在船塢生產(chǎn)作業(yè)過程中，門座機(jī)與龍門吊等設(shè)備工況復(fù)雜，存在交叉、穿行、并車聯(lián)吊等情況。同時，門座機(jī)吊臂過長且逆光時難以直視，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)對上述難題，為船塢作業(yè)安全保駕護(hù)航。
技術(shù)原理
結(jié)合船塢、船臺場地的設(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，本方案采用微特開發(fā)的三維空間仿真防碰撞系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)需要的功能。
船塢吊機(jī)會產(chǎn)生碰撞的主要情景
系統(tǒng)設(shè)計的四大技術(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、船塢場地空間建模
將船塢場地相關(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)模型帶入船塢場地模型中，以船塢空間為統(tǒng)一坐標(biāo)系，軌道方向為X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)測報警
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)時采集的傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過計算，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，門座機(jī)和龍門吊的碰撞預(yù)防需要分別監(jiān)測大車位置、門座機(jī)臂架回轉(zhuǎn)角度、門座機(jī)臂架俯仰角度、龍門吊小車位置及吊鉤高度這些實(shí)時變化的參量和吊機(jī)關(guān)鍵位置的幾何尺寸，所以在吊機(jī)上需要加裝信號采集裝置及傳感器采集上述需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)。
由于碰撞動作是相互的，所以需要吊機(jī)之間動作相互感知，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)，即無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。
防止碰撞不僅需要吊機(jī)及時得到報警提醒，同時還需考慮必要時自動停止危險動作，所以在每臺吊機(jī)上需安裝數(shù)據(jù)處理器和報警及控制裝置，實(shí)時處理采集及通訊的數(shù)據(jù)，計算當(dāng)前各危險機(jī)構(gòu)的位置與相鄰吊機(jī)的距離，小于安全距離時輸出報警提醒及控制信號，實(shí)現(xiàn)碰撞防護(hù)。
典型項目的需求功能
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)：船塢和船臺吊機(jī)精準(zhǔn)定位，需獨(dú)立組網(wǎng)。
4. 小車位置檢測、高度檢測、回轉(zhuǎn)方位檢測、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。將船塢組裝場地進(jìn)行三維場景模型處理,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)施項目案例】
系統(tǒng)優(yōu)勢
1、有效提高安全性能。船塢防碰撞系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測場內(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），動態(tài)圖示和文字提示及時發(fā)出警報，減少碰撞事故的發(fā)生。
2、減少經(jīng)濟(jì)損失。通過有效防止碰撞，系統(tǒng)能夠降低各種設(shè)備交叉作業(yè)損壞風(fēng)險，從而減少維修和停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
3、輔助駕駛，增強(qiáng)自動化建設(shè)水平。能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動停靠，及時發(fā)現(xiàn)潛在危險，從而降低碰撞事故的風(fēng)險。
4、微特自主研發(fā)，檢測精度高、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)
