Entwicklungstrend der Turmdrehkransicherheit

(I) Die Aufmerksamkeit des Staates nimmt stetig zu, und die digitale Technologie verbessert sich kontinuierlich.

Die Entwicklung von Sicherheitsvorrichtungen für TurmdrehkranDie Entwicklung von Turmdrehkransystemen in meinem Land begann Ende der 1950er Jahre und umfasste hauptsächlich mechanische, elektronische Simulations-, digitale und mikrocomputergesteuerte Verfahren. Aufgrund des späten Beginns ist das technische Niveau relativ niedrig. Anfangs konzentrierte man sich vor allem auf Sicherheitsvorrichtungen wie Lastüberlastbegrenzer, Drehmomentbegrenzer sowie Amplituden- und Höhenbegrenzer und konnte lediglich die Betriebsdaten von Turmdrehkranen überwachen.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie und dem zunehmenden Interesse von Regierung und Unternehmen wurden nacheinander verschiedene Richtlinien eingeführt. Die Norm GB 5144-2006 „Sicherheitsvorschriften für Turmdrehkrane“ schreibt eindeutig vor, dass Turmdrehkrane mit Überwachungs- und Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sein müssen. Inzwischen haben einige Provinzen und Städte diese Norm bereits umgesetzt. Da die Bedeutung von Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystemen immer deutlicher wird, dürfte deren flächendeckende Einführung für Turmdrehkrane ein Trend werden.

Auf dem Markt sind Produkte erschienen, die zur Sicherheit von Turmdrehkranen beitragen. Heutzutage ist eine große Anzahl von Turmdrehkranen mit „Sicherheit bei Turmdrehkranen Überwachungs- und Managementsysteme“ zur Echtzeitüberwachung der tatsächlichen Arbeitsbedingungen von Turmdrehkranen; derzeit verfügt jedoch nur das „Turmdrehkran-Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem 4.0“ von Shandong Dazheng über Funktionen wie Personalmanagement, Arbeitsbedingungendaten, Videoüberwachung, Hebeüberwachung und Analyse von Turmdrehkranstrukturdaten. Es kann überwachen, ob die Bedienung durch den Fahrer standardisiert ist und ob Anomalien in der Turmdrehkranstruktur vorliegen, und kann 30 Tage im Voraus vor größeren versteckten Gefahren warnen, um die Sicherheit von Turmdrehkranen in jeder Hinsicht zu gewährleisten.

(II) Turmdrehkrane, die mit Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystemen ausgestattet sind, werden sich vollständig durchsetzen.

Turmdrehkrane werden mit Sicherheitsüberwachungs- und -managementsystemen ausgestattet, nicht nur aufgrund strenger Richtlinien, sondern auch aufgrund der Anforderungen der Produktentwicklung. Der Markt verlangt nach besonders sicheren Turmdrehkranen. Diese müssen nicht nur beim Verlassen des Werks „eigensicher“ sein, sondern auch im Einsatz sicher funktionieren. Turmdrehkrane mit Sicherheitsüberwachungs- und -managementsystemen können diese hohe Sicherheit gewährleisten. Was sind die Merkmale moderner Sicherheitsüberwachungs- und -managementsysteme für Turmdrehkrane?

1. Intelligenz

Intelligente Technologien sind der Entwicklungstrend unserer Zeit. Smartphones sind weit verbreitet, und intelligente Turmdrehkrane sind keine Zukunftsmusik mehr. Das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Turmdrehkrane kann deren Intelligenzniveau deutlich verbessern und somit auch die Sicherheit erheblich steigern. Das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem 4.0 von Shandong Dazheng bietet derzeit Funktionen wie Fahrinstrumente, Warnung vor versteckten Gefahren, Videoüberwachung, Leistungsüberwachung, Personenidentifizierung, Bereichsbegrenzung, Hubüberwachung, Datenaufzeichnung, Beidou-Positionierung, Fernsteuerung und -wartung sowie Sicherheitsbewertung.

Die Anwendung eines Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystems für Turmdrehkrane bietet folgende Vorteile:

(1) Die Genauigkeit der Endlagenregelung des Turmdrehkrans wird erheblich verbessert.

(2) Der Kranführer kann den Betrieb des Turmdrehkrans in Echtzeit beobachten und über ein Display genau das Gewicht des gehobenen Objekts, das Hubmoment, die räumliche Position und andere Arbeitsdaten ablesen.

(3) Es verfügt über eine Fehlertoleranz- und eine Grenzwertfunktion, die gefährliche Aktionen des Turmdrehkrans erkennen und das Hebeprogramm automatisch beenden können, um gefährliche Turmdrehkranvorgänge zu vermeiden.

(4) Der Turmdrehkran kann jederzeit und überall über mobile Endgeräte wie Mobiltelefone und Computer überwacht werden.

2. Informatisierung

Die Erfassung und Anwendung von Informationen ist die Kerntechnologie des Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystems für Turmdrehkrane. Die umfassende Erfassung aller relevanten Informationen über den Turmdrehkran sowie die effiziente Datenübertragung und -anwendung sind Schlüsseltechnologien für die Modernisierung dieses Systems.

Das Sicherheitsüberwachungssystem für Turmdrehkrane von Shandong Dazheng kombiniert Anwendungstechnologien wie das Internet der Dinge (IoT), Big Data, künstliche Intelligenz (KI) sowie Datenerfassung und -analyse. Es erfasst den Betriebszustand der Turmdrehkrane über Hardware-Systeme, lädt die Statusdaten per Fernkommunikation auf die Managementplattform hoch und führt Datenanalysen und -berechnungen durch. Dadurch werden die Turmdrehkrane digitalisiert, einschließlich Informationen zum Kran selbst, zum Fahrer, zu Betriebsanweisungen, zum Verhalten des elektrischen Systems, zur Funktionsweise der Mechanik, zum Kranbetrieb und zum dynamischen Verhalten des Krans. Dank IoT werden die erfassten Betriebsdaten und der Betriebszustand in Echtzeit an den Server übertragen. Alle Betriebsparameter während des Kranbetriebs werden automatisch vom System gespeichert und protokolliert und bilden so eine wissenschaftliche Grundlage für das Sicherheitsmanagement und die Unfallanalyse.

Gleichzeitig analysiert das System die gesammelten Turmdrehkrandaten umfassend mittels Big Data und Deep Learning und kann für jeden Turmdrehkran eine Betriebssicherheitsbewertung durchführen. Es ermöglicht die Risikobewertung und Klassifizierung von Turmdrehkranen, die Beurteilung ihres Zustands und ihrer Lebensdauer, die quantitative Bewertung der Fahrer sowie eine 30-tägige Vorwarnung, um den sicheren Betrieb der Turmdrehkrane zu gewährleisten.

3. Visualisierung

Aus makroökonomischer Sicht ist das Sicherheitsüberwachungs- und -managementsystem des Turmdrehkrans Bestandteil des Turmdrehkran-Automatisierungssystems. Es fungiert als dessen „Steuerinstrument“. Der Kranführer kann über ein Display präzise das Gewicht der zu hebenden Lasten, das Hubmoment, die räumliche Position und weitere Betriebsdaten überwachen.

Techniker können die während des Turmdrehkranbetriebs gesammelten umfangreichen Daten umfassend nutzen, um zu überprüfen, ob die ursprünglichen Konstruktionsvorgaben erfüllt sind. Diese Daten haben zudem die experimentelle Datenbasis für die Konstruktion des Turmdrehkrans weiter angereichert.
So wie Autos Armaturenbretter haben, verfügen auch Turmdrehkrane über „Bedieninstrumente“, was sich zu einem Trend entwickeln wird.

(III) Anwendungen zur Verbesserung der künstlichen Intelligenz, um die Lücken in der Sicherheitsüberwachung zu schließen

Aktuell sind die meisten auf dem Markt erhältlichen Sicherheitsüberwachungs- und Managementprodukte für Turmdrehkrane nicht in der Lage, die Struktur des Krans zu überwachen und vorherzusagen. Wie bereits in der Unfallstatistik erwähnt, ist die Hauptursache für den endgültigen Einsturz eines Turmdrehkrans dessen strukturelle Beschädigung. Dies bedeutet, dass es erhebliche Lücken in der Sicherheitsüberwachung von Turmdrehkranen gibt.

Bereits 2008 forschte Professor Song Shijun von der Shandong Jianzhu Universität intensiv an diesem Thema, um diese Lücke zu schließen. Er und sein Expertenteam kombinierten angewandte Mathematik, Grafik, Informationsdaten, informationswissenschaftliche Analysen und weitere Methoden und entwickelten mithilfe von künstlicher Intelligenz und Algorithmenverbesserungen den „Turmdrehkran-Dynamikgraphen“, auch bekannt als „Turmdrehkran-Schadensgraph“. Dieser Graph schließt die Lücke in der Überwachung von Turmdrehkranstrukturen und ermöglicht gleichzeitig die Diagnose von Schäden an der Kranstruktur und des Fahrerverhaltens. Er kann „wichtige Sicherheitsrisiken von Turmdrehkranen 30 Tage im Voraus erkennen“, was von großer historischer Bedeutung ist. Techniker können die während des Betriebs von Turmdrehkranen gesammelten Daten nutzen, um zu überprüfen, ob die ursprünglichen Konstruktionsanforderungen erfüllt sind. Diese umfangreichen Nutzungsdaten erweitern zudem die experimentelle Datenbasis für die Konstruktion von Turmdrehkranen.
So wie Autos Armaturenbretter haben, verfügen auch Turmdrehkrane über „Bedieninstrumente“, was sich zu einem Trend entwickeln wird.

(III) Anwendung zur Verbesserung der künstlichen Intelligenz, um Lücken in der Sicherheitsüberwachung zu schließen

Aktuell sind die meisten auf dem Markt erhältlichen Produkte zur Überwachung und zum Management der Turmdrehkransicherheit nicht in der Lage, die Struktur von Turmdrehkranen zu überwachen und vorherzusagen. Wie bereits erwähnt, war die Hauptursache für den endgültigen Einsturz von Turmdrehkranen struktureller Schaden, was auf erhebliche Lücken in der Überwachung der Turmdrehkransicherheit hinweist.

Professor Song Shijun von der Shandong Jianzhu Universität forschte bereits 2008 intensiv auf diesem Gebiet, um diese Lücke zu schließen. Er und sein Expertenteam kombinierten angewandte Mathematik, Grafik, Informationsdaten, informationswissenschaftliche Analysen und weitere Methoden und entwickelten mithilfe von künstlicher Intelligenz und Algorithmenverbesserungen den „Turmdrehkran-Dynamikgraphen“, auch bekannt als „Turmdrehkran-Schadensgraph“. Dieser Graph schließt die Lücke in der Überwachung von Turmdrehkranstrukturen und ermöglicht gleichzeitig die Diagnose von Schäden an der Kranstruktur und dem Fahrverhalten. Er kann „wichtige Sicherheitsrisiken von Turmdrehkranen 30 Tage im Voraus erkennen“, was von großer historischer Bedeutung ist. Der „Turmdrehkran-Dynamikgraph“ dient als eine Art „Computertomographie-Check“ für Turmdrehkrane. Er analysiert und visualisiert Informationen zum Gesundheitszustand des Turmdrehkrans, wie beispielsweise den Hubvorgang, die Fahrweise des Fahrers, den Zustand des Krans selbst und die Umweltauswirkungen.

Das „Dynamische Diagramm des Turmdrehkrans“ kann auch als „Elektrokardiogramm“ für den Turmdrehkran bezeichnet werden. Jede Bewegungsbahn des Kranführers wird in Echtzeit aufgezeichnet, ebenso wie alle zugehörigen Daten der Turmdrehkranstruktur. Das Expertenteam nutzt Data Mining, Informationsverarbeitung und Merkmalsabgleich mit der theoretischen Atlasbibliothek, um den Schadenszustand und -grad des Turmdrehkrans zu bestimmen und die größten Gefahrenquellen zu identifizieren.

Stand 30. Mai 2021 hat Shandong Dazheng 24.357 Atlanten erstellt. Durch die schrittweise Erweiterung der Atlasbibliothek wird mithilfe dieser Technologie ein dynamischer und kontinuierlicher Prozess zur Identifizierung und Bewertung von Gefahrenquellen realisiert, wodurch eine umfassende, vollständige und genaue Identifizierung von Gefahren vor Ort möglich wird.