在船塢生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，門(mén)座機(jī)與龍門(mén)吊等設(shè)備工況復(fù)雜，存在交叉、穿行、并車聯(lián)吊等情況。同時(shí)，門(mén)座機(jī)吊臂過(guò)長(zhǎng)且逆光時(shí)難以直視，環(huán)境多霧，這些因素都極易引發(fā)安全隱患，導(dǎo)致設(shè)備相互碰撞風(fēng)險(xiǎn)大增。

為有效保障生產(chǎn)安全，微特推出船塢區(qū)域防碰撞預(yù)警系統(tǒng)，精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)上述難題，為船塢作業(yè)安全保駕護(hù)航。

結(jié)合船塢、船臺(tái)場(chǎng)地的設(shè)備布局，各吊機(jī)設(shè)備機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理，以及需要實(shí)現(xiàn)的預(yù)防碰撞的要求，本方案采用微特開(kāi)發(fā)的三維空間仿真防碰撞系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的功能。

船塢吊機(jī)會(huì)產(chǎn)生碰撞的主要情景

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的四大技術(shù)版塊：

一、吊機(jī)結(jié)構(gòu)分解建模

將關(guān)聯(lián)的吊機(jī)設(shè)備按實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)際尺寸，分解成N個(gè)6面體數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)尺寸按吊機(jī)的實(shí)際幾何尺寸1:1比例設(shè)立，其真實(shí)地反映了吊機(jī)設(shè)備實(shí)體的裝配位置關(guān)系、外形尺寸。

二、船塢場(chǎng)地空間建模

將船塢場(chǎng)地相關(guān)聯(lián)吊機(jī)的軌道及其軌道間距關(guān)系按照1：1建立數(shù)學(xué)模型,其準(zhǔn)確、清晰地反映出各軌道在船塢空間的位置關(guān)系。

三、吊機(jī)、船塢空間統(tǒng)一坐標(biāo)

將關(guān)聯(lián)的吊機(jī)模型帶入船塢場(chǎng)地模型中，以船塢空間為統(tǒng)一坐標(biāo)系，軌道方向?yàn)閄軸，在船塢空間數(shù)學(xué)模型中真實(shí)的反應(yīng)各吊機(jī)的位置、臂架方位、吊鉤高度等關(guān)鍵信息。

四、防撞監(jiān)測(cè)報(bào)警

程序根據(jù)設(shè)置的保護(hù)范圍值形成保護(hù)面包裹起重機(jī)各部件，形成預(yù)警、減速、停止三層遞進(jìn)式保護(hù)提醒。系統(tǒng)將實(shí)時(shí)采集的傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算，轉(zhuǎn)換為起重機(jī)各部件立方體的位置。

解決方案

由碰撞分析得知，門(mén)座機(jī)和龍門(mén)吊的碰撞預(yù)防需要分別監(jiān)測(cè)大車位置、門(mén)座機(jī)臂架回轉(zhuǎn)角度、門(mén)座機(jī)臂架俯仰角度、龍門(mén)吊小車位置及吊鉤高度這些實(shí)時(shí)變化的參量和吊機(jī)關(guān)鍵位置的幾何尺寸，所以在吊機(jī)上需要加裝信號(hào)采集裝置及傳感器采集上述需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。

由于碰撞動(dòng)作是相互的，所以需要吊機(jī)之間動(dòng)作相互感知，則需要將本吊機(jī)的狀態(tài)告知相鄰吊機(jī)，所以需要建立吊機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊網(wǎng)絡(luò)，即無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。

防止碰撞不僅需要吊機(jī)及時(shí)得到報(bào)警提醒，同時(shí)還需考慮必要時(shí)自動(dòng)停止危險(xiǎn)動(dòng)作，所以在每臺(tái)吊機(jī)上需安裝數(shù)據(jù)處理器和報(bào)警及控制裝置，實(shí)時(shí)處理采集及通訊的數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前各危險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的位置與相鄰吊機(jī)的距離，小于安全距離時(shí)輸出報(bào)警提醒及控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)碰撞防護(hù)。

典型項(xiàng)目的需求功能

1. 防撞系統(tǒng)集成：防碰撞系統(tǒng)需集成現(xiàn)地防撞算法，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)群間的獨(dú)立防撞報(bào)警與控制。

2. 通訊組網(wǎng)：吊機(jī)間通訊需獨(dú)立組網(wǎng)，并設(shè)計(jì)冗余備份，確保單吊機(jī)故障不影響整體防撞功能。

3. 定位技術(shù)：船塢和船臺(tái)吊機(jī)精準(zhǔn)定位，需獨(dú)立組網(wǎng)。

4. 小車位置檢測(cè)、高度檢測(cè)、回轉(zhuǎn)方位檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)系微特船舶行業(yè)專業(yè)工程師制定具體解決方案。

需要做集中集控管理的用戶，系統(tǒng)還需配置遠(yuǎn)程三維監(jiān)控平臺(tái)。將船塢組裝場(chǎng)地進(jìn)行三維場(chǎng)景模型處理,且需保證關(guān)鍵位置（如軌道位置關(guān)系等設(shè)備運(yùn)行活動(dòng)范圍）與設(shè)備產(chǎn)生空間關(guān)系的區(qū)域,按照1：1精確建模，并展示上做突出處理，保證能準(zhǔn)確、清晰地反映設(shè)備當(dāng)前工況。

【港口設(shè)備群防碰撞實(shí)施項(xiàng)目案例】

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1、有效提高安全性能。船塢防碰撞系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)內(nèi)各種安裝系統(tǒng)的設(shè)備之間聯(lián)系（如距離，高度數(shù)據(jù)，即將碰撞部位等），動(dòng)態(tài)圖示和文字提示及時(shí)發(fā)出警報(bào)，減少碰撞事故的發(fā)生。

2、減少經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)有效防止碰撞，系統(tǒng)能夠降低各種設(shè)備交叉作業(yè)損壞風(fēng)險(xiǎn)，從而減少維修和停運(yùn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

3、輔助駕駛，增強(qiáng)自動(dòng)化建設(shè)水平。能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)?？?，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，從而降低碰撞事故的風(fēng)險(xiǎn)。

4、微特自主研發(fā)，檢測(cè)精度高、適配多種防撞策略，支持多樣化非標(biāo)定制。

工程案例

啟東某大型造船企業(yè)