淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機(jī)動(dòng)態(tài)監(jiān)管中的應(yīng)用

朱元

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

起重機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于冶金、交通、電力、建筑、采礦、化工、造船以及港口等多種行業(yè)的特種設(shè)備，能夠有效提高生產(chǎn)效率，給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前的起重機(jī)正朝著大型化、高速化、自動(dòng)化以及多功能復(fù)雜化等不斷地發(fā)展，在其技術(shù)含量不斷提高的同時(shí)，其運(yùn)行過(guò)程中的安全性也得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。在起重機(jī)實(shí)際的工作過(guò)程中，由于其運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，因而導(dǎo)致其事故率較高，為了進(jìn)一步提高起重機(jī)工作過(guò)程中的安全性，可以通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效的運(yùn)用于起重機(jī)的動(dòng)態(tài)監(jiān)管過(guò)程中，進(jìn)而對(duì)其工作過(guò)程中的不確定因素進(jìn)行科學(xué)合理的控制，從而有效避免安全事故的發(fā)生。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指借助多種不同的信息傳感設(shè)備，例如，射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外線感應(yīng)器以及激光掃描器等，進(jìn)而對(duì)所監(jiān)控的物體或過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，在實(shí)際的監(jiān)控過(guò)程中，主要是對(duì)聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物以及位置等各種信息進(jìn)行收集匯集，同時(shí)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)還能與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，提高監(jiān)視的全面性。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑽锱c物、物與人、所有物品與網(wǎng)絡(luò)之間建立有效的聯(lián)系，進(jìn)而對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行有效的識(shí)別、管理和控制。

物聯(lián)網(wǎng)中所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：RFID、傳感網(wǎng)、M2M和兩化融合等，其中RFID是指射頻識(shí)別技術(shù)，這是一種高質(zhì)量的通信技術(shù)，能夠通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)對(duì)特定的訊號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，并能及時(shí)獲取其中的相關(guān)數(shù)據(jù)資料；傳感網(wǎng)具體是指一種呈隨機(jī)分布狀態(tài)的傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn)，能夠通過(guò)自我組織的形式構(gòu)成一種規(guī)則的無(wú)線網(wǎng)路；M2M是指將數(shù)據(jù)在兩個(gè)不同的終端之間進(jìn)行穩(wěn)定的傳輸，即在不同的機(jī)器之間形成穩(wěn)定的聯(lián)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間的對(duì)話；兩化融合是指將電子信息技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中，信息化已經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的一種有效手段，信息化進(jìn)程與工業(yè)化進(jìn)程之間具有緊密的聯(lián)系，不再是單方面的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，兩者之間在技術(shù)、產(chǎn)品以及管理各個(gè)方面都互相滲透，進(jìn)而形成了工業(yè)電子、工業(yè)軟件以及工業(yè)信息服務(wù)業(yè)等新產(chǎn)業(yè)。

2 起重機(jī)動(dòng)態(tài)監(jiān)管

起重機(jī)的動(dòng)態(tài)監(jiān)管具體是指在其實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，為了對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的了解掌握，通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)采取有效的科技手段和管理手段，進(jìn)而對(duì)起重機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤監(jiān)測(cè)，確保整個(gè)工作過(guò)程能夠得以順利的實(shí)施。動(dòng)態(tài)監(jiān)管技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

在起重機(jī)的工作過(guò)程中，為了對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)和GIS技術(shù)有效的運(yùn)用于起重機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)控之中，其中起重機(jī)的監(jiān)控工作主要是對(duì)其起重量、力矩、起升高度以及安裝保護(hù)裝置工作的實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)全面的監(jiān)控。在相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之中，規(guī)定了起重機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)構(gòu)成、性能要求、試驗(yàn)方法以及系統(tǒng)檢驗(yàn)等，這幾方面的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)較多，為了對(duì)其進(jìn)行更加系統(tǒng)全面的控制，就要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與起重機(jī)狀態(tài)的監(jiān)控工作進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)系，進(jìn)而能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)工作過(guò)程中的大部分狀態(tài)量進(jìn)行全面的獲取。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)的整個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控，對(duì)起重機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)全面收集整理，并通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)、信源壓縮編碼以及信源編碼技術(shù)的有效運(yùn)用，進(jìn)而對(duì)傳感器收集而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析研究，進(jìn)而能夠?qū)ζ渲写嬖诘膯?wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并及時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸至處理人員，再采取有針對(duì)性的措施，避免安全事故的發(fā)生，能夠在一定程度上提高整個(gè)工作過(guò)程中的安全性。

2.2 金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控

金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的重要組成部分，在起重機(jī)的工作過(guò)程中具有非常重要的承載作用，對(duì)于確保起重機(jī)的安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。金屬結(jié)構(gòu)在起重機(jī)工作過(guò)程中的受力狀態(tài)和損傷程度對(duì)于起重機(jī)的安全運(yùn)行具有非常重要的影響，關(guān)系著整個(gè)起重工作的順利進(jìn)行。對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控主要是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中傳感器技術(shù)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)的受力狀況進(jìn)行系統(tǒng)全面的監(jiān)控，再將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)反饋給工作人員，進(jìn)而能夠采取有針對(duì)性的改善措施，確保金屬結(jié)構(gòu)的整體受力在其能夠承受的范圍之內(nèi)。此外，為了有效提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的精度，還要將傳統(tǒng)壓電傳感器、光纖光柵傳感器以及聲發(fā)射等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而能夠?qū)饘俳Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行全面的掌握。在金屬結(jié)構(gòu)的監(jiān)控過(guò)程中，為了盡可能減少監(jiān)控工作，提高工作效率，就要對(duì)整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行全面的分析研究，對(duì)應(yīng)力較高處、易出現(xiàn)問(wèn)題的部位以及重點(diǎn)部分的受力狀況進(jìn)行有針對(duì)性的監(jiān)控，進(jìn)而以較小的工作量，獲取最為全面的金屬結(jié)構(gòu)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，為起重機(jī)的安全生產(chǎn)工作提供可靠的保障。

2.3 人機(jī)互認(rèn)管理系統(tǒng)

起重機(jī)的人機(jī)互認(rèn)管理系統(tǒng)是指起重機(jī)的操作人員與起重機(jī)之間要保證一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即某個(gè)操作人員只能操作該起重機(jī)，嚴(yán)禁其在別的起重機(jī)上進(jìn)行工作，該起重機(jī)只能由該操作人員進(jìn)行操作，別的人員無(wú)法對(duì)該起重機(jī)進(jìn)行任何操作，該項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)是建立在物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)和傳感器技術(shù)之上的。通過(guò)RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)操作人員的身份進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)該操作人員對(duì)起重機(jī)的有效控制，從而完成起重機(jī)的正常起重作業(yè)、檢修運(yùn)行的監(jiān)控管理，能夠有效避免其他人員對(duì)起重機(jī)進(jìn)行任何的操作。當(dāng)操作人員、管理人員和點(diǎn)檢人員進(jìn)入起重機(jī)之后，RFID身份識(shí)別系統(tǒng)要對(duì)人員的身份進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，并按照識(shí)別結(jié)果賦予相應(yīng)的權(quán)限，不同身份的工作人員能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)進(jìn)行不同的操作。只有通過(guò)身份驗(yàn)證后的起重機(jī)操作人員才能順利的開(kāi)啟起重機(jī)，其他人員無(wú)法開(kāi)啟起重機(jī)，進(jìn)而有效避免誤操作的發(fā)生，能夠有效的防止安全事故的發(fā)生；當(dāng)管理人員被系統(tǒng)識(shí)別之后，登陸完成之后起重機(jī)就完成了相應(yīng)的鎖定操作，其他人員無(wú)法再進(jìn)行登陸，直至管理人員完成對(duì)起重機(jī)的操作之后，才能將起重機(jī)進(jìn)行解鎖，其他人員才能對(duì)起重機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作，起重機(jī)的管理人員主要是賦予不同操作人員相應(yīng)的起重機(jī)操作權(quán)限，進(jìn)而確保各個(gè)操作人員都有明確的分工，避免相互之間造成影響，進(jìn)而對(duì)起重機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅；當(dāng)點(diǎn)檢人員被系統(tǒng)識(shí)別之后，就能對(duì)起重機(jī)進(jìn)行全方位的檢修操作，全面獲取起重機(jī)工作過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的整體狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，再根據(jù)判斷檢修結(jié)果對(duì)起重機(jī)采取有效的處理措施，及時(shí)排除其中存在的問(wèn)題，避免起重機(jī)故障導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，確保起重機(jī)的安全運(yùn)行。

2.4 故障識(shí)別診斷技術(shù)

故障識(shí)別診斷技術(shù)對(duì)于確保起重機(jī)的安全運(yùn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)該技術(shù)能夠及時(shí)對(duì)起重機(jī)存在的故障進(jìn)行有效的識(shí)別診斷，進(jìn)而能夠在故障造成嚴(yán)重的后果之前就對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，再根據(jù)故障識(shí)別的結(jié)果對(duì)其采取有針對(duì)性的診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障的有效診斷處理，確保起重機(jī)能夠始終處于良好的工作狀態(tài)。起重機(jī)的故障診斷識(shí)別技術(shù)，首先，需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器技術(shù)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)全面的監(jiān)控，獲取起重機(jī)工作過(guò)程中的有關(guān)狀態(tài)量，確保起重機(jī)始終處于良好的監(jiān)控之中；其次，再通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等相應(yīng)的智能技術(shù)對(duì)傳感器獲取的狀態(tài)量進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，進(jìn)而對(duì)起重機(jī)存在的故障進(jìn)行預(yù)期識(shí)別與診斷；最后，完成起重機(jī)的故障識(shí)別診斷之后，將該結(jié)果反饋至起重機(jī)的管理人員做進(jìn)一步的處理，進(jìn)而能夠有效避免起重機(jī)帶病作業(yè)，確保起重機(jī)始終處于良好的工作狀態(tài)，為起重作業(yè)的順利實(shí)施提供可靠的保障。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為了提高起重機(jī)工作過(guò)程中的安全性，避免各類安全事故的發(fā)生，就要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，可以通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效的運(yùn)用于起重機(jī)的監(jiān)管工作之中，進(jìn)而能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)的整個(gè)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就能將其消滅于萌芽之中，避免問(wèn)題的進(jìn)一步發(fā)展。在起重機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管過(guò)程中，要根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際情況采取有針對(duì)性的技術(shù)，進(jìn)而確保對(duì)起重機(jī)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，為其安全運(yùn)行提供可靠的保障。

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