一、概述

近年来，我国建筑行业迅猛发展，高层超高层建筑不断涌现，塔式起重机已成为必备的施工机械之一。 随着我国塔式起重机使用量的不断增长，因安全限位失效、操作人员违章等原因导致的塔机安全事故也日益增多。 在原有安全限位基础上，增设塔机安全监控管理系统，实现数据实时采集、智能报警、后台数据分析等功能，已成为机械管理者、使用者和各级管理部门的共同需求。 为有效遏制重大事故、减少一般安全事故，提高建筑起重机安全管理水平，杭州市根据国务院（2010）23号文和省建设厅（2011）6号文的要求，自2011年7月1日起，在建设工地新安装的塔机上推广配置安全监控管理系统，使杭州市的机械式塔机朝着智能化、信息化的方向迈出了重要一步。

通俗来讲，塔机安全监控管理系统是基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据处理技术、无线传感网络与远程通信技术相融合的系统平台，通过前端监控装置和平台无缝融合，实现了开放式的实时塔吊作业监控；在对塔吊实现现场安全监控的同时，通过远程高速无线数据传输，将塔吊运行工况安全数据和报警信息通过3G无线实时发送到远程GIS可视化监控平台， 并能在报警时自动触发手机短信向相关人员告知，从而实现实时的动态远程监控、远程报警，使得塔吊安全监控成为开放的实时动态监控。

二、塔机安全监控系统安装使用过程中常见问题

目前，我市共有8家通过评审的监控生产商为建设工地提供塔机安全监控管理系统，至今共安装455台塔机。 8家监控生产商的产品达到我市塔机安全监控系统的基本要求，覆盖重量、高度、幅度（力矩）、防碰撞、风速等装置及参数显示，实现报警、输出控制等功能。 塔机安全监控管理系统的推广使用， 使得塔机安全事故的发生率处于可控状态，但我们也看到， 各家厂商产品及技术力量的强弱，各厂商的塔机安全监控管理系统也不同程度地存在着如下问题： 

1. 防碰撞装置仅仅做到单机区域静态下的防碰撞功能，未全面推广群塔防碰撞功能。

2. 各安全装置报警频率高，其中高度报警频率约占总报警量的1 ／ 3以上。

3. 部分监控生产商给塔机安装监控管理系统后，后续服务跟不上，监管力度不足，造成部分监控系统不在线。

4. 部分塔机操作者不能熟练掌握、应用安全监控系统；部分工地管理人员不知如何监管；施工企业对其项目部使用的塔机安全监控管理系统的监管还未落实，监控得不到及时管理而成为一种摆设。

5. 加装后的塔机安全监控装置和原有机械式安全装置，为两套各自独立运行的安全装置，使塔机起到双重保护的作用。8家监控装置的安装型式分为一体化式和独立安装式两类。

两套安全装置的安装、调试过程，表面看是分离的，实际存在一个衔接问题，或者说统一问题。 监控装置呈独立安装式的，涉及到装置移机、审请、保管、重新安装等问题。

三、问题成因分析及对策探讨

针对上述问题，笔者对塔机监控安全管理系统使用状况进行了实地抽查，并对检查数据进行了初步的分析和研究，以下列举部分比较突出的问题及其原因分析，供广大同行参考讨论。

（一）起重量 、小车幅度 、力矩值 、吊钩高度 ，回转角度、风速报警频繁。

根据当前塔机安全监控装置报警次数多的现象分析：

一种确实是现场超载、超力矩下的正常状况下的多次报警；另一种显示异常大值。 一些是属于设定重量时不准确导致，重新标定重量后可归为正常。 有一些异常大值或异常小值出现，属于系统软件上的原因、属于主机仪表系统维护不到位的原因或传感器失效等原因。

还有一些高度报警频繁，是由于司机下班后将吊钩升到顶后碰高度限位开导致等。

1. 远程监控平台问题。 平台数据在接入时，数据的计算方法和报警频率显示存在问题，

同一个持续的报警，频繁显示导致这个问题的重复出现。

2. 系统终端软件问题。 系统终端采集信号、发送信号不稳定。

3. 外部干扰，带变频器的塔机其谐波和电磁辐射对系统的影响。

4. 外部干扰 ，塔机周边有严重干扰 ，导致数据传输过程出现问题。

分析探讨：报警频繁，对塔机司机的正常工作造成干扰。 当系统升级、改进达到逐步稳定后，应根据装置的重要性突出系统预警重点又减少工作干扰，取消高度、角度声音报警，

保留显示光报警和控制功能。 并逐步减少声音报警频率。

（二） 远程在线监控平台数据与现场终端显示不符。 终端显示数据正常不报警，平台显示数据过大报警。我们在杭甲工地，测试了3台XX牌塔机安全监控管理系统： 吊一个重量780kg标准节， 终端显示780kg，小车变幅运行数据在750kg～800kg即正常范围波动，与远程监控平台上显示数据相符。 但吊钩卸荷后，终端显示为零，而在远程监控平台上显示数据却为65000kg。

分析：平台软件设计问题或者是终端发射模块发送问题受干扰乱码。

探讨：完善产品改造升级服务程序。

（三）实际载重量与显示载重量不符、一些误差达100kg～500kg。

我们在杭乙工地，抽检2台XX牌塔机安全监控管理系统：实际吊重2000kg，终端显示为1700kg，误差300kg；

在杭丙工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统：实际吊重1500kg，终端显示为1390kg，误 差110kg；

在杭丁工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统：实际吊重1500kg，终端显示为

1000kg，误 差500kg；

在杭戊工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统： 实际吊重1000kg， 终端显示为

900kg， 误差100kg。

分析探讨：

1. 重量 （拉力 ）传感器安装 、连接不规范 ，间隙过大。 使用销轴式重量（拉力）传感器，若轴的安装孔径公差偏大、卡板尺寸偏差，会造成销轴式传感器松动。

因销轴传感器是圆轴式而起重机械带载运行中受各种因素影响抖动较大，尤其是通过间接连

接的销轴式重量传感器，摆动幅度大，造成重量传感器应变量发生偏差，导致采集数据出现误差（由于实际受力是根据力和变形量的关系得出，力为不变值但变形量随轴的转动而变化）。

2. 现场标定重量不精确，会造成终端显示重量偏小或偏大。

比如，在杭己工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统：实际吊重1510kg，终端显示为1620kg，偏大110kg。 重量偏大，反映现场原重量标定不正确。

分析探讨：塔机监控生产商、塔机安装单位和塔机检验检测单位在现场调试、标定塔机额定重量时，应选用电子称或标准砝码。

（四）部分重量传感器安装支架太单薄，不规范。在重载频繁使用中可能容易变形，造成采集的重量信号数据误差，而出现安全隐患。 另外由于支架位置偏差，造成增设的滑轮与上下原有滑轮不成一线，加剧钢丝绳及滑轮的磨损。

分析探讨：有关监控生产商应不断改进装置设置结构，提高安装质量，严格按安装方案的要求，完成每一台装置的安装。 易逐步推广、采用与塔机原装置融为一体的结构。

（五）防碰撞装置。

当前塔机上安装的防碰撞装置仅仅达到单机区域防碰撞功能即静态状况下塔机与建筑物、 高压输电线等的防碰撞。 部分监控生产商的防碰撞无静态模拟曲线显示。若时机成熟，

宜向群塔防碰撞发展。

（六）实际小车幅度与显示小车幅度不符，误差达300mm～450mm。

比如，在杭庚工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统：将小车运行到54.5m时报警，然后回到47m处，再向外运行到54.5m时，显示只有50m，就报警了，误差达450mm；

还有在杭辛工地，抽检1台XX牌塔机安全监控管理系统：实际检测小车幅度误差达300mm；

分析：在原幅度限位器旁侧增加一只带传感器的幅度限位器，多了一道连接，有累积误差，还有安装精度误差等导致小车幅度误差增大。 若限位器质量低劣、精度不高，造成的误差会更大。

有5家监控生产商的产品对力矩的信号采集用幅度×重量的型式即幅度限位器与力矩直接相关，小车幅度值的误差，影响到力矩值。 因此，小车幅度限位器至关重要，应选择优质产品。

当变幅小车静止不动而起吊重物时，显示屏所显示的重量一般与实际荷重都能相吻合，

但由于受摩擦阻力、 牵引钢丝绳保持一定垂度所需要的张力、起升钢丝绳和变幅钢丝绳绕过导向滑轮所引起的阻力、臂架轨道坡度阻力、风载阻力、回转惯性力等诸多因素的影响，

小车向内或向外运动时所显示的重量值就会产生一个差额， 可称为动态附加力。该附加力的反力主要是靠起升钢丝绳提供，其数值往往超出了±5%的许可范围。

探讨：应在该软件开发上能识别并处理动态附加力，利用微电脑和传感器技术的完美结合，寻找出一种能控制实际工况的办法，实现智能化数字控制在±5%的许可范围。

（七）远程监控平台容易断线，看不到监控塔机实时运行状态。

部分监控系统的平台经常断线，所采集的数据无法反映真实塔机运行情况。

分析探讨：终端信号发送模块及线路设计有缺陷。 应改进及升级终端发射模块与线路，保证数据发送稳定，断线时能在1min内能自动接收。

（八）部分塔机运行中的数据无波动或波动微小。

部分监控系统所采集的数据，无变动或者波动范围极小，疑为模拟数据。

分析：塔机安全监控生产商的设计人员，人为用技术手段控制运行数据，使之部分监控终端显示运行数据不变，不真实，这样容易留下安全隐患。

探讨：作为生产商更应保持公平、公正的立场，从技术手段上保证设备的稳定、 塔机的安全运行，而不能成为一种形式主义的摆设。 塔机安全监控生产商应修正技术错误，让监控数据正常随着塔机运行状态，真实反映，保证塔机施工安全。

（九）部分安全监控管理系统只有报警，未接输出控制。部分监控系统未接输出控制线。

分析：未将控制线与控制柜内电路连接，没有实现监控并需控制的作用，没有实现机械与电子联合控制的双功能。 可能是监控设备的产品本身与总站的技术规定要求有差距，也可能和使用单位的要求有关。

探讨： 应建立安全监控管理系统定期检查制度。 由政府主管部门牵头组织生产商对各自产品进行互查、交流，来提高和完善安全监控管理系统。

（十）显示屏等安装不规范。显示屏随意安放，未将其挂在角度、视线良好的位置；显示屏尺寸不一；风速仪未安装在四面受风位置。

分析探讨：生产商应规范安装，合理选择部件位置，不断改进服务质量。 采用抗干扰、清晰度高、并在强光下不影响视线的显示屏，其尺寸不宜小于9英寸。

（十一） 部分监控生产商未及时将塔机安全监控。

管理系统全部接入平台。 部分已安装塔机安全监控管理系统且不在线、部分施工现场

（项目部）未实行监控。

1. 部分塔机安全监控生产商未全面落实有关文件精神，未及时接入杭州市建设工程施工安全质量互联网管理应用平台。

2. 已安装的塔机安全监控系统在线率偏低。

分析：造成在线率偏低的原因有：（1）《塔机安全监控系统资料维护信息申请表》未如实、全部填写。 （2）数字安全监控系统不在线，数据没有上传到远程监控平台是由于包GPRS流 量 的SIM卡 丢失、欠费、超流量。 （3）无线传输模块上的天线损坏等原因、 系统终端与无线传输模块之间的串口未连接好。 （4）传输模块的电源线未插好。 （5）人为不接系统电源或忘记打开系统电源。 （6）工地停工，塔机总电源切断或工地半停工状态塔机停停做做等。

探讨：监控生产商应加强后续跟综服务，确保每一台已安装监控管理系统的塔机在线；

施工单位（公司） 应设置专人负责下属项目部塔机安全监控系统的监管与指导，对有违章记录的须及时作出处理，确保每一台塔机在线。

大杭州包括7个县市的起重机械设备台数已达到15937台，其中塔机6219台。 这么大的量，给各单位都带来机遇与挑战。

（十二） 检验单位对塔机检验现状。在塔机上推行安全监控管理系统已半年多，由于一些相关规定未跟上，检验单位对建设工地新安装的塔机检验仍在按原塔式起重机检验报告的内容检验。

当前需出台包括“钢格构柱、起重机械（含：塔机、门式起重机、施工升降机）安全监控管理系统”的浙江省建设工程起重机械检验规程，来适应当前的形势。

原先对塔机履行较多的是检验，当今配备电子式安全监控管理系统后，进行较多的是装置、仪表检测，将有利于促进和保障监控系统性能稳定。

四、结束语

        一种新装备、新技术的应用→到成熟→达到人们的认可，需要一个较长的过程，尤其是塔机安全监控管理系统，它由塔机数字安全监控系统、无线数据传输和远程监控平台三大块组成，系统较为复杂；涉及的部门、单位又多，给使用和管理带来难度。 为了完善塔机安全监控管理系统功能及安装、使用和管理科学化、规范化，真正起到“监视”和“控制”双作用，需要监控系统质量可靠、性能稳定；需要监控装置正确合理设置、及时检查与调试；需要用户熟悉并掌握操作要领、遵章守纪；需要终端和远程监控平台系统软件不断升级；需要系统结构不断改进；需要统一协调、各单位共同努力，才能真正实现和保障塔式起重机的施工安全及维护广大用户的利益。