БЕЗОПАСНОСТЬ
Принимая во внимание тот факт, что такие машины, как подъемный кран, являются основным источником опасности на объекте, целью системы безопасности является предотвращение попадания строителей в рабочий диапазон крана. Необходимо определить: виртуальный объем опасности вокруг источника опасности (груза крана), размеры которого зависят от таких параметров, как скорость движения груза и требуемый уровень безопасности.
- Виртуальный объем безопасности вокруг рабочих.
- Все оборудование, необходимое для управления этими относительными позициями и для отправки соответствующих приказов машинам и обслуживающему персоналу в случае опасности (интерфейсы).
Все это требует наличия компьютерной системы для проверки отсутствия столкновений между заранее определенными зонами безопасности и остановки движения крана при обнаружении опасной ситуации. На данном этапе мы можем провести различие между двумя типами безопасности:
Пассивная безопасность
Речь идет о пассивной безопасности в ситуациях, когда работник, находящийся в опасности, оповещается без вмешательства ПК управления. Эта охранная система может быть реализована путем оснащения крана радиопередатчиком с заранее определенным диапазоном оповещения. Работник надевает соответствующий приемник таким образом, чтобы при входе в зону, определяемую как опасная, выдавался сигнал тревоги.
Активная безопасность
С другой стороны, когда есть компьютер, управляющий всем процессом безопасности. Это привлекательная система, так как можно иметь центр управления, из которого можно управлять несколькими процессами с возможностью определения всех параметров с помощью программного обеспечения (соотношение опасности, тип тревоги при необходимости, количество рабочих и машин, находящихся под наблюдением и т.д.).
Эта система управления на базе ПК:
- Проверить положение станков
- Изучить позиции рабочих.
- Определить запас прочности
- Действовать соответственно, если эта разница будет нарушена.
При необходимости оперативники могут перемещаться даже внутри рабочего пространства при условии, что в данный момент отсутствует конкретный источник опасности (груз крана или другое). Когда ПК на станции управления обнаруживает опасную ситуацию, он сообщает об этом.
РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА
Для проверки осуществимости предложенной системы безопасности был разработан прототип с учетом вышеизложенных идей. Основные части, составляющие систему и рассматриваемые в проекте:
Мобильные объекты
Это кран или любая другая подвижная техника или инструмент. Необходимо разработать систему позиционирования тележек и мостов, идентификации объектов и людей, и коммуникаций. В данном случае используется прототип автоматического крана, разработанный в рамках этого же проекта. Кран был оснащен датчиками положения и усовершенствованной системой контроля, а также необходимыми концевыми выключателями для удержания тележки в рабочем пространстве и предотвращения несчастных случаев. Управляющий компьютер может передавать координаты местоположения и другую информацию в центр управления.
Оперативы
Осуществляется проектирование и разработка необходимого оборудования для позиционирования, обнаружения и предотвращения опасных зон, идентификации и двунаправленной связи. Идея состоит в том, чтобы воспользоваться преимуществами обязательного защитного шлема и разработать необходимый миниатюрный инструмент для установки в шлем и выполнения необходимой задачи: позиционирование, голосовая связь, передача данных, а также радиочастотная идентификационная бирка. Поскольку целью является проектирование и тестирование системы, а не самого аппаратного обеспечения, было использовано коммерческое оборудование, которое было интегрировано в лабораторию и разработало необходимые компоненты:
Шлем: использовался стандартный защитный шлем коммерческого назначения. Он легко готов к работе с системой двунаправленной голосовой связи с креплением.
Позиционирование: для определения местоположения использовался GPS-приемник Garmin. Он подходит для открытой строительной площадки и не будет работать внутри зданий. Подходит любая другая аналогичная система. Выборка позиции в данном случае составляет 1 секунду; важный параметр, который следует принимать во внимание при принятии решения о рисковых ситуациях. Считывание положения передается в центр управления по радиоканалу.
Голосовая связь: двунаправленная система связи (наушники и микрофон), передатчик и приемник. Система может быть адаптирована для крепления защитного шлема.
Микровидеокамера: была использована коммерческая микрокамера со всенаправленной антенной. Камера весит 20 граммов (без батареи) и передает на расстояние до 300 метров.
Центр управления
Центр управления объединяет все данные позиционирования, двунаправленной связи и аварийной сигнализации с ПК и человеко-машинным интерфейсом. Конфигурирование и использование системы может осуществляться оператором через интуитивно понятный графический пользовательский интерфейс. Положение рабочего и опасных зон можно визуализировать простым графическим отображением. Когда он входит в опасную зону, это видно с правой стороны прибора. Вид с микрокамеры может быть показан в верхней левой части интерфейса, что позволяет пользователю видеть в режиме реального времени обстановку вокруг рабочего.
Радиосвязь с центром управления
Слияние информации осуществляется с помощью программного обеспечения. Результатом этой разработки и интеграции является вся система безопасности, в которой любое столкновение между опасными зонами и зонами безопасности обнаруживается центральным диспетчерским пунктом. Система была внедрена и испытана с использованием одного инструментального защитного шлема и дала удовлетворительные результаты.
ВЫВОД
Перед разработкой системы безопасности исследователями было собрано и проанализировано большое количество ценной информации с помощью специалистов по безопасности строительства. Поэтому результаты и идеи реалистичны и применимы к реальному сценарию.
Разработанная система прошла испытания и доказала свою эффективность в выявлении потенциальной опасности столкновения при входе строителя в опасную зону.
Система может автоматически предупреждать оператора в потенциально опасной ситуации, а также использовать эту информацию для других целей. На объекте должна быть создана надлежащая ИТ-инфраструктура, позволяющая внедрить любую современную систему безопасности.
