起重機智慧管理平臺介紹

1、起重機智慧管理平臺介紹一、項目概況.項目背景為貫徹落實中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要 和促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要，加快實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，推動大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康 快速發(fā)展，工信部編制了大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20162020年）針對規(guī)劃結合 起重機在工業(yè)、建筑業(yè)和港口運輸?shù)确矫嬗兄豢商娲淖饔茫鹬貦C的安全生產(chǎn) 和正常運行的要求更加嚴格。起重機屬于特種設備，國家規(guī)范管理的重大危險源，納 入特種設備安全管理法，是設備管理的重中之重。全國范圍內每年起重機事故近500 起，造成的直接經(jīng)濟損失數(shù)十億元。每年有數(shù)十萬臺起重機因管理不善，造成故障甚 至報廢。在現(xiàn)行的管理模式下，缺乏確實有效的

2、起重機管理工具，需要對起重設備 進行“全生命周期管理”為此，由中國聯(lián)通，大連理工大學，大連久鵬電子聯(lián)合研 制開發(fā)的起重機智慧管理系統(tǒng)讓起重機智慧起來。.項目簡介該起重機智慧管理系統(tǒng)應用對象包括：橋式起重機、門式起重機、流動式起 重機、塔式起重機、門座起重機、纜索起重機、桅桿起重機、架橋機、升船機、施 工升降機，是嚴格依據(jù)GB/T 28264-2012起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、TSGQ7015- 2016起重機械定期檢驗規(guī)則、TSGQ7016-2016起重機械安裝改造重 大維修監(jiān)督檢驗規(guī)則、GB12602-20O9起重機機械超載保護裝置安全技術規(guī)范 成功開發(fā)的起重機械智慧管理系統(tǒng)。獨創(chuàng)的物聯(lián)網(wǎng)、

3、“云”計算的設計理念使該 產(chǎn)品處于業(yè)內絕對領先地位。其主要技術特點：平臺云端化、用戶多樣化、系統(tǒng)開 放化、硬件數(shù)字化、攝像自動化、圖像同步化、保養(yǎng)便捷化。.項目目標隨著系統(tǒng)的不斷升級最終將把起重機智慧管理系統(tǒng)打造成為一個集安全監(jiān) 控、設備維護保養(yǎng)、備品備件、壽命評估、專家診斷為一體的全國性起重機綜合服 務平臺。通過起重機全生命周期的管理，最終建立中國首個起重機行業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。二、項目實施概況目前，起重機行業(yè)存在設備檔案普遍缺失而且更新不及時，采購或租用的設備 存在著品質風險，零配件供應混亂，質量參差不齊，設備維修、保養(yǎng)、檢測未有效落 實，設備狀態(tài)及使用過程的信息不透明，健康狀況不能預知，存在安全

4、隱患，缺乏數(shù) 據(jù)支撐，無法有效管理決策等問題，只有有效利用移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、 物聯(lián)網(wǎng)等新的信息技術，才能對起重機進行全面監(jiān)管，避免事故。通過本項目的開 發(fā)，可實現(xiàn)設備信息實時監(jiān)控，對行業(yè)不同用戶提供差異化的信息服務，從而使設備 質量和使用過程可控性提高70%,人員、財產(chǎn)安全性提藤0%管理效率提高20%。.項目總體架構和主要內容起重機智慧管理平臺搭建在聯(lián)通“沃云”上，采用了分布存儲、集中管理的 系統(tǒng)架構，實現(xiàn)多用戶差異化信息服務，滿足起重機監(jiān)管部門和使用單位對設備的 監(jiān)管需要；并且平臺接口開放，可對接市場上不同品牌硬件產(chǎn)品，通過一鍵獲取現(xiàn) 場存儲的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻、3D動畫同步回放

5、，實現(xiàn)完全掌握設備運行狀 態(tài)；根據(jù)平臺大數(shù)據(jù)，結合專家知識實現(xiàn)起重機壽命評估、故障診斷，消除安全隱 患，為設備保駕護航?？上蚩蛻籼峁╇娔X版和手機版兩種類型平臺，具架構如圖1所示:；痣F卷引 L行打心點|電f早干樂益苧二平爭竿同廠飛 同學正曲,圖1起重機智慧管理平臺總體架構.平臺主要功能整體統(tǒng)計功能主要實現(xiàn)對指定企業(yè)或指定區(qū)域的特種設備運行狀態(tài)進行宏觀統(tǒng)計，便于掌握所有設備整體運行情況U :Wi:理f，h QtN PUZ-ttI- O.41r 4*tvs JUMTZSLtJfillf7htffi - nJimi1fl TH-*3鬲Mi+OBtw圖2起重機智慧管理平臺整體統(tǒng)計功能公告管理功能主要實

6、現(xiàn)對公告信息、榮譽信息和曝光信息的發(fā)布、瀏覽和管理C . 1/ 丁 hlU三圖3起重機智慧管理平臺公告管理功能實時監(jiān)控功能主要實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，包括運行數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、視頻圖像、安裝位置等信息，并通過3D仿真的形式對設備的運行狀態(tài)進行直觀展示歷史查詢功能對歷史的違章數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、工作循環(huán)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和00ms的 歷史數(shù)據(jù)進行查詢和同步回放。實現(xiàn)遠程一鍵調取現(xiàn)場100ms歷史數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行3D仿真，同時結合歷史視頻圖像，進行直觀的歷史狀態(tài)還原數(shù)據(jù)分析功能對工作等級、異常數(shù)據(jù)、傳感器故障等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，并結合行業(yè)專 家，實現(xiàn)專家診斷。企業(yè)管理功能滿足各種行業(yè)內相關

7、單位的管理需要，對不同類型企業(yè)、不同類型工作人員 提供個性化功能(3t m圖7起重機智慧管理平臺企業(yè)管理功能2.8移動終端管理通過手機、平板等移動設備，在任何時間任何地點都可對系統(tǒng)的整體運行數(shù)據(jù) 以及單臺塔機的運行情況進行全面監(jiān)控，使管理變得更加的簡單、便捷。圖8起重機智慧管理平臺移動終端界面3.網(wǎng)絡互聯(lián)架構起重機網(wǎng)絡架丁童圖圖9起重機智慧管理平臺網(wǎng)絡互聯(lián)架構基本特點高可用性、高擴展性、高實時性、高安全性。彈性云計算根據(jù)平臺不斷變化的服務架構、業(yè)務體量和業(yè)務需求，快速提供動態(tài)、靈活、彈 性、虛擬、共享和高效的計算資源服務。.數(shù)據(jù)架構和應用圖10起重機智慧管理平臺數(shù)據(jù)架構和應用平臺數(shù)據(jù)分三層結構

8、實現(xiàn)：1）數(shù)據(jù)存儲層平臺采用雙數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)方案，高速數(shù)據(jù)庫主要用于高速的實時數(shù)據(jù)展示，存 儲數(shù)據(jù)庫主要用于存儲大量設備運行數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)挖掘分析后的結果。2）數(shù)據(jù)邏輯層采用WebService為數(shù)據(jù)核心，同時向外輻射和擴展多個WebService為不同 應用提供數(shù)據(jù)支持。3）數(shù)據(jù)展示層平臺展示層相當于數(shù)據(jù)的展示皮膚，僅僅將不同的數(shù)據(jù)展示出來即可。展示 層目前提供網(wǎng)頁端、安卓端、蘋果端三大類主流軟件應用服務方式為客戶提供便捷 的使用體驗。.安全及可靠性基礎網(wǎng)絡安全采用可信網(wǎng)絡連接機制，對檢驗連接到通信網(wǎng)絡的設備進行可信，以防止 非法接入用戶?；A網(wǎng)絡安全可以實現(xiàn)隨著業(yè)務發(fā)展需要，靈活的制定安全策略、

9、入 侵防御、流量監(jiān)管、負載均衡等安全功能，實現(xiàn)業(yè)務和網(wǎng)絡安全高度融合。業(yè)務安全性通過劃分云安全區(qū)域邊界，進行邊界訪問控制、包過濾及安全審計及完整 性保護，可有效保障平臺服務的安全性。數(shù)據(jù)安全性針對核心的數(shù)據(jù)安全性問題，我們提供異地災備、數(shù)據(jù)服務冗余及數(shù)據(jù)訪 問的安全審計等多種應對方案，以保障數(shù)據(jù)的可用性及安全性。數(shù)據(jù)傳輸安全性平臺與設備通過TCP的加密私有協(xié)議進行通訊，第一保證網(wǎng)絡穩(wěn)定、第二保 證數(shù)據(jù)不會被監(jiān)聽而盜用。平臺內部通訊均采用加密的數(shù)據(jù)結構以及固定IP、服務 號、校驗位等手段防止其他外圍的監(jiān)聽盜用。同時也保證了內部通訊的穩(wěn)定性和可 靠性。.智慧管理終端新一代全數(shù)字式起重機智慧管理終端

10、是集微處理 器技術，數(shù)字通信技術，數(shù)字傳感器技術，智能分 析技術等多種高新技術為一體的新型高科技產(chǎn)品， 產(chǎn)品的主要技術特點：標準化、通用化、數(shù)字化、網(wǎng)絡 化、高精度、結構緊湊、高穩(wěn)定性、高可靠性、自校 準、系統(tǒng)的適應性強、性價比更好。是新形勢下起重 機應用提高安全保障，預防重大安全事故，實現(xiàn)遠程 管理 的必備產(chǎn)品，亦是模擬式起重機安全監(jiān)理系統(tǒng)的更新替代產(chǎn)品，是當前各主管部門 提高監(jiān)管效率，降低監(jiān)管成本，提高監(jiān)管覆蓋率切實有效的監(jiān)管手段。1、主要功能：監(jiān)控項目：可對吊鉤高度、小車行程、環(huán)境風速、實時吊重、大臂轉角、塔 身傾斜、力矩、視頻等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。數(shù)據(jù)記錄：以100ms為間隔儲存3個月的數(shù)據(jù)

11、,滿足GBT28264標準。數(shù)據(jù)顯示：通過主機上的顯示屏，實時顯示監(jiān)控的數(shù)據(jù)，以便司機隨時了解塔機的工作狀態(tài)制動控制：當塔機各項監(jiān)控數(shù)據(jù)達到預設值時，系統(tǒng)自動控制各路輸出，只允許塔機向安全方向運動。遠程監(jiān)控：利用3G/4G網(wǎng)絡技術和完善的遠程監(jiān)控管理平臺，實現(xiàn)遠程在線管理監(jiān)控。傳感器自校準：利用數(shù)字式傳感器的自校準功能可實現(xiàn)塔機運行中的自校準保證安全裝置運行可靠。視頻監(jiān)控：實現(xiàn)對塔機吊鉤的實時監(jiān)控，本地保存 7天以上歷史圖像。2、技術特點：1）高精度：所有傳感器都為0.3級傳感器，保證數(shù)據(jù)準確。拉力、幅度綜 合誤差2%以內。2）數(shù)字化：所有傳感器為數(shù)字傳感器、避免傳輸過程中干擾。力矩綜合誤 差

12、在3%以內。3）高實時性：采樣速度100ms,數(shù)據(jù)保存速度100mso數(shù)據(jù)保存時間3個月 以上。4）網(wǎng)絡化：設備之間采用以太網(wǎng)和4G網(wǎng)絡傳輸，實時性強、擴展性強、可 傳輸視頻。5）視頻集成：視頻可自動追蹤吊鉤，視頻保存時間 120小時以上。6）自校準：系統(tǒng)可自校準，避免運行過程中產(chǎn)生累積誤差。以上特點保證了系統(tǒng)的高精度，高速度和視頻管理功能，完全滿足 GBT28264 標準。由于采用以太網(wǎng)結構，使系統(tǒng)具有極大的擴展性，為行業(yè)發(fā)展預留升級空間。三、下一步實施計劃打通整個起重設備數(shù)據(jù)服務，全面實現(xiàn)起重機“智慧管理”設備采購f租費管理I TOC o 1-5 h z /X Jx. ，+退場村全生命周期

13、智能管理隙進場7智慧管理 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document -、 /,、不（人員管理、設笛使用V/- - 設備觸卜四、項目創(chuàng)新點和實施效果.項目先進性及創(chuàng)新點GB/T 28264-2012起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中明確提出了數(shù)據(jù)的采集 和存儲的時間周期為 100ms，目前市場上沒有能夠滿足這個要求的產(chǎn)品，為了達 到產(chǎn)品能夠全面滿足國家的標準，經(jīng)過半年堅持不懈的努力成功開發(fā) TC核心板,采集模塊采集模塊采用并行方式同時讀取多個傳感器數(shù)據(jù)，可以完美對接市場上絕大 部分的傳感器。通過數(shù)據(jù)總線與MCU進行傳感器讀取命令和和傳感器響應數(shù)據(jù)的 交互，從而實現(xiàn)

14、每100ms 一次的高速采集頻率。傳感器讀取波形（周期為100ms每個周期左為讀取命令，右為響應數(shù)據(jù)）儲存模塊數(shù)據(jù)儲存方面，采用了獨家的數(shù)據(jù)儲存算法，并已申請專利。該算法通過對 數(shù)據(jù)儲存方式，尋址方式的優(yōu)化，實現(xiàn)了對儲存器的高度讀寫，以滿足高效的數(shù) 據(jù)儲存及所需數(shù)據(jù)的快速讀取。儲存器的容量支持擴展，通過對儲存器容量的擴 展，可以最多支持長達360自然日的數(shù)據(jù)儲存。通訊接口本產(chǎn)品通訊接口，支持以太網(wǎng)口， RS-485接口，RS-232接口，均可以實現(xiàn) 對實時數(shù)據(jù)，報警數(shù)據(jù)及設備運行狀態(tài)的監(jiān)視。與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交互通過以太網(wǎng) 口，采用TCP/IP協(xié)議，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)上傳速率和頻率都可配置，適 應不同的帶寬和數(shù)據(jù)實時性的要求。GPS模塊本產(chǎn)品配備GPS模塊，一般條件下，均可實現(xiàn)快速的設備定位。并可以提供衛(wèi) 星授時功能，確保本產(chǎn)品與國際標準時間的同步。.實施效果經(jīng)過18個月的規(guī)劃開發(fā)，硬件產(chǎn)品順利通過遼寧安科院檢驗，起重機智慧管 理云平臺及硬件產(chǎn)品多次和國家質檢總局特種設備處、北京起重