基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法技术

本发明专利技术涉及基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法，通过差分卫星定位技术秒级实时获取缆机大钩在t时刻的位置、平仓机位置、振捣机位置、人员位置，通过仓面设计信息，获取仓面模板边界点集与仓面模板最高高程，通过浇筑过程监控实时分析浇筑面高程，首先判断缆机是否在仓面模板边界点集内，然后在对位过程中实时监测缆机与平仓机、振捣机、人员和仓面浇筑面的距离，当上述任意一项距离小于设置的安全阀值时，推送距离信息并进行预警提示，以供作业人员作出判断和调整。本发明专利技术通过直接实时计算缆机与各因素的距离，能够准确判断作业过程存在的直接安全风险，准确度高操作性强。准确度高操作性强。准确度高操作性强。

【技术实现步骤摘要】
基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法


[0001]本专利技术属于缆机运行安全监控
，涉及基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法
。

技术介绍

[0002]在水利工程的拱坝
、
重力坝等混凝土坝施工过程中，混凝土的运输工作基本依靠缆机垂直运输完成，缆机作业的安全及效率，直接影响大坝的浇筑进度，同时关系到作业人员的人身安全，而缆机在运行至仓面进行对位卸料的过程更是紧贴仓面作业人员
、
机械及构筑物，若在缆机仓面对位过程中发生碰撞现象，轻则造成缆机机械损坏
、
构筑物位移影响工程施工进度
、
质量，重则造成人员机械伤害
/
伤亡事故，将严重影响工程施工效率
、
质量及安全管理
。
[0003]传统的缆机仓面对位下料动作，基本采用人工观察缆机料罐运行位置及仓面下料需求位置，通过对讲机及信号旗等方式指挥缆机运行，最终实现缆机对位
、
下料等动作
。
大多数水电工程位处高山峡谷，存在大风
、
强日照等天气现象，同时仓面交叉施工人员
、
机械数量众多，施工环境噪音大，缆机的实际运行位置对作业指挥人员的施工经验
、
状态及责任心依赖程度较大，无法完全保障缆机运行处于安全间距要求范围内
。
[0004]公开号为
CN 108427134 A
的中国专利申请公开了一种组合定位缆机运行监测系统和缆机防碰调控方法，该专利通过对潜在空间冲突的障碍物，根据当前速度分别计算缆机
、
障碍物到达交汇点时间，如果到达交汇点时间相同，则判断为会发生时空冲突，由于缆机运行过程中速度会发生变化，特别是在快要达到浇筑位置时，缆车的速度出现明显变化，由于反应时间和运输距离都较短，导致出现较大计算误差，影响缆机运行的按安全性
。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
提出的问题，本专利旨在设计基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法，通过全球卫星定位技术
(GNSS
‑
RTK)、UWB
室内定位技术
、
物联网技术
、
移动通信技术，实现对缆机大钩
、
仓面人员
、
仓面机械的实时位置信息的监控与分析，并结合大坝仓面边界坐标信息，实现缆机在仓面对位阶段的“缆机
‑
模板
、
缆机
‑
机械
、
缆机
‑
人员
、
缆机
‑
浇筑面”的垂直距离与水平距离的实时分析，并将距离信息实时推送至施工管理人员，方便要料人员及时掌握缆机安全信息，及时报送预警信息，以达到缆机运行安全实时管控的作用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法，首先，通过差分卫星定位技术秒级实时获取缆机大钩在
t
时刻的位置
P
t
＝
(x
t
,y
t
,z
t
)
，平仓机位置
P2＝
(x2,y2,z2)
，振捣机位置
P3＝
(x3,y3,z3)
，人员位置
P4＝
(x4,y4,z4)
，通过仓面设计信息，获取仓面模板边界点集
C(P
c1
＝
(x
c1
,y
c1
,z
c1
),P
c2
＝
(x
c2
,y
c2
,z
c2
),
…
,P
cn
＝
(x
cn
,y
cn
,z
cn
))
与仓面模板最高高程
H
c
,
通过浇筑过程监控实时分析浇筑面高程
H
j
；
[0007]具体还包括以下步骤：
[0008]S1
判断缆机是否在仓面模板边界点集内：缆机实时水平面投影位置为
P
t
＝
(x
t
,y
t
)
，仓面模板边界水平面投影点集为
C(P
c1
＝
(x
c1
,y
c1
),P
c2
＝
(x
c2
,y
c2
),
…
,P
cn
＝
(x
cn
,y
cn
))
，采用面积和判别法判断缆机是否在模板边界内，若是则进入步骤
S2
，若不是返回继续判断缆机是否在仓面模板边界内；
[0009]S2
通过仓面模板边界点集，获取仓面模板高程
H
m
＝
max(z
c1
,
…
z
cn
)
，则缆机与模板高差
H
lm
为：
[0010]H
lm
＝
z
t
‑
H
m
；
[0011]若
H
lm
<30m
，则缆机进入对位环节，进入步骤
S3
；
[0012]若
H
lm
>30m
，则缆机未进入对位环节，继续通过
S2
判断；
[0013]S3
缆机对位安全分析，具体包括以下子步骤；
[0014]S31
计算缆机吊钩实时位置
P
t
到仓面边界线段的垂直距离，仓面边界线段端点为
Pci(xc
i
,yc
i
,zc
i
)
与
Pc
i+1
(xc
i+1
,yc
i+1
,zc
i+1
),
则在
xy
平面的直线为：
[0015]KX
‑
Y+C
＝0；
[0016]直线斜率：
[0017][0018]直线常量：
[0019][0020]在
xy
平面上，缆机吊钩实时位置
P
t
到仓面边界线段的垂直距离为：
[0021][0022]S32
设缆机吊钩与仓面边界线段的距离集为
N...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于仓面对位动作的缆机运行安全分析预警方法，其特征在于，首先，通过差分卫星定位技术秒级实时获取缆机大钩在
t
时刻的位置
P
t
＝
(x
t
,y
t
,z
t
)
，平仓机位置
P2＝
(x2,y2,z2)
，振捣机位置
P3＝
(x3,y3,z3)
，人员位置
P4＝
(x4,y4,z4)
，通过仓面设计信息，获取仓面模板边界点集
C(P
c1
＝
(x
c1
,y
c1
,z
c1
),P
c2
＝
(x
c2
,y
c2
,z
c2
),
…
,P
cn
＝
(x
cn
,y
cn
,z
cn
))
与仓面模板最高高程
H
c
,
通过浇筑过程监控实时分析浇筑面高程
H
j
；具体还包括以下步骤：
S1
判断缆机是否在仓面模板边界点集内：缆机实时水平面投影位置为
P
t
＝
(x
t
,y
t
)
，仓面模板边界水平面投影点集为
C(P
c1
＝
(x
c1
,y
c1
),P
c2
＝
(x
c2
,y
c2
),
…
,P
cn
＝
(x
cn
,y
cn
))
，采用面积和判别法判断缆机是否在模板边界内，若是则进入步骤
S2
，若不是返回继续判断缆机是否在仓面模板边界内；
S2
通过仓面模板边界点集，获取仓面模板高程
H
m
＝
max(z
c1
,
…
z
cn
)
，则缆机与模板高差
H
lm
为：
H
lm
＝
z
t
‑
H
m
；若
H
lm
<30m
，则缆机进入对位环节，进入步骤
S3
；若
H
lm
>30m
，则缆机未进入对位环节，继续通过
S2
判断；
S3
缆机对位安全分析，具体包括以下子步骤；
S31
计算缆机吊钩实时位置
P...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，乔雨，高阳阳，谭鹏，林星，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：