谈大型建筑施工设备防碰撞预警系统的开发研究

一、引言

        某水电站是俺们国度正在开发建立的一个大型水电站．工程以发电为主。兼有防洪、航运等综合效益。电站装机容量为42ooMW。电站工程规模大，是目前国际在建和已建工程中最高的同类型大坝．最大坝高为192米。初期建立方案坝轴线长761．258米。坝顶高程382．0米。大坝混凝土总量560多万立方米。
　　其中碾压混凝土约385万立方米． 占混凝土总量的％ 。为保证砼浇筑强度．左岸进水口坝段布设了台挪动式MD1800塔机．1台固定式MD2200塔机，右岸坝中设置了一台POTAN公司的顶带机、一台公司的塔带机，两台揽机。其布置状况如图1：二、存在的成绩当一切设备全部装置完成。投入消费时．各种设备的状况如下：
　　揽机横跨大坝两侧。两根揽绳与大坝相平行。
　　揽机本身有沿大坝轴线(Y轴)的全体运动，在浇灌混凝土时，挂在揽绳上的吊罐沿揽绳方向有最高达的横向运动．同时还有沿高度方向的吊装混凝土的吊罐的高速上升、下降运动。揽机的运动是沿三个坐标轴方向的复合运动。且运动速度快。两台揽机在大坝轴向的运动(速度绝对较慢，最高速度为0．25m／s)，依据浇灌混凝土的需求．可以穿过另外四个设备。
　　右上角的设备为挪动塔机。该塔机在图示的轨迹方向可以全体挪动，但在任务进程中．这种全体挪动不停止：在浇灌混凝土时．挪动塔机起重臂可以在360度的范围内的任何地位任务。而且起重臂上吊装的混凝土的塔罐可随意下行下降．吊装塔罐的小车在起重臂上可来回挪动。起重臂长约83m．与起重臂相反方向的均衡臂长约28m。挪动塔机装置初始高度为100m，依据工程进度。可停止加高。
　　图1中挪动塔机上面的可转动360度的设备为固定塔机．固定塔机只可以在圆周方向转动停止浇灌，不可挪动和降低。吊装塔罐的小车可在起重臂下去回运动。固定塔机基座较高，本身高度为192m。起重臂长83m。均衡臂长28m。
　　紧挨固定塔机的处于图1中心地位的是顶带机。顶带机不同于挪动塔机和固定塔机．它不只要起重臂战争衡臂。而且有皮带机。它的混凝土是由皮带机保送的。起重臂只是起吊起皮带机．同时给皮带机转动提供动力。以及起重臂上小车的来回运动。使得皮带机可以在起重臂转过的中央浇灌混凝土。固定塔机的高度可以依据施工的需求降低。顶带机的起重臂长83m，均衡臂长28m。皮带机分外外皮带机，内皮带长55m。外皮带长50m。
　　塔带机的任务状况根本和顶带机相反．只是布置的地位不一样。从图1以及下面各设备的任务状况可以看出。各设备存在干预的能够。两台揽机与四台转动设备(指挪动塔机、固定塔机、顶带机、塔带机)之问，都存在干预；挪动塔机与固定塔机之间有起重臂与起重臂，起得臂与均衡的互相干预：挪动塔机与顶带机之间存在起重臂与起重臂的干预．挪动塔机起重臂与顶带机的外带机的干预：固定塔机起重臂与顶带机起重臂、固定塔机起重臂与顶带机外皮带机的干预：顶带机与塔带机起重臂之间、顶带机起重臂与外皮带机之间、塔带机起重臂与外皮带机之间都存在有干预景象。还有两台揽机与物料传送带的干预。普通来讲．在大坝施工期问．都有专门的指挥调度人员，但是遇到阴雨天气．以及调度和操作人员留意力不集中时，这些设备就有能够互相之问发作碰撞，一旦真有碰撞发作，少则损坏设备．重则机毁人亡。为了避免此类碰撞事故发作，施工单位急迫需求开收回一套防碰撞的预警零碎三、详细完成此防碰撞零碎的完成，需求思索以下几个方面的成绩，首先是设备运动数据的采集，对采到的数据停止初步处置。其次是对失掉的数据停止剖析计算。最初将计算失掉的后果经过警报的方式传给操作人员。
　　此外．还有各运动设备运动仿真局部。上面对这个四个方面的完成办法作比拟详细阐明。
　　一)运动数据的采集。由于揽机与各转动设备是运动的．为计算各运动设备之间的间隔，必需晓得各运动件的详细坐标地位。空间定位零碎GPS是一种很好的测量运植物体坐标值的理想仪器。在揽机与各转动设备上思索装置七个GPS．在皮带机上各装置一个测速传感器。由于挪动塔机是全体运动体．其塔架的坐标值需求测出，可以在挪动塔机起重臂吊装混凝土的塔罐和挪动塔机均衡臂上各装置一个GPS，就既可以定出挪动塔机机身的坐标值，同时可以晓得塔罐和起重臂的地位。两个揽机在其运动着的吊罐上各安一个GPS。固定塔机、顶带机、塔带机三种转动设备，由于各自机身是绝对空中固定不动的．只在它们的塔罐上各装置一个GPS就可以失掉相应需求晓得的数据。由于GPS只能失掉运动件的坐标值，且这些坐标值存在较大的误差．采集到的坐标数据要停止拟合处置．再传给上级接纳者。