国际上塔机设计制造行业较发达的国家主要有德国、法国、英国、意大利、西班牙、丹麦、俄罗斯、美国和日本。比较著名的厂家有德国的LIEBHERR公司、WOLFF公司、法国的POTAIN公司、意大利的SIMMA等几十家制造商，其产品占据国际起重机市场的大部分份额，也代表着塔机生产的最先进技术。他们大都根据自己的塔机产品研制有配套的安全监控装置。

    法国POTAIN公司的塔机安全监控产品由Dialog Visu人机交互显示装置和Top Tracing区域限制装置两部分组成。其中，Dialog Visu能够对有关电源供电条件、制动器和其他部件的技术状况相关的23项信息进行处理，如检测参数超出极限值，系统会向驾驶员发出灯光警示信号。Top Tracing通过限制区域的预先规划，可以同时最多解决9台塔机之间的相互碰撞问题。

    新加坡e-build公司是生产塔机防碰撞产品的国际专业厂商，其最新产品TAC-3000防碰撞系统可以实现塔吊群的防碰撞、工作边界限制以及区域保护功能。该系统以网络拓扑的形式将每台塔机上的中央处理器连接起来，通过实时监测每台塔机水平臂的对地运动后计算出塔机间的相对位置，实现防碰撞功能。

    国内塔机的安全监控产品开发起步较晚，从上世纪80年代初，有关行业、大专院校、研究院所等单位对超载保护装置进行了研究、设计、生产，发展至今也己渐成规模。近年来电子技术的发展，使目前国内安全监控装置的技术水平上了一个新的台阶，研究水平也有了长足进步。但其主要性能与国外同类产品相比，仍有较大的差距。目前，国内比较有影响的有以下一些产品:

    长沙汇智科技有限公司(原长沙浦沉电子安全信息技术开发有限公司)的ACS系列力矩限制器。采用汉显技术，其所有的操作均可用汉字菜单显示;采用大型液晶图形点阵显示，能直观清晰地显示出起重机工作图形及工况参数;具有自诊断功能，直接用汉字提示出故障现象和处理办法等;具有“黑匣子”功能，可自动记录起重机在作业过程中的危险工况，为事故分析处理提供依据。

    成都新泰建筑机械有限公司的CXT/20P塔机监控及安全保护系统可以实时显示塔机额定重量、实际重量、小车幅度、吊钩高度、力矩幅值、回转角度，具有电子力矩限制器功能，监控界面中以色块形式动态直观的显示塔机力矩变化。其CXT/800塔机群防互撞及区域保护系统能够实现塔机防互撞、区域限制、分界区域防护功能，其工作原理与国外TAC-3000防碰撞系统相同。

由西安智敏测控科技有限公司生产的ZM-ACS30L塔吊群智能防碰撞系统，可用于复杂建筑施工环境下塔吊群协同作业的防碰撞安全监控。该系统由主控器、彩色液晶显示屏及无线传输模块组成。每台塔机上的主控制器在对自身状态(如起升高度、回转半径、小车幅度)进行实时检测的同时，通过无线传输模块使同一施工环境下相互关联的塔机组成一个信息网络。每个塔机的状态信息通过信息网在各塔机之间进行传递，塔机上的主控器根据检测到的本机信息以及网络中其它塔吊的信息，进行防碰撞计算，并根据结果进行报警。

综上所述，国内外现有技术存在的问题:

(1)塔机安全保护系统是由一些超载保护装置构成的，它取决于个别运行参数的大小，没有将各参数综合起来分析塔机的安全预警问题。国内外现有的安全保护装置仅能实时显示塔机实际重量、小车幅度、吊钩高度、力矩幅值、回转角度等运行参数，在监控界面中以色块形式动态直观显示这些参数的变化，只要这些参数不超过设定值即认为是安全的。传统安全保护装置的工作原理是当塔机的某一参数达到所限定值时突然起作用，产生的巨大冲击直接损害塔机的结构强度。

另外，塔机作业环境恶劣，作业空间大，司机难以准确判断塔机的运行状态，不能有效地操作塔机，作业效率低。而且，在现代施工现场塔机经常处于接近极限状态作业，司机注意力长时间高度集中，劳动强度大，易疲劳。这些都为造成塔机的重大事故埋下了隐患。

 影响塔机的安全因素很多，不仅与运行参数有关，还与组合动作、操作水平、风载等随机因素有关。塔机安全监控系统不能仅考虑起重力矩、起重量、位置、速度、加速度等确定性因素，还要考虑风速风向、操作状态、剩余寿命及环境温度等因素，应该建立基于多源信息集成的安全预警机制，做到防患于未然。

(2)没有适合监测塔机整体失稳和碰撞的传感技术。塔机属大型钢结构，但它又与桥梁、塔架、井架等大型钢结构不同，它是不断运动的，停机时由于风载和地面振动的激励塔顶摆幅达300mm以上，起吊重物时塔顶摆幅可达800二以上，而且摆动的方向和幅度是随机的。因此，从理论上讲塔臂和塔身是一个低频、大振幅的随机振动系统，目前还没有实用的传感技术用来监测塔机的整体摆动及与周围障碍物间的距离。

 解决塔机防碰撞问题，目前应用较多的是电子器件控制防碰撞。这些装置的主要特点是采用电子控制，由塔机小车机构、回转部件处安装的传感器、通信网络及司机室显示屏等组成，在多台塔机工作的建筑工地，操作者可根据施工场地的具体情况和各台塔机在某一段时间内的工作范围，划分出各台塔机的工作允许区域与禁止区域，然后将禁止区域或塔机可能与其他物体相互碰撞的空间几何参数编程输入防撞系统，防碰撞装置根据输入的参数，控制塔臂的旋转范围从而预防碰撞事故的发生。但这种方法也存在不足之处，首先工程建筑场地的情况是时刻不断变化的，塔机的工作允许区域与工作限制区域是会随情况相互转换的，工作允许区域会变成工作限制区域，限制区域也会变成允许区域，而且有时这种变化是较快的。电子控制系统在应对这种变化特别是突发事件的变化存在不足之处，灵活性欠缺。其次，电子控制防碰撞系统中塔机工作人员往往只得按照事先划分工作区域与限制区域的参数工作，如果想要对允许区域与限制区域作适当的改变则需重新计算划分设定参数，耗时耗力，限制了塔机操作人员的主观能动性。这些困难主要是由于防碰撞系统选用的工作原理造成的。其防碰撞原理采用的是一种被动式防碰撞安全模型，系统只是监测自身的运动状态而对周边障碍物的情况缺乏感知。

（3）对导致塔机安全事故发生的危险因素影响机理研究不够。据现场案例分析，导致塔机安全事故发生的主要因素有:载荷因素、设备状态、剩余寿命、环境影响、司机素质、产品质量及管理水平等，但其设计理论一直沿用静态分析的方法，没有研究这些因素间的动态影响机理，这必然导致塔机的状态监测及故障诊断研究远远落后于其他领域。塔机已有近百年的历史，但其设计理论一直沿用静态分析的方法，这必然导致塔机的状态监测及故障诊断研究远远落后于其他领域。在静态设计理论下产生的状态监测技术和安全保护机制只能做到故障分析(即“黑匣子”所具有的功能)，无法研究安全预警以及故障诊断问题。

参考文献:

［1］陈颖． 基于超声信号塔式起重机安全预警信息获取技术研究［D］．硕士学位论文，2010，(6) : 2-5．