船厂起重机群概念的提出及安全监控的必要性：

为满足生产需要，提高生产效率，一般在船厂船台、船 坞或码头，都密集布置着形式各异的起重机，独立或协作工 作，主要包括门座起重机和门式起重机两种。门座起重机一 般布置在门式起重机的下方或两侧，形成船厂起重机群。 尽管形式各异的起重机均运行在各自的轨道上．但由 于多台起重机密布、起重机之间的距离较近或司机视野盲 区等因素，起重机之间存在相互干涉的危险，导致起重机 发生干涉事故，因此本文研究船厂起重机群安全监控管理 系统的问题，为避免起重机发生干涉，实现船厂起重机群 安全监控显得非常有必要。

船厂起重机群安全监控管理系统初步模型

按照《起重机械安全监控管理系统》要求，起重机自 身的安全监控管理系统已安装，在此基础上，为解决起重 机群干涉问题。可在已有的起重机安全监控系统中增加一 个界面。该界面可在起重机群界面和本地起重机位置界面之间进行切换显示。起重机群界面包括群内所有形式各异 的起重机．本地起重机界面仅包括起重机本身和可能与其存 在干涉的其他起重机显示在同一个界面内，且以本地起重机 为主，处于界面中间，可通过显示不同的颜色进行区分。当发 生本地起重机与某一台起重机接近至警戒范围时，除了监 控管理系统向操作人员发出报警信号和在醒目位置采用 文字提醒外．在安全监控系统群界面或本地起重机界面也 可以直观的看到存在干涉危险的起重机。并采用颜色加以 区分，如果可能发生干涉的区域进一步缩小，可通过安全 监控系统强制将两台设备停机．也可通过旁路进行人为操 作。如有新的起重机加入到该起重机群，可通过技术手段 将其纳入到该管理系统中。

起重机群安全监控的实现

船厂起重机均运行在固定的轨道上，两台门式起重机 靠近时存在干涉的危险，门式起重机和门座起重机即使相 对位置较远．但由于门座起重机臂架幅度变化或转盘旋转 角度变化将可能造成两机发生干涉，所以要实现起重机群安全监控，必须解决两个问题，一个是起重机的相对位置， 另一个是起重机的活动范围，以此两个因素来判断是否存 在干涉的危险性。 相对位置解决方案：在每台起重机上设置一个权点． 来虚拟起重机的位置．起重机的移动即权点的移动，门式 起重机设置在主梁中间，门座起重机设置在回转中心，通 过模拟的形式以权点扩展出起重机的外形轮廓．将起重机 群分布在一个虚拟的平面坐标系内．如图1所示。

起重机运行在各自的轨道上，通过运行机构编码器进 行坐标数据采集，或通过GPs定位的方式采集权点坐标，然 后反馈到虚拟的坐标系上。 活动范围解决方案：对于门式起重机来说，除维修吊 外，小车一般运行在跨中，活动范围不会超出起重机跨距； 对于门座起重机来说，尾部半径是一个固定值．但臂架的 幅度和转盘的旋转角度在工作过程中会经常发生变化，即 它的活动范围处于变化状态，即使两机间距较大，也可能 由于臂架幅度或转盘角度变化就会发生与周围其他起重 机或环境产生的干涉，所以必须提取臂架的幅度和转盘的 旋转角度数据，结合两机的间距，再通过逻辑运算确定门 座起重机的活动范围。 如果是门座起重机布置在门式起重机下方的，则通过 两机相对位置、门座起重机幅度、门座起重机转盘的方向 以及门式起重机的小车位置等条件进行判断是否两机存 在干涉的危险。 如果门式起重机在停机维修的状态。其上用于维修的 起重机采用门座起重机的方式处理即可。如果是起重机遇 到建筑时，只需将建筑物的坐标位置在该系统内设定。也可 以通过以上方案进行安全处置。因此可得出起重机群安全 监控管理系统通用因素公式： 干涉区域=起重机间距+门座起重机(或维修吊)旋转角度+门座起重机(或维修吊)臂架幅度+门式起重机上小 车位置+门式起重机下小车位置+建筑物位置。 定义：干涉区域为F：起重机间距为L，两机沿轨道最 大轮廓分别为L1、L2，即L=L1+L2；门座起重机(或维修吊) 转盘角度为0【；门座起重机(或维修吊)臂架幅度为B；门式 起重机上小车位置为a；门式起重机下小车位置为b；建筑 物位置为h；通用因素公式可简写为：F-L+仅+B+a+b“。如 门座起重机与门座起重机则公式简化为：F=L+d1+B1+d2+ B2“。如门座起重机与门式起重机则公式简化为：B ¨a+B“。如门座起重机与门式起重机(门座机在门 式起重机下方布置)则公式简化为：F-L斗n+B+a+b“。 如门式起重机与门式起重机则公式简化为：F-L+h。

举例说明：以门座起重机和门式起重机为例，假 设门座起重机在门式起重机外侧布置，门座机作为本地 起重机，采用通过公式F’-I桕+B+h来确定门座机干涉 区域，假设在无建筑物的情况下，公式简化为为：N斗 刚$，即门座起重机发生干涉的区域仅与两机的间距、 本机的臂架幅度和转盘旋转角度有关．通过对以上三 个影响因素进行逻辑运算。 判断L是否小于等于L1+L2，如确认则通过其 他两个因素判断本地门座起重机干涉区域，如图2 所示。

随着两台起重机逐渐靠近，即间距L逐渐缩 小，两台起重机发生干涉的区域越来越大，直到权点 处于一条线上时，发生干涉危险的区域最大．即有效 的工作范围最小。随着两机间距L逐渐增大，发生干涉的。

结束语

本文主要针对造船厂外场使用的门座起重机和门式 起重机所形成的密集性起重机使用情况下。可能存在干涉 的起重机之间的安全性提出的一种解决方案，能够预防起 重机工作过程中与其他起重机或周边环境产生干涉，希望 能够在船厂起重机群区域应用实施