[發明專利]一種基于GPS/RFID組合定位的纜機塔機防碰撞預警方法

有效

• 申請號: 201810069452.3
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108363085B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 黃建文;毛宇辰;祝建軍;劉敏;李朝全
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種基于GPS/RFID組合定位的纜機塔機防碰撞預警方法，該方法包括以下步驟：步驟1：在計算機仿真模擬分析程序中預設二級和三級預警級別對應的安全距離閾值D1，D2；步驟2：根據施工設備參數：纜機運行速度v1，制動加速度a1，塔機運行速度v2，制動加速度a2，現場測算設備反應遲滯時間t1，操作人員反應時間t2，纜機吊繩長度l，定位信號處理及仿真模擬分析程序計算時間t3等參數計算二級和三級預警級別下的預警距離d1和d2；步驟3：定位信號處理程序根據GPS/RFID組合定位裝置的GPS監測信號優選RFID測值并確定精確的設備距離；步驟4：實時監測設備距離，動態仿真和實時計算判斷設備運動情況及是否處于各預警距離內，發出必要的預警指令。通過本發明提供防碰撞預警方法，可實現對纜機塔機運行中碰撞的有效預警，極大避免設備碰撞事故的發生。

技術領域

本發明涉及水利水電施工機械碰撞預警領域，特別涉及一種基于GPS/RFID組合定位的纜機塔機防碰撞預警方法。

背景技術

在水利水電建設過程中，一般會較多的使用塔機、纜機等大型施工設備，它們具有覆蓋范圍廣和運行靈活的特點，但是這些設備通常在空間上是交錯布置的，工作區域很容易產生重疊，尤其是夜間、陰雨天以及霧霾天等能見度不高的天氣條件下，設備操控者受到距離、角度、現場光線以及人員疲勞等因素的影響，難以準確估計可能發生碰撞的設備之間的距離，從而很容易造成施工設備之間的碰撞。為了防止設備碰撞事故的發生，需要采取施工設備防碰撞措施來對施工設備的安全運行進行有效控制。

關于防碰撞預警的傳統方法是人為觀察和控制，這種方法受到觀測人員視線不好，操控人員反應不及時等人為疏忽致使設備發生碰撞的可能性較大。隨著技術發展，有的方法采用超聲波回波測距技術來測量運動物體與周圍障礙物之間的距離，首先通過發射機發射信號波，然后利用接收機收到目標發射波檢測是否有碰撞物或者其他運動物體及其距離，如果檢測到距離小于預設的安全距離就會報警，但是這一技術僅適用于位于同一平面且無旋轉運動的設備；除超聲波技術之外，還有將施工設備置于同一個坐標系內采用GPS定位技術來獲取各運動設備與其它運動設備或者障礙物之間的距離。該技術雖然彌補了超聲波技術的缺點但是GPS衛星信號容易受到氣象、環境等干擾，現場設備上的GPS裝置也易被遮擋造成信號弱、無信號的情況下將導致定位不準確甚至失效。

因此，進一步研究防碰撞預警方法，解決定位不精準難題并應用計算機仿真模擬技術實現纜機塔機運行的防碰撞預警具有重要意義。

發明內容

針對現有防碰撞預警方法中設備定位信號差，定位不夠精確和碰撞預警系統不完善的不足，本發明提出了一種定位更精確、且具有完善系統、能夠作出三級預警指令的基于GPS/RFID組合定位的纜機塔機防碰撞預警方法。

本發明采取的技術方案為：

一種基于GPS/RFID組合定位的纜機塔機防碰撞預警方法，包括以下步驟：

步驟1：在計算機仿真模擬分析程序中預設二級預警級別和三級預警級別對應的安全距離閾值D₁，D₂；

步驟2：根據實際施工使用的設備參數：纜機運行速度v₁，制動加速度a₁，塔機運行速度v₂，制動加速度a₂，現場測算纜機吊繩長度l，設備反應遲滯時間t₁，操作人員反應時間t₂，定位信號處理及仿真模擬分析程序計算時間t₃參數，計算出二級預警級別和三級預警級別下的預警距離d₁和d₂；

步驟3：初始化定位系統，定位信號處理程序根據GPS/RFID組合定位裝置的GPS信號強度，優選RFID觀測值并確定最終觀測距離；

步驟4：實時不間斷監測設備距離，動態仿真和實時計算判斷設備運動情況及是否處于各預警距離內，發出相應預警指令。