門座機與龍門吊等設備在生產作業(yè)時會有交叉，穿行，并車聯吊等多種工況，門座機過長的吊臂因逆光無法直視，環(huán)境多霧等因素都會導致安全隱患存在，存在相互碰撞的安全風險。
為保障生產安全，需要設計實施部署船塢、船臺吊機防碰撞系統(tǒng)及遠程數字化監(jiān)控平臺，實時監(jiān)測船臺每臺吊機的運行狀態(tài)，預防起重機與起重機工作之間的碰撞隱患，規(guī)避安全風險。
項目技術要求及需求功能
1.防撞系統(tǒng)集成：防碰撞系統(tǒng)需集成現地防撞算法，實現吊機群間的獨立防撞報警與控制。
2.通訊組網：吊機間通訊需獨立組網，并設計冗余備份，確保單吊機故障不影響整體防撞功能。
3.定位技術：船塢和船臺吊機采用北斗差分定位，需地面參考點校正，獨立組網。
4.小車位置檢測：龍門吊小車使用微波雷達測距，避免環(huán)境因素導致的誤差。
5.高度檢測：龍門吊高度通過絕對值編碼器與起升傳動軸直連檢測。
6.回轉方位檢測：門座機回轉方位采用絕對值編碼器直連檢測，避免數據錯誤。
7.數據傳輸：吊機監(jiān)控及防撞數據通過無線局域網傳輸至集控室，與公網等隔離保證安全。
8.監(jiān)控系統(tǒng)：集控室建立防碰撞及AI智控監(jiān)控平臺，展示三維場景及實時數據。
9.操作室設備：每臺吊機操作室加裝防撞監(jiān)測設備，顯示位置關系及報警狀態(tài)。
10.報警提醒：防撞系統(tǒng)提供預警、減速、停止三級聲音、燈光或語音報警。
11.控制信號：系統(tǒng)提供三級控制信號，預防碰撞。
12.占空設計：龍門吊需考慮吊排占空尺寸，防止碰撞。
設備碰撞風險點技術分析
在某項目為例，1#船塢吊機會產生碰撞的主要情景如下：
2#船塢吊機會產生碰撞的主要情景如下：
防碰撞系統(tǒng)設計原理
結合船塢、船臺場地的設備布局，各吊機設備機構運行原理，以及需要實現的預防碰撞的要求，本方案采用我司開發(fā)的三維空間仿真防碰撞系統(tǒng)來實現需要的功能。設計原理介紹如下：
吊機結構分解建模
將關聯的吊機設備按實體結構實際尺寸，分解成N個6面體數據模型，數據模型的基礎尺寸按吊機的實際幾何尺寸1:1比例設立，其真實地反映了吊機設備實體的裝配位置關系、外形尺寸。
船塢場地空間建模
將船塢場地相關聯吊機的軌道及其軌道間距關系按照1：1建立數學模型,其準確、清晰地反映出各軌道在船塢空間的位置關系。
吊機、船塢空間統(tǒng)一坐標
將關聯的吊機模型帶入船塢場地模型中，以船塢空間為統(tǒng)一坐標系，軌道方向為X軸，在船塢空間數學模型中真實的反應各吊機的位置、臂架方位、吊鉤高度等關鍵信息。如龍門吊的行程，用來確定龍門吊9個部件在坐標系X軸上的位置，小車行程確定小車在坐標系Y軸上的位置。Z軸反饋吊鉤的起升高度位置。
防撞監(jiān)測報警
程序更據設置的保護范圍值形成保護面包裹起重機各部件，形成預警、減速、停止三層遞進式保護提醒。系統(tǒng)將實時采集的傳感器數據經過計算，轉換為起重機各部件立方體的位置。
系統(tǒng)采用中軸對齊邊界盒碰撞檢測算法,并適當的對碰撞部位做簡化,抽離其碰撞檢測區(qū)域并提供可編輯功能,以滿足不同防碰撞警報級別的需求。當系統(tǒng)計算發(fā)現有相鄰吊機的立方體與本吊機立方體的包裹面有交集，即觸發(fā)響應報警。
系統(tǒng)應用界面
該系統(tǒng)可應用在造船廠、修船廠以及多起重機運行的類似場景。
