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专利号: 2018114787580
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)通过计算机仿真模拟程序预设预警级别对应的预警空间参数;

2)设备运行过程中,定位信号处理程序通过GPS/RFID组合定位装置计算各种机械的最终精确定位;

3)然后根据设备的参数、现场测得的时间数据,以及测风仪和压力传感器的实时数据,计算缆机的影响空间,并确定安全预警区域;

4)最后整个系统不间断的动态仿真模拟和实时监测缆机的影响空间,判断设备的运动状况及施工机械是否处在安全预警区域内;

在步骤4)中,实时监控测量缆机吊罐的实时空间位置坐标(X1,Y1,Z1),风速v3,吊罐的质量m,下落高度h;施工机械空间位置坐标(X2,Y2,Z2);

在确定安全预警区域时,考虑风荷载对缆机吊罐的影响,具体步骤如下:步骤(1)缆机在运行过程中,吊罐整个运动过程的影响空间范围近似为一个长方形,x轴的长度lx为缆机从进入待浇仓面的左仓面边缘点x1至实时监测点X1吊罐在水平方向上移动的距离,lx=X1-x1;

步骤(2)吊罐在y轴方向受到风荷载的作用,风荷载在不同的高程大小不一样,高度越高,风荷载越大;如果吊罐从缆索上脱落,按照以下步骤获得在y轴方向上的偏移量:步骤(a)计算出风压:

wp=0.5ρ·v32,

式中:wp是风压,ρ是空气密度,v3是实时监测的风速;

步骤(b)使用以下等式转换风力:

F=wp·Sw,

式中:F是风力,Sw是迎风面积;

步骤(c)计算吊罐在y轴上的偏移量:

式中:ly为吊罐在风力作用下的偏移量,m为吊罐的质量,g为重力加速度,h是下落高度;

步骤(3)缆机的影响空间为:

s1=lx·ly,

式中:s1为缆机吊罐在某一时刻的影响空间;

步骤(4)施工机械在安全撤离时会有一个反应距离,设反应迟滞时间t1,施工机械操作人员反应时间t2,则反应距离为:l′=(t1+t2)·v2,

式中:v2为施工机械运行速度,l′为施工机械的反应距离;

步骤(5)由于施工机械的任何部位进入吊罐影响空间,都会产生交叉作业,故预警空间为:s=(lx+b1+l′)·(ly+2b2),

式中:b1是施工机械的长、b2是宽,s为预警空间;

步骤(6)比较判断施工机械是否处在预警空间s内,如果是,那么将对施工机械进行蜂鸣警示,直到施工机械撤离至预警空间;如果否,施工机械继续运行。

2.根据权利要求1所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,在步骤1)中,在计算机仿真模拟程序中预设预警级别对应的预警空间s。

3.根据权利要求1所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,在步骤2)中,根据施工设备参数:缆机的吊绳l,运行速度v1,吊罐的质量m,施工机械运行速度v2,施工机械的长b1、宽b2;现场测算设备的反应迟滞时间t1,施工机械操作人员反应时间t2计算吊罐预警级别下的预警空间s。

4.根据权利要求1所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,在步骤3)中,还包括在吊罐和施工机械上布置的GPS/RFID组合定位装置、在缆机轮滑顶部布置的测风仪、在缆机吊钩上布置的压力传感器,在初始化定位系统后,定位信号处理程序根据GPS/RFID组合定位装置的GPS信号强度,计算并确定精准的设备距离。

5.根据权利要求1至4其中之一所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,在步骤4)中,动态仿真模拟并计算判断施工机械是否处于各项安全预警区域内,采取区域预警的形式,对施工机械发出必要的预警指令。

6.根据权利要求1或4所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,在步骤3)中,在吊罐上安装GPS/RFID芯片,缆机运行区域用RFID天线进行布置,通过RFID芯片的实时数据计算判断施工机械安全状况并进行预警。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法,其特征在于,用于警示在不断变化的重力和风荷作用下大坝浇筑立体交叉作业施工机械的安全撤离。