“智慧工地”塔吊远程安全监控系统的设计与实现_开题报告

（一）本课题的意义

    互联网+，让施工现场进入“智慧工地”时代成为现实。“智慧工地”是“智慧地球”、“智慧城市”理念在工程领域内的行业具现，是一种崭新的工程全生命周期理念。“智慧工地”是在广义上的工地信息化，“智慧工地”具体讲就是将感应器植入到建筑、机械、人员穿戴设施、场地进出关口等各类物体中，并且被普通互联网形成“物联网”，再与“互联网”整合在一起，实现工程管理干系人与工程施工现场的整合。“智慧工地”，离不开 “人机料法环”五大要素特征，即劳务管理、机械管理、材料管理、方案与工法管理、生产与环境管理。“智慧工地”实现离不开端+云+大数据。

    “智慧工地”包括建设工程安全质量物联网管理系统、工地可视化远程管理系统、塔式起重机安全监控系统、建筑工程结构安全施工实时检测系统、混凝土搅拌车超载超速管理系统、智能终端考勤管理系统等组成。

吊塔是具有强大能力的起重运输设备，它是建筑施工不可少的施工机械之一，但因为塔吊超负荷使用、违章安装和拆卸、塔基础设计和施工不科学等因素造成塔吊事故屡屡发生，为建筑生产业带来巨大经济损失。塔吊监控系统的研究能有效遏制塔吊安全事故发生，具有重要推广意义。

（二）国外塔吊远程安全监控研究现状

随着网络技术、通信技术和计算机技术的不断发展，塔机在安全监控方面也在不断创新，而且塔机远程安全监控系统的技术也在不断完善和趋于成熟。尤其是发达国家在塔机远程安全监控方面的运用也比较早，例如丹麦、意大利、法国、德国等，在对塔机远程安全监控系统的研究开发上都处于领先地位，其中法国和德国的塔机远程安全监控系统最具有代表性。

90年建筑塔吊的生产主要集中在西欧，国外工程机械行业世界三强是普茨迈斯特、施维英（schwing）、赛法（CIFA）。现在，在国际塔吊市场上比较活跃的著名公司中，以法国potain与BPR联合组成的集团和德国Liebberr最为雄厚，Liebberr自己生产配套电机和变速箱。法德都是塔吊生产大国，但是在法国一些建筑工地上矗立着德国的塔吊，而在德国的一些建筑工地上，也采用意大利和法国生产的塔吊进行施工。日本建筑高层施工用的塔吊均是俯仰变幅动臂塔吊，主要是“日立”和“石川岛”石川岛最新塔吊产品是1500t.m级的动臂自升式塔吊,曾成功地应用于横滨地区某幢高296超高建筑施工。

法国波坦的塔机远程安全监控系统一直在不断研究开发出新的技术，其中其太空舱驾驶室是新技术创新的一大突破，其远程安全监控系统应用了网络技术研究开发了on-board计算机系统，如Dialog Easy和Dialog Plot，不仅能让驾驶员在驾驶塔机中视野更开阔，而且还有微机辅助保养系统、对话控制系统等，这能够对塔机日常运行中可能发生的二十多种故障进行诊断，而且还可以存储处理塔机易损件的磨耗程度和使用寿命信息。一旦塔机的某元件参数出现问题时，传感器可以检测出来，这时在显示屏上就马上把出现异常的信息显示出来并且向塔机驾驶员发出警报。

德国利勃海尔公司的塔机远程安全监控系统是在塔机机身上由传感器时刻检测塔机钢丝绳的张力变化，并且通过塔机运行时的实时倍率参数得到塔机起吊重物的质量，这可以防止塔机所起吊的重物超出了承受范围之外而造成事故发生；而且在监测风速信号的大小是使用标准风速传感器所产生的脉冲由信号调理电路处理后，输入至PLC转换为数字量再进行运算处理。而且该远程安全监控系统采用了模块化设计，并且塔机上都配备了电子监控系统。这样测量到的小车变幅、起升高度和倾斜角度都更加精准，然后将这些数据显示在塔机驾驶室内的显示屏上，可以让驾驶员简便地观察塔机的运行状态。

目前，世界塔吊市场的竞争异常激烈，各著名厂家竞相开发具有吸引力的塔吊新产品，其总的发展趋势有“城市塔吊”的特征。这些国家的塔机制造商生产的起重机产品，都有配套的安全监控装置对塔机运行起保护作用。因此专门生产塔吊监控系统的企业较少，还是以塔吊内部运行状态监测为主，对于塔群防碰撞的研究是逐渐发展起来的运用的新技术较多，比如英国起重机上采用了近场感应系统，德国起重机采用了激光测距和超声波传感技术定位进行防碰撞预警。在塔吊监控系统领域，最有名的国外公司是法国巴黎SMIE公司推出最新一代的AC30塔吊防撞系统，该系统能够设置塔吊的禁行区如学校、公路、高速公路、公共场所、铁路、高压线路等，“禁行区控制”功能能够对塔吊吊装物的行走区域进行限制。系统能够对塔吊的吊臂和平衡臂实时计算，防止在运动中与其它塔吊的钢绳发生碰撞。塔吊的防撞系统在具备基本的安全性能外，还可以大幅度地提升塔吊的工作效率。

   （三）国内塔吊远程安全监控研究现状

国内的建筑工程机械中联重科、三一重工、徐工等属于比较大的龙头企业，他们相对产品的科研和生产能力较强。但是，国内塔吊企业生产产品大多数未配置塔吊远程监控系统，需要使用单位安装相关系统予以完善。

国内塔吊安全监控系统的开发起步晚，但近几年发展迅速，特别是市场需求迅速增长，缘于国家对安全生产的重视，西安交通大学、哈尔滨工业大学、浙江工业大学等高校对塔吊防碰撞理论进行研究，同时国内涌现出很多塔吊安全监控系统的优秀厂商，国内物联网方面做在线监控的企业有黑龙江天物科技、海康威视、大华科技、品茗科技等企业，部分厂商的产品还远销国外。

国内塔吊安全监控系统最早采用的简单起重力矩超限功能塔吊黑匣子到现在的塔群联网防碰撞、远程联网系统的建设，均达到了一定的先进技术水平。目前市面上出现的“塔机黑匣子”本身存在一定的安全隐患，如果完全依靠它，出现重大事故的几率是非常大的。如果不依靠它如果不依靠它，那么它又只是一个摆设。如果花了大钱只是买到一个摆设的话，广大塔机用户将会怨声载道怨声载道，会对安监部门推广的用意提出强烈的质疑。目前塔吊安全监控系统只是在黑龙江、浙江、宁夏等少数几个省份应用推广，还没有达到大范围普及的程度。

品茗二代塔机安全手机上的云监控； 由深圳联丰创想研发的一款建筑施工现代化掌上工地系统“智慧工地”管理软件（包括手机终端和PC端）。目前品茗科技目前有7项技术专利，品茗自主研发的PM530塔机安全监控管理系统由塔吊黑“匣子”仪器设备、塔基设计软件、数据传输系统、在线监督管理平台组成，采用该系统可实现强化塔吊资质管理、完善监管评价体系、危险性作业全过程智能监控与提醒、有效提高监管效率、有效降低监管风险的管理目标。

黑龙江共友科技有限公司开发的塔机安全监控管理系统GBST-100，创造性地实现了针对塔机运行安全的开放性实时动态监控，完整提供从建设工地塔机单机运行到大型塔机集群交叉干涉作业的安全监控管理与预警报警功能。其塔机安全监控前端监控装置和后端远程监控平台无缝融合，在对塔机实现现场安全监控、运行记录和声光报警的同时，通过远程高速无线数据传输，将塔机运行工况安全数据和报警信息实时发送到远程GIS可视化监控平台，模拟塔机的全平面运行状态，并能在报警时自动触发手机短信息向相关人员告知，从而实现实时动态的远程监控、远程报警和远程告知。

综上所述，国外的塔吊监控系统监控核心技术比较先进和装备精良，国内的塔吊监控核心技术和系统集成研发在中技术专利方面不断加强。不难看出国内的塔吊安全监控系统在逐渐强大，塔吊安全监控系统研究和推广会为建筑“智慧工地”建设起到积极推动作用。

第二部分 、^范文提纲

第1章 绪论

第2章 需求分析

第3章 系统设计

3.1业务流程

3.2 系统建模

3.3 系统功能结构设计

3.4 数据库设计

3.5 系统实现流程图

3.6 系统功能结构设计

3.7 管理信息系统

第4章 系统实现

4.1 设备台账的设计与实现

4.2 人员管控的设计与实现

4.3 实时监控功能的设计与实现

4.4 电子地图功能的设计与实现

4.5 监控登记功能的维护与实现

4.6 部门管理功能的设计与实现

4.7 统计报表与导出功能的设计与实现

4.8 公告通知功能的设计与实现

4.9 模拟监控等功能的设计与实现

第5章 系统测试

第6章 结论

第三部分 、参考文献

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