一、项目背景
1、系统背景
随着现代化城市建设的迅速发展，建筑施工的机械化、自动化程度要求也越来越高，塔式起重机已经成为建筑工地必不可少的大型施工机械之一，但同时塔吊安全的事故也屡屡发生。
计算机技术、自动控制技术、通讯技术的飞速发展和广泛应用，以计算机系统为核心和操作控制平台为基础的各种监控系统已成为当今重大生产设备或过程控制设备进行监督管理的必备手段。
现在，塔吊事故的不断发生，塔吊的安全越来得到重视，全国各地已相继下发关于塔式起重机安全管理的相关文件，施工现场塔吊的智能化安全管理已经成为行业发展的大趋势。
苏州新导联合杭州品茗推出的塔吊全过程安全监督管理系统提供一种全新的科技手段，对塔吊一个使用生命周期全过程实施智能化监控，从而达到安全生产之根本目标。
2、实施意义
技术创新，消除人和物的不安全因素。在保证建筑起重机械的安全使用方面，起重机械自身因素和人为因素是十分重要的。如果机械能够排除其本身和人为因素的影响，则安全性能必然会大大改善。现有的起重机械安全装置大多是机械式的，易拆除、易损坏的。塔吊全过程安全监督管理系统的研发，将机械的安全装置变成数字集成，所有安全装置及操作装置可集中至一处数控操作平台，通过传感器监督机构及使用单位可实时监控塔吊的运行情况，为塔吊相关单位提供加大管理力度、严格执法的依据，进而监督操作人员和指挥人员提高安全意识减少或杜绝安全事故隐患;另一方面，及时的预警功能又能及时提醒操作人员预防突发的安全隐患。
二、产品介绍
1、系统概况
塔吊全过程安全监督管理系统是指从塔吊基础设计开始，到塔吊完全拆除为止的使用生命周期当中，通过互联网技术手段进行塔吊安全备案管理、塔基设计与施工方案编制、塔吊作业过程监控和记录的一整套安全监控管理系统。本系统由塔吊运行在线监控系统平台、塔吊专项施工方案设计软件、监控硬件设备、数据传输系统 4大部分组成，综合应用了传感器技术、嵌入式技术、数据采集和融合技术、3G无线通信技术、网络 IT技术等高新技术手段，实现对塔吊的全过程远程监控管理。本系统安装操作简单，硬件设计科学，可适应不同型号塔吊，重复使用寿命为 20年，目前已在国内外广泛推广应用。
2、系统架构
2.1 系统架构示意图
2.2 塔吊运行在线监控系统平台
塔吊运行在线监控系统平台主要是提供给建筑安全监督管理部门、施工企业、项目部、监理单位和塔吊产权所有人等各方主体使用，主要实现多方主体的塔吊远程监督和管理。
系统拥有人性化的操作和使用界面，通过先进的计算机网络技术，可实现塔吊在线备案、监督与检查，塔吊位置 GIS电子地图显示，运行参数实时显示，运行数据报表分析以及施工安全专项方案的在线管理等功能。
2.3 塔吊专项施工方案设计软件
根据住建部建质[2009]87号文件精神，该软件参照《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆除安全技术规程》(JGJ196-2010)，《塔式起重机混凝土基础规程技术规程》(JGJ187-2009)等技术规范要求，能够轻松编制出塔吊使用前和使用中的安全专项施工方案。
2.4 监控硬件设备
塔吊运行监控硬件设备综合利用微电子技术、信息传感技术和及时通讯技术，将塔吊的主要安全装置，包括力矩限制器、起重量限制器、幅度限位器、回转限位器及高度限位器的各项运行数据进行采集、记录和存储。包括塔吊荷载监控仪、塔吊防碰撞监控仪和塔吊区域保护监控仪 3种仪器设备，主要用于平臂和动臂两种塔吊，用户可根据工程实际需要进行选配。
该硬件设备可以对运行数据进行记录、存储并实时显示，对起重力矩、起重量、幅度、回转角和允许高度进行控制和预警，实现同步远程监控的目标。
3、系统功能
3.1 力和力矩监控，防止超限超载
行业现象与存在问题：
塔吊在作业过程中，超限超载比较容易发生，轻者造成塔机关键部位疲劳，缩短塔机使用寿命;重者直接导致塔臂断裂或塔吊倾覆，造成大量人员财产伤亡。
解决方案：
(1)安装智能力矩监控设备，自动采集每吊重量;
(2)司机室安装显示屏，实时显示每吊重量，司机随时可看;
(3)当吊重超限超载时，系统自动声光预警，当起重量大于相应档位的允许额定值时，系统自动切断上升方向的电源，只允许下降方向的运动;
(4)塔吊每吊数据均通过 GPRS模块实时发送到监控系统平台，远程可同步监控。
3.2 群塔作业监控，防止碰撞
行业现象与存在问题：
群塔作业时，由于塔吊大臂回转半径的交叉，容易造成大臂之间碰撞事故发生;由于视觉误差，高位塔吊吊绳与低位塔吊吊臂在交叉作业区容易发生碰撞;塔吊吊物与周边建筑物容易发生碰撞。
解决方案：
(1)群塔中每塔均安装防碰撞监控设备，对塔吊作业状态(转角、半径等)进行实时监控，塔吊智能识别和判断碰撞危险区域;
(2)大臂进入碰撞危险区域，系统即开始声光预警，距离越近，报警越急，及时提醒塔吊司机停止危险方向的操作。
3.3 特定区域监控，防止坠物伤人
行业现象与存在问题：
由于塔吊大臂回转半径较大，容易出现大臂经过学校、马路、房屋、工棚等人群密集区域;塔吊钢丝绳容易碰触高压线;塔吊容易撞击高层建筑、山体等周边高物。
解决方案：
安装区域保护监控设备，设定塔吊作业区域，智能限制大臂禁入特定区域，实现区域保护。
3.4 安全专项编制，防止安拆事故
行业现象与存在问题：
塔吊安装、拆卸和顶升的过程中，普遍存在无方案施工的错误行为，安拆工仅仅依靠经验办事，对经验盲目自信，对施工方案不屑一顾。
解决方案：
通过专业的软件智能编制塔吊安拆安全专项方案，确保设计计算符合规范要求，方案内容翔实，可操作性强。
3.5 塔基和附着设计，防止塔吊倾覆
行业现象与存在问题：
塔吊基础和附着基本是在塔吊公司指导下由项目部负责施工的，普遍存在着不设计、无计算等行为，塔吊公司一套方案打天下，塔吊基础抗倾覆能力不足，塔基产生沉降，附着设计不合理时有发生，导致塔吊倾覆的严重后果
解决方案：
通过专业的软件对塔吊基础和附着进行智能设计计算，确保设计科学，计算合理，符合相关规范标准要求，进而指导施工。
3.6 配备智能卡，实现人机管理
行业现象与存在问题：
塔吊和塔吊司机的管理一直是监管的重点，也是难点，塔吊备案制的实行成效显着，但塔吊量大面广，施工现场仍然存在无资质塔吊;塔吊司机持证上岗的要求是严格的，但对于无资质顶班仍然监管乏力
解决方案：
(1)通过塔吊监控系统平台，对塔吊实行在线备案管理，对塔吊的安装、拆卸和移机进行全方位远程异地管理;
(2)通过对塔吊司机实行 IC卡、实名制管理，进行有效监管。
三、方案优势
1、强大的系统监控平台实现远程管理
品茗塔吊在线系统监控平台，界面友好，功能强大，可以实现塔吊作业数据的在线监控、塔吊地理位置电子地图显示、塔吊运行数据分析、塔吊在线备案、塔吊施工安全专项方案在线管理等功能。
2、 实现监控主体多元化
塔吊监控系统平台的应用，使塔吊产权所有人、塔吊使用人、监理单位以及塔吊安全监督管理部门等各方主体均可便捷的通过系统平台有效行使安全监督管理职责，有效改变塔吊安全系于塔吊司机一人的局面，使监督主体多元化。
3、实现在线安全巡查
负责塔吊安全管理的安监员、项目经理、安全员、监理、塔吊所有人等都可以通过系统平台在网上随时巡查进入施工现场的塔吊，对其备案状态、使用情况、违章操作情况等进行监督检查，有效解决了安全巡查的两大困难：一、提高了巡查效率，作业塔吊一网打尽;二、做到落地巡查，对塔吊司机操作过程中的不安全行为和对限位器、大臂、钢丝绳等物的不安全状态都可以通过数据一目了然，实现了真正到位的巡查管理。
4、实现塔吊危险作业自动截断
当超限超载等危险情况出现时，塔吊监控系统能够自动实现危险行为截断，使塔吊朝着安全操作的方向发展，制止塔吊向危险操作方向运行。
5、实现全过程安全监督管理
从国际国内同类产品来看，目前只有品茗塔吊监控系统实现了从地基基础的设计，到塔吊安全专项施工方案编制，到力和力矩监控，到防碰撞功能，以及强大的系统监控平台，品茗构建了一个全过程、全方位的塔吊监控系统，对塔吊作业的安全能起到更好的保障作用。
