一種起重機運行區域安全監視和控制系統【摘要】在起重機的實際應用中，一旦有不恰當的管理或錯誤的操作方式，都會帶來一定程度的安全風險，因而在實際應用起重機的過程中，必須結合相關安全因素的影響，科學地在起重機中設計安全監控系統，最大化的降低起重機的安全事故，保障起重機應用的安全。【關鍵詞】起重機械；安全監視；控制系統技術背景根據GB/T28264-2012《起重機械安全監控管理系統》要求，目前起重機安全監控領域在起重機吊點上均為單純的吊點視頻信息采集，相關起重機制造廠家在監控方面也只是采用加裝對地的投影光圈進行視覺提示，或者采用吊點視頻實時監控和存儲便于事故后追溯。缺乏與AI圖像識別和算法技術結合的后臺軟件支撐和主動控制，不能夠主動對人體進行安全保護。本文介紹的起重機運行區域安全監視和控制系統則把被動的起重機安全監控和提示改為主動安全防護，最大化的降低起重機的安全事故，更進一步的完善起重機安全監控領域，且有著廣泛的市場前景。市場現有的技術方案分析根據GB/T28264-2012《起重機械安全監控管理系統》要求，現有的用于吊點的監控方案均為視頻監控并錄像存儲或者預警。圖1和圖2是在起重機上安裝攝像頭用于監控，實時查看監控范圍，圖3和圖4是在起重機上安裝安全投影裝置，在地面形成警示光圈提醒作業人員注意。圖1圖2圖3圖4以上方案缺點在于：（1）廠區繁雜的工作環境和噪音里，僅靠聲音報警提醒或者圖案警示非常容易被作業區人員忽視。當操作人員在視野盲區，吊運的貨物可能存在與作業區內的人員發生碰撞導致惡性事故發生。（2）現有起重機安全監控僅有視頻監控數據回訪功能，只是單純的數據采集，無軟件技術和傳感器的配合控制，缺乏安全監控最需要的特殊情況下（事故臨發時）主動控制、主動預警和主動保護功能。此方案存在明顯的安全監控保護的缺陷和不符合安全監控的本意。基于AI算法的起重機運行區域安全監視和控制系統方案目的由于現有的大部分起重機安全監控都采用視頻監控或者燈光投影預警，只能被動提醒下方作業人員，當操作人員在盲區或者精力不集中狀態下，起重機吊物運行通道有人員時可能會發生人員傷害的惡性事故，新方案的目的就是通過軟硬件系統結合，在危險范圍采集區發現人員時，除進行預警外還能夠主動緊急停車，消除事故隱患。本技術方案的關鍵點現有的起重機安全監控系統缺乏運行區域的主動安全保護，本方案在我公司EagleCloud2.0特種設備數字化安全管理系統軟件平臺加硬件的配合下完整實現了起重機運行區域的主動安全控制功能。方案具體內容起重機運行區域安全監視和控制系統方案采用AI圖像識別技術加軟件算法，對起重機運行區域進行生物監控，在設置吊點運行區域發現有人員時，第一距離報警，第二距離直接停止起重機的運行。待人員離開停車范圍時方重新啟動起重機并運行。同時軟件后臺存儲過程中產生的一切數據。AI自學習算法流程采集源場景圖片采集源場景圖片源場景圖片灰度處理灰度圖片數字矩陣化，圖片特征提取保存優化場景數據，建立損失函數，計算損失值損失值小于設定值NOYES結束自學習流程方案架構起重機區域安全監控系統由感知單元、主控單元、報警&聯動單元、顯示單元四個部分組成，通過視頻AI檢測技術，以起重機吊鉤為中心設置多級警戒圈，針對行車期間人員闖入警戒圈時，能夠給予實時監控預警，提示人員遠離危險區域。（1）感知單元：由雙監控球機組成，安裝在小車兩側，隨小車一起運動，實時捕捉動態警戒圈范圍內人員闖入情況。（2）主控單元：由AI算力設備與無線組網套件組成，針對前段監控設備傳回的動態視頻進行實時推理分析檢測，發現異常時，可具備報警輸出接口聯動報警單元進行預警提示。同時系統采用BS無插件架構安裝在AI算力設備中，用戶可接入控制網絡進行警戒區域布控、設備管理、歷史警情查閱等操作。（3）報警&聯動單元：主要由蜂鳴器、投影燈與聯動控制接口組成，聯動控制接口主要接收起重機啟停信號，向起重機輸出報警信號。（4）顯示單元：系統采用BS架構，自帶wifi熱點，同一網絡內的PC端、大屏、手機均可通過web端瀏覽器或者app訪問系統，進行設置和瀏覽操作。主要功能（1）實時監控：以吊鉤為中心，對吊鉤下方區域進行實時視頻監控，可配置NVR進行作業全流程監控錄像，方便作業過程全追溯。（2）AI預警：依托AI分析預警模型，在起重機運動過程中對警戒布控區域人員闖入行為進行全動態實時監測，產生警情時將實時聯動投影警示燈、蜂鳴器等外設進行報警提示。（3）警情查閱：在系統運行期間，系統會實時記錄警情信息，包括監控點位名稱、報警時間、報警截圖，以及自定義查詢歷史警情信息，信息導出等。（4）設備管理：用戶可通過標準通訊協議將相機添加導入系統，以及繪制警戒圈布控區域等。主要特點（1）主動感知：利用AI圖像識別技術，通過安裝在小車兩端的高清監控球機與后端主控單元聯合，實時采集監控區域異常行為（人員闖入起重機作業區域）。本地比對-本地比對-將目標場景蹄片與本地存儲場景圖片特征集合進行比對，得到本地比對信息實時采集目標場景圖片，灰度處理并矩陣化云測支持-將目標場景圖片與云側關聯場景特征集合進行比對，得到云側比對信息結果-以及將本地比對信息和云側比對信息進行融合，得到目標場景圖片特征對應的比對信息根據差異信息，驅動控制輸出（2）多級警戒：可根據客戶現場需求，自定義設置多級警戒圈，可對應觸發不同報警方式。（3）聯動控制：若現場針對報警情況有聯動起重機控制系統需求，系統可提供報警輸出端口，用戶可將報警聯動于現場蜂鳴提醒與起重機啟停控制。（4）投影燈光警示：可結合客戶現場起重機高度、吊裝物尺寸定制投影警示燈，滿足最優投影效果。觸發報警時，燈光打亮且報警圖案旋轉提醒。本方案軟硬件（1）軟件EagleCloud2.0特種設備數字化安全管理系統。（2）硬件監控球機、嵌入式算力機、4G工業路由器、4G物聯網卡和信號放大器、雙光圈工業投影燈、光耦隔離繼電器、智能控制器等。本方案裝機圖示和軟件后臺示警頁面本方案框架圖、構架圖、原理圖、電路圖（1）起重機區域安全監控管理系統總體框架圖無線路由器電源無線路由器電源控制器圖像處理控制輸出信號采集輸入圖像采集1（攝像頭1）圖像采集2（攝像頭2）起重機運行信號采集光電隔離模塊起重機控制投影燈控制（2）起重機區域安全監控管理系統總體架構圖（3）起重機區域安全監控管理系統電源分配圖（4）起重機區域安全監控管理系統安裝布置圖（5）起重機區域安全監控管理系統光耦隔離圖（6）起重機區域安全監控管理系統緊急停車控制圖（7）起重機區域安全監控管理系統主電路圖（8）起重機區域安全監控管理系統信號采集圖本方案帶來的有益效果本方案完善了GB/T28264-2012《起重機械安全監控管理系統》僅僅要求對吊點進行數據數據采集，對起重機安全監控系統由被動警示和存儲提醒功能完善為主動保護功能，我公司EagleCloud2.0特種設備數字化安全管理系統軟件平臺下與AI生物識別和算法技術配合，后臺軟件進行安全區域的主動控制。該方案把被動的起重機安全監控和提示改為主動安全防護，最大化的降低起重機的安全事故。由于軟件設計需要達到的功能成本