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【摘 要】本文介绍了塔吊“黑匣子”监控施工技术，采用的高科技设备对现场塔吊吊装作业进行全面的监控，提高施工时的安全性，避免了塔司盲区吊装作业的安全问题，从整个应用实施的效果上看，此施工技术还是成功的，也给类似的项目提供了一个参考对象。
【关键词】塔吊；盲区作业；安全问题；微波网桥
0.前言
传统的塔吊起吊作业过程是：每台塔吊配备最少一名“司索工”（信号工），用于配合司机进行工地材料的吊装作业。塔吊司机在起吊作业的视线和吊装货物存着一定角度，在判断“大臂”、“变幅小车”是否到达“起吊作业面”上方，何时该“下钩”的问题上，完全依赖司机的职业技能，司机在能目视的情况下，可以进行目视起吊作业，一旦在建筑主体另外一端进行“盲区”作业的时候，对“司索工”（信号工）的依赖到了极致。这里就存在着信号工和司机的配合默契度，任何差错都可以导致致命的安全事故，带来巨大的生命财产损失。
塔吊司机迫切的需要一种能够实时的视频辅助图像来帮助司机完成吊装作业。最好能对吊装作业做实时备份存储，以便后续能随时调阅视频资料，作为日后安全事故纠纷的可靠依据。
为有效解决塔司盲区操作及施工过程监控难题，利用现有成熟的无线数字微波扩频技术、百万高清网络监控系统、远程监控平台系统，设计制作完成“塔吊视频‘黑匣子’远程监控系统”。系统包含两路视频图像：一路吊钩视频；一路变幅小车视频。项目在塔吊吊钩及行走小车上安装视频监控系统。本系统考虑在“变幅小车”上安装的摄像机因为和吊钩是完全垂直的，没有角度差，司机可以依靠司机室里面的液晶显示屏执行确定货物是否已经到达卸货点上方，并进行一系列的起吊动作（变幅、回转、起升）。完全解决司机在高空视距不好，及完全无法视距的情况下，能够通过司机室的液晶显示器，实时的看到起吊作业面上的图像，了解塔吊运行状况，以及塔吊下方吊装货物的起吊、运行、下钩状况是否安全，并且听到传回来的声音。塔身安装摄像机可以不限时监控施工作业现场。
1.特点
1.1先进性和实用性
本系统采用纯数字IP传输方式，最新的MPEG4/H.264编码技术结合OFDM微波扩频调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
1.2经济性与便捷性
充分考虑实际需要和信息技术发展趋势，根据现场环境，设计选用功能和适合现场情况，采用无线的解决方案。无线网络传输系统具有架设容易、建设周期短、成本低、不受地理环境限制的影响的优点，安装调试方便快捷。
2.适用范围
本技术适用于建筑工地塔吊吊装无线视频监控及远程监控。
3.工艺原理
无线数字影音远程监控系统构成是由前端设备、传输设备、后端控制存储显示设备三大部分构成，工作原理是通过安装于塔吊的摄像头完成对吊装货物的视频监视（采集视频图像），图像经过无线微波设备调制，由微波网桥设备完成数据接收（做中继处理），安装于司机室的微波设备接收来自变幅小车上面的中继数据流，经网络连接进入视频“黑匣子”（监控主机）完成解码、存储、显示。通过设备完成吊装作业视频数据备份存储，并由此设备输出“左右”两画面视频图像，直接显示在液晶显示器上。司机通过视频图像，实时的监控所有的吊装作业过程。再由司机室视频记录仪下来的视频数据，通过安装在塔吊检修平台上的微波网桥，完成视频数据到地面项目部的传输。项目部的微波网桥接收来自塔吊上面的视频数据并经过电脑主机，完成数据压缩、存储、上传。
远程用户通过在电脑主机或者智能手机上安装客户端软件，利用指定的账号密码，通过外网访问位于因特网上的视频服务器。便可访问前端的视频图像，实现对项目施工的全过程监控管理。
4.2设备安装说明
（1）吊钩滑轮组上的设备考虑到设备运行的时候的防碰撞和防坠落，在实际安装的时候，使用1.2mm的冷轧钢板焊接在吊钩滑轮组的侧面。锂电池、微波天线、微波发射主板、摄像机，为一个可分解可拆卸的整体组件。组件的长宽高为：165mm*200mm*80mm（厚度）。
（2）变幅小车上安装的设备为1个网络摄像机、锂离子电池组、微波网桥、不锈钢受电板。考虑到塔吊拆卸，日后设备的反复使用，所有的组件都用不锈钢螺栓固定。
（3）司机室安装的设备为1个微波网桥和1个带20吋液晶显示器的视频主机（视频数据“黑匣子”）。
（4）变幅小车上面装有自动充电装置，司机下班或者休息的时候，把变幅小车收到指定位置，通过“黑匣子”上安装的电流表，观察变幅小车上安装的电池充电状况。因为吊钩滑轮组的结构原因，只能依靠“高能量聚合物锂离子电池”给设备供电。正常使用的时候，电池连续工作时间在40小时左右，当放电结束后，可以直接换上备用电池（标配）。
4.3设备安装方式
（1）司机室位置：首先，先安装好位于司机室外面的微波天线，天线角度为对准变幅小车方向。然后，使用伸缩挂架固定好监控主机（视频“黑匣子”），并用网线连接位于司机室外面的微波设备。将从大臂上引过来的电源线，接入监控主机，完成对导电轮的供电。
（2）变幅小车位置：变幅小车收回离司机室最近的地方，摄像头和微波网桥垂直于吊钩安装在一个不锈钢管上，管子用专用的抱杆固定在变幅小车的检修平台上。锂电池供电组件用不锈钢螺栓固定在变幅小车的平台上，并通过线缆完成对摄像机及微波设备的供电。安装时必须保证微波天线垂直朝下。用的“U型夹码”把不锈钢受电滑板固定在小车斜拉支架上，并调整好角度。
（3）吊钩滑轮组位置：放下吊钩，在吊钩滑轮组一侧焊接一块组件固定底板，用于固定“吊钩视频系统”组件，衔接方式用螺栓固定。安装时必须保证外露的微波天线垂直朝上。
（4）大臂结构横杆位置：自动充电系统的安装，从小车卷扬机往司机室5米的位置布一根2*1.0纯铜的护套线到司机室，在起重大臂的横杆上用专用的抱杆支架安装不锈钢导电轮。调整好与变幅小车受电滑板的角度与张紧度（导电轮带有压力弹簧）。 （5）检修平台位置：从司机室下来的一个网络线，连接到无线微波设备，天线对准地面的项目部，把塔吊上面的所有视频数据下传到项目部。由项目部的微波天线接收后，经过PC处理，可以作为视频的监控或备份存储，主要的目的是为了数据上传，完成外网观看。其次项目领导班子可以通过局域网，直接浏览观看实时的吊装作业视频图像。
5.质量控制
5.1质量标准
本技术除满足方案设计要求外，还必须遵守《建筑工程施工现场视频监控技术规JGJ/T292-2012。
5.2质量保证措施
（1）摄像机宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。安装的高度，室内宜距地面2.5-5m，室外宜距地面3.5-10m。
（2）室外环境下采用室外全天候防护罩。
（3）摄像机镜头应避免强光直射，保证摄像管靶面不受损伤。镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。
（4）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。摄像机的安装应牢靠、紧固。
（5）摄像头调通后，图像质量损伤主观评价，要求图像上不觉察有损伤和干扰存在。
（6）所有的线缆在走线时不能裸露在外，根据现场环境选择使用PVC管或桥架走线，线缆走向应尽量选择人不能直接触及的位置，严禁在两建筑屋顶之间敷设电缆，应将电缆沿墙敷设置于防雷区内，并且不得妨碍车辆运行。
（7）所有顺着立杆方向的线缆、线槽、套管等均需用镀锌铁线进行绑扎，绑扎间距以60-70为宜。
6.安全保证措施
安全文明保证措施。
（1）严格执行建筑施工现场安全防护卫生标准，确保施工生产在安全条件下进行。现场机具，材料有序堆放，保持规范化、制度化。
（2）安装工人必须严格遵守国家和地方政府有关安全生产的法律、法规、条例，遵守项目各项安全管理制度，服从项目安全管理人员的指令，接受安全教育、安全交底、主动接受安全检查，杜绝违章施工。
（3）保证落实安全防护措施，排查设备隐患，排查施工用电隐患，实时跟踪设备使用情况，整顿不合理施工行为。
（4）作业前有针对性地进行单项书面式口头重点交底，对施工环境存在的危险源及施工设备安全操作事项进行详尽说明，避免疏忽引发安全事故危险，按时排查现场安全隐患问题，做到安全文明施工。
（5）作业过程中安全员全程旁站监督，督促现场施工，对违反安全施工的人员进行及时有效制止，检查现场施工环境，清理存在的安全隐患，保证施工过程安全可靠。
（6）严禁有心脏病、高血压、贫血病以及视力缺陷的工人从事高空作业。
（7）严禁酒后作业。
（8）禁止疲劳作业。
（9）施工人员进入现场必须按规定戴好安全帽，系好安全帽带；在进行高空（2m以上的高处）或临边作业时，必须系挂安全带，安全带要求高挂低用，系挂点必须结实可靠。
（10）作业人员不得穿硬底鞋进行攀登作业，使用的工具如扳手等工具配有安全尾绳拴在安全带上。
（11）转移工作面时，不能将螺栓等零星器具遗留落至塔吊上，以免造成意外伤亡事故。
（12）焊接操作平台铺满防火石棉布，施焊部位挂接火盆，避免火花飘落，引起火灾。
7.环保措施
（1）进入施工现场所有工作人员必须佩带工作卡。
（2）施工现场保洁落实到人，做到工完料尽场地清，车辆进出场有防泥带出措施。施工垃圾及时清运，临时存放现场的，集中整齐堆放到指定点。不用施工机具和设备及时出场。
（3）施工过程中，自觉形成环保意识，最大限度的减少施工过程中的噪音、光污染及环境污染。
（4）严格执行国家及地方环保规定。 [科]
【关键词】塔吊；盲区作业；安全问题；微波网桥
0.前言
传统的塔吊起吊作业过程是：每台塔吊配备最少一名“司索工”（信号工），用于配合司机进行工地材料的吊装作业。塔吊司机在起吊作业的视线和吊装货物存着一定角度，在判断“大臂”、“变幅小车”是否到达“起吊作业面”上方，何时该“下钩”的问题上，完全依赖司机的职业技能，司机在能目视的情况下，可以进行目视起吊作业，一旦在建筑主体另外一端进行“盲区”作业的时候，对“司索工”（信号工）的依赖到了极致。这里就存在着信号工和司机的配合默契度，任何差错都可以导致致命的安全事故，带来巨大的生命财产损失。
塔吊司机迫切的需要一种能够实时的视频辅助图像来帮助司机完成吊装作业。最好能对吊装作业做实时备份存储，以便后续能随时调阅视频资料，作为日后安全事故纠纷的可靠依据。
为有效解决塔司盲区操作及施工过程监控难题，利用现有成熟的无线数字微波扩频技术、百万高清网络监控系统、远程监控平台系统，设计制作完成“塔吊视频‘黑匣子’远程监控系统”。系统包含两路视频图像：一路吊钩视频；一路变幅小车视频。项目在塔吊吊钩及行走小车上安装视频监控系统。本系统考虑在“变幅小车”上安装的摄像机因为和吊钩是完全垂直的，没有角度差，司机可以依靠司机室里面的液晶显示屏执行确定货物是否已经到达卸货点上方，并进行一系列的起吊动作（变幅、回转、起升）。完全解决司机在高空视距不好，及完全无法视距的情况下，能够通过司机室的液晶显示器，实时的看到起吊作业面上的图像，了解塔吊运行状况，以及塔吊下方吊装货物的起吊、运行、下钩状况是否安全，并且听到传回来的声音。塔身安装摄像机可以不限时监控施工作业现场。
1.特点
1.1先进性和实用性
本系统采用纯数字IP传输方式，最新的MPEG4/H.264编码技术结合OFDM微波扩频调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
1.2经济性与便捷性
充分考虑实际需要和信息技术发展趋势，根据现场环境，设计选用功能和适合现场情况，采用无线的解决方案。无线网络传输系统具有架设容易、建设周期短、成本低、不受地理环境限制的影响的优点，安装调试方便快捷。
2.适用范围
本技术适用于建筑工地塔吊吊装无线视频监控及远程监控。
3.工艺原理
无线数字影音远程监控系统构成是由前端设备、传输设备、后端控制存储显示设备三大部分构成，工作原理是通过安装于塔吊的摄像头完成对吊装货物的视频监视（采集视频图像），图像经过无线微波设备调制，由微波网桥设备完成数据接收（做中继处理），安装于司机室的微波设备接收来自变幅小车上面的中继数据流，经网络连接进入视频“黑匣子”（监控主机）完成解码、存储、显示。通过设备完成吊装作业视频数据备份存储，并由此设备输出“左右”两画面视频图像，直接显示在液晶显示器上。司机通过视频图像，实时的监控所有的吊装作业过程。再由司机室视频记录仪下来的视频数据，通过安装在塔吊检修平台上的微波网桥，完成视频数据到地面项目部的传输。项目部的微波网桥接收来自塔吊上面的视频数据并经过电脑主机，完成数据压缩、存储、上传。
远程用户通过在电脑主机或者智能手机上安装客户端软件，利用指定的账号密码，通过外网访问位于因特网上的视频服务器。便可访问前端的视频图像，实现对项目施工的全过程监控管理。
4.2设备安装说明
（1）吊钩滑轮组上的设备考虑到设备运行的时候的防碰撞和防坠落，在实际安装的时候，使用1.2mm的冷轧钢板焊接在吊钩滑轮组的侧面。锂电池、微波天线、微波发射主板、摄像机，为一个可分解可拆卸的整体组件。组件的长宽高为：165mm*200mm*80mm（厚度）。
（2）变幅小车上安装的设备为1个网络摄像机、锂离子电池组、微波网桥、不锈钢受电板。考虑到塔吊拆卸，日后设备的反复使用，所有的组件都用不锈钢螺栓固定。
（3）司机室安装的设备为1个微波网桥和1个带20吋液晶显示器的视频主机（视频数据“黑匣子”）。
（4）变幅小车上面装有自动充电装置，司机下班或者休息的时候，把变幅小车收到指定位置，通过“黑匣子”上安装的电流表，观察变幅小车上安装的电池充电状况。因为吊钩滑轮组的结构原因，只能依靠“高能量聚合物锂离子电池”给设备供电。正常使用的时候，电池连续工作时间在40小时左右，当放电结束后，可以直接换上备用电池（标配）。
4.3设备安装方式
（1）司机室位置：首先，先安装好位于司机室外面的微波天线，天线角度为对准变幅小车方向。然后，使用伸缩挂架固定好监控主机（视频“黑匣子”），并用网线连接位于司机室外面的微波设备。将从大臂上引过来的电源线，接入监控主机，完成对导电轮的供电。
（2）变幅小车位置：变幅小车收回离司机室最近的地方，摄像头和微波网桥垂直于吊钩安装在一个不锈钢管上，管子用专用的抱杆固定在变幅小车的检修平台上。锂电池供电组件用不锈钢螺栓固定在变幅小车的平台上，并通过线缆完成对摄像机及微波设备的供电。安装时必须保证微波天线垂直朝下。用的“U型夹码”把不锈钢受电滑板固定在小车斜拉支架上，并调整好角度。
（3）吊钩滑轮组位置：放下吊钩，在吊钩滑轮组一侧焊接一块组件固定底板，用于固定“吊钩视频系统”组件，衔接方式用螺栓固定。安装时必须保证外露的微波天线垂直朝上。
（4）大臂结构横杆位置：自动充电系统的安装，从小车卷扬机往司机室5米的位置布一根2*1.0纯铜的护套线到司机室，在起重大臂的横杆上用专用的抱杆支架安装不锈钢导电轮。调整好与变幅小车受电滑板的角度与张紧度（导电轮带有压力弹簧）。 （5）检修平台位置：从司机室下来的一个网络线，连接到无线微波设备，天线对准地面的项目部，把塔吊上面的所有视频数据下传到项目部。由项目部的微波天线接收后，经过PC处理，可以作为视频的监控或备份存储，主要的目的是为了数据上传，完成外网观看。其次项目领导班子可以通过局域网，直接浏览观看实时的吊装作业视频图像。
5.质量控制
5.1质量标准
本技术除满足方案设计要求外，还必须遵守《建筑工程施工现场视频监控技术规JGJ/T292-2012。
5.2质量保证措施
（1）摄像机宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。安装的高度，室内宜距地面2.5-5m，室外宜距地面3.5-10m。
（2）室外环境下采用室外全天候防护罩。
（3）摄像机镜头应避免强光直射，保证摄像管靶面不受损伤。镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。
（4）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。摄像机的安装应牢靠、紧固。
（5）摄像头调通后，图像质量损伤主观评价，要求图像上不觉察有损伤和干扰存在。
（6）所有的线缆在走线时不能裸露在外，根据现场环境选择使用PVC管或桥架走线，线缆走向应尽量选择人不能直接触及的位置，严禁在两建筑屋顶之间敷设电缆，应将电缆沿墙敷设置于防雷区内，并且不得妨碍车辆运行。
（7）所有顺着立杆方向的线缆、线槽、套管等均需用镀锌铁线进行绑扎，绑扎间距以60-70为宜。
6.安全保证措施
安全文明保证措施。
（1）严格执行建筑施工现场安全防护卫生标准，确保施工生产在安全条件下进行。现场机具，材料有序堆放，保持规范化、制度化。
（2）安装工人必须严格遵守国家和地方政府有关安全生产的法律、法规、条例，遵守项目各项安全管理制度，服从项目安全管理人员的指令，接受安全教育、安全交底、主动接受安全检查，杜绝违章施工。
（3）保证落实安全防护措施，排查设备隐患，排查施工用电隐患，实时跟踪设备使用情况，整顿不合理施工行为。
（4）作业前有针对性地进行单项书面式口头重点交底，对施工环境存在的危险源及施工设备安全操作事项进行详尽说明，避免疏忽引发安全事故危险，按时排查现场安全隐患问题，做到安全文明施工。
（5）作业过程中安全员全程旁站监督，督促现场施工，对违反安全施工的人员进行及时有效制止，检查现场施工环境，清理存在的安全隐患，保证施工过程安全可靠。
（6）严禁有心脏病、高血压、贫血病以及视力缺陷的工人从事高空作业。
（7）严禁酒后作业。
（8）禁止疲劳作业。
（9）施工人员进入现场必须按规定戴好安全帽，系好安全帽带；在进行高空（2m以上的高处）或临边作业时，必须系挂安全带，安全带要求高挂低用，系挂点必须结实可靠。
（10）作业人员不得穿硬底鞋进行攀登作业，使用的工具如扳手等工具配有安全尾绳拴在安全带上。
（11）转移工作面时，不能将螺栓等零星器具遗留落至塔吊上，以免造成意外伤亡事故。
（12）焊接操作平台铺满防火石棉布，施焊部位挂接火盆，避免火花飘落，引起火灾。
7.环保措施
（1）进入施工现场所有工作人员必须佩带工作卡。
（2）施工现场保洁落实到人，做到工完料尽场地清，车辆进出场有防泥带出措施。施工垃圾及时清运，临时存放现场的，集中整齐堆放到指定点。不用施工机具和设备及时出场。
（3）施工过程中，自觉形成环保意识，最大限度的减少施工过程中的噪音、光污染及环境污染。
（4）严格执行国家及地方环保规定。 [科]