UWB定位技術(shù)應用于塔吊物品防墜落安全預警
塔吊乃工地重大起重設施,安全至為關(guān)鍵,時有因塔吊高空墜物造成人員安全的事故發(fā)生,隨著科技的發(fā)展,可利用信息技術(shù)減少發(fā)生或不發(fā)生類似安全事故,安全事故控制在萌芽狀態(tài)。構(gòu)建智能監(jiān)控防范體系,用來彌補傳統(tǒng)方法和技術(shù)監(jiān)控上的缺陷,變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”,實現(xiàn)真正意義上的事前預警,事中常態(tài)監(jiān)測,事后規(guī)范管理,實現(xiàn)更安全、更高效的工地施工管理。
主要功能
以塔吊鉤為圓心,設定預定半徑為安全防范預警區(qū)域(可根據(jù)現(xiàn)場預警需要設定一、二級預警區(qū)域),當施工作業(yè)人員進入該預警區(qū)域內(nèi)發(fā)出預警提示,(預警提示方式再定),可以塔吊操作員、進入該預警區(qū)域的施工人員定位標簽發(fā)出振動或聲音提示,安全控制室界面提示。以建設成本與項目效益綜合考量。
技術(shù)方案
(一)主要設備
乾位智通UWB定位系統(tǒng)主要設備有UWB微基站、UWB定位標簽、應用管理平臺,硬件設備相對簡單,現(xiàn)場搭建可快速實現(xiàn)。
(二) 設備安裝布置要求
綜合考慮設備安裝現(xiàn)場環(huán)境,項目及施工成本、避開潛在風險,實現(xiàn)防墜落預警的功能。在塔吊作業(yè)范圍內(nèi)安裝4個UWB定位基站(不低于4個基站),塔吊鉤安裝1個UWB定位標簽,預計進入塔吊作業(yè)范圍施工人員佩戴定位標簽,在塔吊作業(yè)現(xiàn)場安裝1個或若干個聲光報警設備,對塔吊作業(yè)人員及施工人員進入塔吊鉤預警范圍發(fā)出預警提示。
UWB基站的安裝需考慮對信號的遮擋及障礙物對信號影響。首先要在選擇基站位置時,要確保信號傳輸路徑上無遮擋或遮擋物較少。
基站距離與標簽接收:基站接收同步信號與標簽信號的距離都不應超過一定范圍,以確保信號強度和定位精度。同時,標簽信號需要至少被3個不同基站接收,以便準確計算出位置。
基站布局與安裝:基站選點應盡量平均、方正,以提高定位精度。在邊界處,可以將基站靠墻安裝,以減少邊界效應對定位精度的影響。另外當基站靠近天花板或墻壁安裝時,建議使用支架制造一定空間(如大于20厘米)以減少信號反射和干擾。
實體墻:一堵實體墻的遮擋會使得UWB信號衰減60-70%,導致定位精度誤差上升30厘米左右。如果有兩堵或更多的實體墻遮擋,UWB可能無法定位。
鋼板:鋼鐵對UWB脈沖信號吸收很嚴重,也可能導致UWB無法定位。
玻璃:玻璃遮擋對UWB定位精度的影響較小。
木板或紙板:一般厚度10厘米左右的木板或紙板對UWB室內(nèi)定位精度的影響也不大。
基站安裝要求
為了達到良好的定位效果,基站安裝建議離地面2.5-3m?;窘邮胀叫盘柵c標簽信號的距離都不應超過一定范圍,以確保信號強度和定位精度,標簽信號至少需3個不同基站接收,以準確計算出標簽位置。
固定方式:根據(jù)安裝環(huán)境選擇相應的固定方式,如壁掛、吊頂?shù)?,確?;景惭b牢固,避免搖晃或移位。
天線朝向:根據(jù)定位需求和信號覆蓋范圍調(diào)整天線的朝向,通常情況下,天線應朝向需要覆蓋的定位區(qū)域。
信號傳播:考慮到UWB信號的特性,應選擇無遮擋或遮擋較少的區(qū)域為基站安裝點位,確保信號順暢傳播。
障礙物與遮擋:要盡量避免障礙物對UWB信號的影響。在選擇基站位置時,要確保信號傳輸路徑上無遮擋或少遮擋物。