一、平台架构设计
平台采用 "感知层 - 传输层 - 应用层" 三级架构,实现全流程数据闭环管理。感知层部署压力传感器(支腿接地压强)、倾角传感器(主梁水平度)、北斗定位模块(支腿位移)、激光雷达(周边障碍物)及高清摄像头(吊装区域),覆盖架桥机关键受力节点与作业环境。传输层通过 5G+LoRa 混合组网,确保数据实时回传至云端服务器,传输延迟控制在 50ms 以内。应用层开发 PC 端管理平台与移动端 APP,集成实时监控、智能预警、数据追溯三大核心功能,支持多终端同步访问。
二、关键技术措施
多源数据融合分析
融合应力、位移、风速等 30 余项监测数据,通过卡尔曼滤波算法消除单一传感器误差,建立动态力学模型,实时评估架桥机稳定性。例如,当支腿压力突变超过 15% 时,系统自动触发液压锁死并推送三级预警至项目经理。
智能预警与联锁控制
设置三级预警阈值(黄色 / 橙色 / 红色),关联不同响应机制:黄色预警仅提示,橙色预警联动声光报警,红色预警自动切断动力电源并启动应急锚固系统。例如,轨道沉降超过 10mm 时,平台同步向现场安全员发送定位短信,并在驾驶室显示屏弹出处置指南。
三维可视化管理
基于 BIM 模型构建架桥机数字孪生体,实时映射设备姿态与施工进度。通过倾斜摄影技术生成施工现场三维地图,叠加监测数据形成 "一张图" 管理界面,直观显示架桥机与既有线、周边构筑物的空间关系。
三、实施步骤与功能验证
分阶段部署
第一阶段完成硬件安装与基础功能调试,重点验证传感器精度(压力传感器误差≤1% FS,北斗定位精度≤2mm);第二阶段接入视频监控与环境监测模块,实现吊装过程全场景覆盖;第三阶段开展联合调试,模拟支腿失稳、钢丝绳断裂等典型故障,验证系统响应速度(报警至停机≤0.8 秒)。
数据安全保障
采用 AES-256 加密算法保护传输数据,设置四级权限管理(管理员 / 工程师 / 操作员 / 访客),重要操作需人脸识别 + 动态口令双重认证。系统每日自动备份数据至异地服务器,确保事故后可回溯 30 天内的运行日志。
四、管理机制与应用实效
建立 "平台监控 + 现场巡查" 双轨制:平台 24 小时自动巡检设备状态,现场安全员每 2 小时对照平台数据复核关键参数。通过渝万高铁等项目实践,该平台将架桥机故障发现时间从平均 2 小时缩短至实时响应,事故隐患整改闭环率提升至 100%。同时,平台自动生成的监测报告可直接作为竣工验收资料,减少人工整理耗时 60% 以上。
核心设备清单:高精度压力传感器(量程 0-500t)、北斗定位天线(支持三频信号)、边缘计算网关(本地存储 7 天数据)、防爆型工业平板(IP67 防护等级)。