数的传感器，将运动脉冲数与精度相乘可以得到顶升路程值，即路程值。在本发明的实施例中，待测参数可以为一个或多个。在待测参数为一个的情况下，只需要根据待测参数的位移值和路程值即可计算出操作行程有效率。在待测参数为多个的情况下，需要根据每个待测参数的操作行程有效率以及对应的权重计算出总的操作行程有效率。
进一步地，处理器510还被配置成：
获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值包括：
采集待测参数对应的传感器的信号值并且进行滤波处理；
分别记录待测参数在起始位置和终止位置的数据值；
根据数据值确定待测参数的位移值。
具体地，待测参数的位移值是指从起始位置到终止位置的位移值。在获取位移值之前，安全监控系统先判断与车载控制器以及各传感器的通讯是否正常，在通讯正常的情况下，实时采集待测参数的信号值，并进行滤波处理，再进一步采集位移值。分别记录待测参数在起始位置和终止位置的数据值，根据终止位置与起始位置的差值可以得到待测参数的位移值，即位移值。在一个示例中，起升机构、回转机构和变幅机构的运动都与吊钩的运动有关，因此，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的位移变化可以得到位移值。在另一个示例中，顶升是指将塔身进行升高，塔式起重机的顶升油缸内有位移传感器，可以获取顶升油缸的伸缩量，即位移值。
进一步地，处理器510还被配置成：
获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的路程值包括：
获取当前塔式起重机的操作档位；
根据操作档位对应的速度和待测参数的运动时间确定待测参数的路程值。
具体地，待测参数的路程值是指实际采集的路程值。安全监控系统可以获取当前起重机的操作档位，并根据操作档位对应的速度在时间维度的积分，计算出待测参数的路程值，即路程值。在一个示例中，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的路程变化得到路程值。在另一个示例中，顶升是指将塔身进行升高，塔式起重机的顶升油缸内还包括可以记录运动脉冲数的传感器，将运动脉冲数与精度相乘可以得到顶升路程值，即路程值。
进一步地，处理器510还被配置成：
根据位移值和路程值确定操作行程有效率可以包括：
根据位移值与路程值的百分比确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，操作行程有效率指的是位移值和路程值的偏差程度。操作行程有效率可以通过百分比的形式来表现操作行程有效率，例如，通过位移值和路程值的百分比确定操作行程有效率。在待测参数只有一个的情况下，只需要根据待测参数的位移值和路程值即可计算出操作行程有效率。例如，待测参数为起升参数、回转参数或变幅参数，可以得到以下公式：
起升操作行程有效率H％＝(起升位移值/起升路程值)*100％；或
回转操作行程有效率S％＝(回转角度位移值/回转角度路程值)*100％；或
变幅操作行程有效率T％＝(变幅位移值/变幅路程值)*100％。
进一步地，处理器510还被配置成：
待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率可以包括：
分别获取多个待测参数对应的操作行程有效率；
根据每个待测参数的操作行程有效率与对应的权重值确定操作行程有效率。
在本发明的实施例中，待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值。因此，在待测参数为多个的情况下，需要根据每个待测参数的操作行程有效率以及对应的权重计算出总的操作行程有效率。例如，待测参数为起升参数、回转参数和变幅参数，起升参数对应的权重为权重H，回转参数对应的权重为权重S，变幅参数对应的权重为权重T，则可以得到以下公式：
起升操作行程有效率H％＝(起升位移值/起升路程值)*100％；
回转操作行程有效率S％＝(回转角度位移值/回转角度路程值)*100％；
变幅操作行程有效率T％＝(变幅位移值/变幅路程值)*100％；
总操作行程有效率＝H％*权重H+S％*权重S+T％*权重T。
进一步地，处理器510还被配置成：
根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别可以包括：
判断操作行程有效率是否小于第一阈值；
在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别；
在操作行程有效率大于或等于第一阈值的情况下，判断操作行程有效率是否小于第二阈值；
在操作行程有效率小于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别；
在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
在本发明的实施例中，操作行程有效率越大，司机操作水平越好，操作行程有效率越小，司机操作水平越差。本发明实施例设置两个阈值，将操作安全级别划分为三个级别，较高级别、较低级别以及中等级别。在操作行程有效率小于第一阈值的情况下，表示司机操作水平较差，安全隐患较大，确定塔式起重机的操作安全级别为较低级别，在操作行程有效率大于或等于第一阈值但是小于第二阈值的情况下，表示司机操作水平一般，安全隐患中等，确定塔式起重机的操作安全级别为中等级别，在操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，表示司机操作水平较好，安全隐患较小，确定塔式起重机的操作安全级别为较高级别。假设第一阈值为a1，第二阈值为a2，以待测参数为多个为例，假设待测参数为起升参数、回转参数和变幅参数，起升操作行程有效率为H％，回转操作行程有效率为S％，变幅操作行程有效率为T％，总操作行程有效率＝H％*权重H+S％*权重S+T％*权重T。在总操作行程有效率<a1的情况下，表示司机操作水平较差，安全隐患较大。在a1<总操作行程有效率<a2的情况下，表示司机操作水平一般，安全隐患中等。在总操作行程有效率>a2的情况下，表示司机操作水平较好，安全隐患较小。这样，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
处理器510的示例可以包括但不限于通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)以及状态机等等。处理器可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理。
存储器520的示例可以包括但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被处理器访问的信息。
本发明实施例还提供一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置，包括：
至少一个传感器，用于采集待测参数的信号值；
根据上述的控制器。
具体地，传感器可以包括以下中的至少一者：用于检测起升参数的高度传感器、用于检测回转参数的回转角度传感器、用于检测变幅参数的幅度传感器和用于检测顶升参数的顶升传感器。在获取位移值和路程值之前，安全监控系统先判断与车载控制器以及各传感器的通讯是否正常，在通讯正常的情况下，实时采集待测参数的信号值，并进行滤波处理，再进一步采集位移值和路程值。起升机构、回转机构和变幅机构的运动都与吊钩的运动有关，因此，起升参数、回转参数和变幅参数可以通过吊钩的运动得到。根据吊钩从起始位置到终止位置的位移变化和路程变化得到位移值和路程值。塔式起重机的顶升油缸内有位移传感器，可以获取顶升油缸的伸缩量，即位移值；并且还包括可以记录运动脉冲数的传感器，将运动脉冲数与精度相乘可以得到顶升路程值，即路程值。在待测参数为一个的情况下，只需要根据待测参数的位移值和路程值即可计算出操作行程有效率。在待测参数为多个的情况下，需要根据每个待测参数的操作行程有效率以及对应的权重计算出总的操作行程有效率。分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值，根据位移值和路程值确定操作行程有效率，根据操作行程有效率确定塔式起重机的操作安全级别，可以从安全监控系统获取的塔式起重机工况数据直接判断司机的操作水平和操作安全性，提高了塔式起重机的操作安全性。
本发明实施例还提供一种塔式起重机，包括根据上述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法，其特征在于，所述方法包括：
分别获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值和路程值，所述位移值为从起始位置到终止位置的位移值，所述路程值为实际采集的路程值；
根据所述位移值与所述路程值的百分比确定操作行程有效率；
根据所述操作行程有效率确定所述塔式起重机的操作安全级别。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测参数包括以下中的至少一者：
起升参数、回转参数、变幅参数和顶升参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的位移值包括：
采集所述待测参数对应的传感器的信号值并且进行滤波处理；
分别记录所述待测参数在起始位置和终止位置的数据值；
根据所述数据值确定所述待测参数的位移值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与塔式起重机操作相关联的至少一个待测参数的路程值包括：
获取当前塔式起重机的操作档位；
根据所述操作档位对应的速度和所述待测参数的运动时间确定所述待测参数的路程值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测参数为多个，每个待测参数对应一权重值，所述根据所述位移值和所述路程值确定操作行程有效率包括：
分别获取多个待测参数对应的操作行程有效率；
根据每个待测参数的操作行程有效率与对应的权重值确定操作行程有效率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述操作行程有效率确定所述塔式起重机的操作安全级别包括：
判断所述操作行程有效率是否小于第一阈值；
在所述操作行程有效率小于所述第一阈值的情况下，确定所述塔式起重机的操作安全级别为较低级别；
在所述操作行程有效率大于或等于所述第一阈值的情况下，判断所述操作行程有效率是否小于第二阈值；
在所述操作行程有效率小于第二阈值的情况下，确定所述塔式起重机的操作安全级别为中等级别；
在所述操作行程有效率大于或等于第二阈值的情况下，确定所述塔式起重机的操作安全级别为较高级别。
7.一种控制器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至6中任一项所述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的方法。
8.一种用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置，其特征在于，包括：
至少一个传感器，用于采集待测参数的信号值；
根据权利要求7所述的控制器。
9.一种塔式起重机，其特征在于，包括根据权利要求8所述的用于估计塔式起重机的操作安全级别的装置。
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