UWB定位技术应用于塔吊物品防坠落安全预警
塔吊乃工地重大起重设施,安全至为关键,时有因塔吊高空坠物造成人员安全的事故发生,随着科技的发展,可利用信息技术减少发生或不发生类似安全事故,安全事故控制在萌芽状态。构建智能监控防范体系,用来弥补传统方法和技术监控上的缺陷,变被动“监督”为主动“监控”,实现真正意义上的事前预警,事中常态监测,事后规范管理,实现更安全、更高效的工地施工管理。
主要功能
以塔吊钩为圆心,设定预定半径为安全防范预警区域(可根据现场预警需要设定一、二级预警区域),当施工作业人员进入该预警区域内发出预警提示,(预警提示方式再定),可以塔吊操作员、进入该预警区域的施工人员定位标签发出振动或声音提示,安全控制室界面提示。以建设成本与项目效益综合考量。
技术方案
(一)主要设备
乾位智通UWB定位系统主要设备有UWB微基站、UWB定位标签、应用管理平台,硬件设备相对简单,现场搭建可快速实现。
(二) 设备安装布置要求
综合考虑设备安装现场环境,项目及施工成本、避开潜在风险,实现防坠落预警的功能。在塔吊作业范围内安装4个UWB定位基站(不低于4个基站),塔吊钩安装1个UWB定位标签,预计进入塔吊作业范围施工人员佩戴定位标签,在塔吊作业现场安装1个或若干个声光报警设备,对塔吊作业人员及施工人员进入塔吊钩预警范围发出预警提示。
UWB基站的安装需考虑对信号的遮挡及障碍物对信号影响。首先要在选择基站位置时,要确保信号传输路径上无遮挡或遮挡物较少。
基站距离与标签接收:基站接收同步信号与标签信号的距离都不应超过一定范围,以确保信号强度和定位精度。同时,标签信号需要至少被3个不同基站接收,以便准确计算出位置。
基站布局与安装:基站选点应尽量平均、方正,以提高定位精度。在边界处,可以将基站靠墙安装,以减少边界效应对定位精度的影响。另外当基站靠近天花板或墙壁安装时,建议使用支架制造一定空间(如大于20厘米)以减少信号反射和干扰。
实体墙:一堵实体墙的遮挡会使得UWB信号衰减60-70%,导致定位精度误差上升30厘米左右。如果有两堵或更多的实体墙遮挡,UWB可能无法定位。
钢板:钢铁对UWB脉冲信号吸收很严重,也可能导致UWB无法定位。
玻璃:玻璃遮挡对UWB定位精度的影响较小。
木板或纸板:一般厚度10厘米左右的木板或纸板对UWB室内定位精度的影响也不大。
基站安装要求
为了达到良好的定位效果,基站安装建议离地面2.5-3m。基站接收同步信号与标签信号的距离都不应超过一定范围,以确保信号强度和定位精度,标签信号至少需3个不同基站接收,以准确计算出标签位置。
固定方式:根据安装环境选择相应的固定方式,如壁挂、吊顶等,确保基站安装牢固,避免摇晃或移位。
天线朝向:根据定位需求和信号覆盖范围调整天线的朝向,通常情况下,天线应朝向需要覆盖的定位区域。
信号传播:考虑到UWB信号的特性,应选择无遮挡或遮挡较少的区域为基站安装点位,确保信号顺畅传播。
障碍物与遮挡:要尽量避免障碍物对UWB信号的影响。在选择基站位置时,要确保信号传输路径上无遮挡或少遮挡物。