近年來，中國由于建設(shè)項(xiàng)目繁多，在役塔機(jī)數(shù)量急劇上升，盡管建筑安全監(jiān)督部門不斷加大監(jiān)管力度，但塔機(jī)的超載使用、無證操作和野蠻施工等違章行為頻現(xiàn)，倒塔傷人的安全事故也經(jīng)常發(fā)生，造成了人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。如何

降低塔機(jī)事故頻率，最大限度減少事故損失，成為擺在政府部門和施工企業(yè)面前的一道難題。

1塔機(jī)安全系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)

1）大多數(shù)塔機(jī)安全控制裝置簡陋目前，

很多塔機(jī)上安裝了相應(yīng)的保護(hù)裝置，如高度限制器、力矩限制器等裝置，但是由于大多數(shù)塔機(jī)本身的價值相對移動式起重機(jī)來講不是很高，因此塔機(jī)的安全保護(hù)裝置也非常簡單。很多塔機(jī)的安全裝置就一個限位開關(guān)，替代力矩限制器使用，精度很差，導(dǎo)致測量的載荷同實(shí)際的載荷相差太多，很容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。一旦事故發(fā)生，也無法清晰認(rèn)定責(zé)任，故這種簡易型安全裝置將逐步被淘汰。

2）安全監(jiān)控裝置從單機(jī)化、本地化向集群化、遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展從 2005 年開始，國內(nèi)開始流行專門針對塔機(jī)單機(jī)的安全監(jiān)控系統(tǒng)，如黑匣子記錄儀（圖 1）、起重量限制器和力矩限制器，但是只是針對塔機(jī)單機(jī)安全控制的應(yīng)用，主要目的是用戶與施工方單臺起重機(jī)的自我監(jiān)控。

從 2006 年開始，在部分規(guī)模較大的施工單位和塔機(jī)使用方中，開始應(yīng)用塔機(jī)集群化管理系統(tǒng)，如塔機(jī)群防碰撞保護(hù)功能的應(yīng)用（圖 2）。但是推廣范圍還比較窄，只適用于塔機(jī)較多的單個工地。

從 2008 年開始，遠(yuǎn)程無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺開始應(yīng)用于塔機(jī)。通過這個平臺，施工方、主機(jī)廠等各個單位都可以實(shí)時監(jiān)測塔機(jī)的工作狀況。施工方的目的在于工地監(jiān)控、防盜、監(jiān)控操作等功能，主機(jī)廠用于定位跟蹤、硬件鎖車等功能，雙方可以通過不同的使用權(quán)限來行使各自權(quán)利。

3）政府監(jiān)管部門缺乏合適監(jiān)控手段與工具

目前還沒有出現(xiàn)專門針對政府監(jiān)管部門的網(wǎng)絡(luò)平臺，也沒有從政府統(tǒng)一宏觀監(jiān)管的高度，建立一個共享的網(wǎng)絡(luò)平臺，將監(jiān)管部門、施工方、主機(jī)廠都能納入其中。但隨著技術(shù)和市場的發(fā)展，加強(qiáng)政府部門宏觀監(jiān)督勢在必行。

4）融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)市場初現(xiàn)

　隨著塔機(jī)數(shù)量的增加和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的塔機(jī)安全監(jiān)控裝置和遠(yuǎn)程接入手段應(yīng)運(yùn)而生。目前采用 GPRS 的通訊方式是比較流行的。它可以將塔機(jī)上取得的各類傳感器信號通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到固定的服務(wù)器上，并進(jìn)行儲存，用戶只要登錄互聯(lián)網(wǎng)，即可以查詢到所有的塔機(jī)信息。系統(tǒng)工作流程如圖 3 所示。

1.2　塔機(jī)安全評估系統(tǒng)

1）人工檢測手段落后　塔機(jī)的安全評估重點(diǎn)在金屬結(jié)構(gòu)，如對結(jié)構(gòu)腐蝕、磨損、裂紋程度等物理量的評估，國內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)傳感器的自動實(shí)時監(jiān)測。因此，都需要通過人工的檢測來記錄，

效率較低，誤差較大，人為干擾因素較多。

2）評估計(jì)算方法與實(shí)際檢測難度較大　針對塔機(jī)正常工作年限和安全壽命的評估，目前各地尚不統(tǒng)一，檢測的方法和側(cè)重點(diǎn)有所不同，對塔機(jī)的報廢和降級使用的要求也各不相同。對剩余壽命的評估，目前采用比較廣泛的是應(yīng)力循環(huán)次數(shù)法

[1] 。對于塔機(jī)安全現(xiàn)狀的評估，卻大多依據(jù)《建筑起重機(jī)械安全評估技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行級別評定

[2-3] 。由于目前塔機(jī)的載荷記錄設(shè)施并不完善，無法精確采集塔機(jī)塔機(jī)的以往載荷信息，因此利用循環(huán)應(yīng)力次數(shù)法進(jìn)行安全評估和剩余壽命的計(jì)算并不精確，實(shí)際檢測難度較大。

3）傳感融合與理論計(jì)算相結(jié)合的評估方法成為現(xiàn)實(shí)　由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，新一代的塔機(jī)逐步具備了載荷記錄功能，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應(yīng)用為精確記錄循環(huán)次數(shù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。通過對塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的傳感檢測，如腐蝕、磨損、焊縫裂

紋等物理量，建立合適的壽命發(fā)展模型，為精確反映當(dāng)前塔機(jī)的安全工作狀態(tài)和剩余壽命奠定了理論基礎(chǔ)。因此，傳感融合和經(jīng)典理論計(jì)算相結(jié)合，使得更加精確的安全評估成為現(xiàn)實(shí)。