混凝土拌合站智能安全防護體系設計與實現(xiàn)

□□ 周晗赟，任科亮，張志威 (浙江交工金筑交通建設有限公司，浙江 杭州 310051)

引言

隨著計算機技術、網絡技術和施工裝備技術的不斷發(fā)展，由程序集中控制的拌合站越來越受歡迎，這就使得公路橋梁混凝土拌合站可采用信息技術實現(xiàn)現(xiàn)代化的安全生產和管理模式，從而提高企業(yè)安全防護效果和生產效率?；炷涟韬险居捎诟鞣N運輸車輛較多，加上施工環(huán)境復雜，時常發(fā)生車輛撞人(車)事故，為防止運輸車安全事故的發(fā)生，除應加強對司機以及入場人員安全教育外，還應加強智能安全防護體系設計與應用，以有效解決混凝土拌合站的安全防護問題。

1 工程概況

臨金高速公路臨安至建德段工程第TJ04標段起訖樁號K49+600～K61+700，主線路線長度為12.1 km，分水互通連接線長度為2.5 km，瑤琳互通連接線長度為1.4 km。主要結構包括大橋(856.15 m)4座、中小橋(186.4 m)2座；分水互通主線橋(899.046 m)1座，匝道橋(459.6 m)4座，連接線橋梁(726.2 m)4座；瑤琳互通主線橋(64 m)1座，匝道橋(128 m)2座，連接線橋(128 m)2座；主線隧道(4 092 m)4.5座，連接線隧道(370 m)1座。施工路段位于桐廬縣分水鎮(zhèn)和瑤琳鎮(zhèn)。

2 系統(tǒng)設計原理

混凝土拌合站智能安全防護體系是通過骨料存儲倉安全預警模塊實現(xiàn)骨料存儲倉上人員情況的無線預警，將骨料存儲倉內是否有人的信息通過無線設備傳輸到鏟車駕駛室內，實現(xiàn)了短程安全信息傳遞，車輛事故預防裝置如圖1所示；場內鏟車交叉作業(yè)防碰撞安全預警模塊通過雷達預警、AI場內人員識別、紅外感知等技術實現(xiàn)了鏟車人員防碰撞預警和場地人員動態(tài)信息預警，鏟車上料事故預防裝置如圖2所示，車載控制一體機如圖3所示；攪拌機罩蓋開啟斷電安全預警模塊通過人臉識別和電磁鎖技術實現(xiàn)了操作人員臉部識別后，電源自動關閉，電磁鎖開啟，方可打開攪拌機罩蓋，則操作臺自動斷電，然后進行清理作業(yè)或者維修，保障了清理拌缸人員的安全，操作臺臉部識別通(斷)電控制模塊如圖4所示。采用操控室人臉識別通電模塊、骨料存儲倉安全預警模塊、場內鏟車交叉作業(yè)防碰撞安全預警模塊、攪拌機罩蓋開啟斷電安全預警模塊等形成混凝土拌合站智能安全防護體系。

圖1 各種車撞人(車)事故預防措施

圖3 車載控制一體機

圖4 操作臺人臉識別通(斷)電控制模塊

3 工作流程與控制要點

3.1 工作流程

混凝土拌合站智能安全防護體系工作過程如圖5所示。

圖5 施工工藝流程圖

3.2 控制要點

3.2.1操控室人臉識別通電

在拌合站操作室內安裝1套人臉識別系統(tǒng)，與拌合站主機相連。所有拌合站操作人員臉部錄入識別系統(tǒng)，拌合站通電啟動需經操作人員臉部識別成功后才能啟動。操控室人臉識別通電如圖6所示。

圖6 操控室人臉識別通電

3.2.2骨料存儲倉安全預警

拌合站骨料倉安裝上人感應器，鏟車上安裝骨料倉信息展示器。骨料倉需人工清理時，工人上倉操作前按一下上人感應器，鏟車上骨料倉信息展示器顯示該料倉有人清理，提醒司機注意，防止有人清理料倉時發(fā)生安全事故。料倉感應器如圖7所示，骨料倉信息展示器如圖8所示。

圖7 料倉感應器

圖8 料倉信息展示器

3.2.3場內鏟車交叉作業(yè)防碰撞

在每輛鏟車上安裝有3個雷達裝置，每個雷達覆蓋120°，在上料倉附近安裝1個AI攝像頭和智能音響。AI攝像頭識別場地內人員移動信息，并通過智能音響播放聲音提醒人員和鏟車；鏟車雷達裝置感應到附近有人進入，發(fā)出警報提醒司機注意安全。AI攝像頭如圖9所示。

圖9 AI攝像頭

3.2.4攪拌機罩蓋開啟斷電

在攪拌機主機上安裝1套人臉識別系統(tǒng)，主機罩蓋處安裝1個電磁鎖。開啟拌合機罩蓋需要通過人臉識別系統(tǒng)確認，確認后電磁鎖解鎖才能打開拌合機罩蓋，在罩蓋打開期間，拌合站主機處于斷電狀態(tài)，防止人員清理拌缸時主機突然啟動，直至清理完成，通過人臉識別系統(tǒng)確認罩蓋關閉后恢復通電。攪拌機罩蓋開啟斷電系統(tǒng)如圖10所示。

圖10 攪拌機罩蓋開啟斷電系統(tǒng)

4 結語

結合臨金高速公路臨安至建德段工程第TJ04標段工程情況，提出的混凝土拌合站智能安全防護體系有效解決了拌合站發(fā)生車輛撞人(車)事故的問題。在工作過程中，由操控室人臉識別通電模塊實現(xiàn)安全管控環(huán)節(jié)前置化，形成了流程管理與安全管控相融合；料倉安全預警模塊實現(xiàn)了短程安全信息傳遞功能，實現(xiàn)了鏟車人員防碰撞預警和場地人員動態(tài)信息預警；通過人臉識別和電磁鎖技術將操作人員臉部識別和電源啟閉相關聯(lián)，保障了清理拌缸人員的安全。