山东滨州架桥机厂家 北斗精确定位 智能防撞护航——轮轨式架桥机安全作业核心系统研究
作者:河南省路港起重机集团有限公司 发布时间: 2025-12-19
轮轨式架桥机在桥隧衔接、邻近营业线、复杂地形等场景作业时，需精准完成过孔行走、梁体对位、跨空吊装等动作，传统定位依赖人工观测与单一传感器，存在定位精度低、响应滞后等问题，且易与桥墩、管线、运梁车等发生碰撞风险，严重威胁施工安全。基于北斗/GNSS的高精度定位与防碰撞系统，通过卫星定位与多源传感融合技术，构建“精准定位-实时感知-智能预警-应急处置”的闭环体系，可实现作业全程的位置可控与风险预判，为架桥机复杂工况作业筑牢安全防线。
高精度定位系统是核心基础，依托北斗/GNSS多模融合技术实现亚厘米级位置管控。系统采用“基准站+移动站”的差分定位架构，在施工区域周边布设固定基准站，实时接收北斗多卫星信号并生成差分改正数据，通过5G网络传输至架桥机上的移动站接收机。移动站融合北斗BDS2/BDS3全星座信号与IMU惯性测量单元数据，通过多源数据融合算法消除遮挡、电磁干扰等环境因素影响，实现动态作业下平面精度±2厘米、高程精度±3厘米的定位效果。针对隧道口、高墩等卫星信号薄弱区域，增设激光雷达辅助定位，形成“北斗为主、激光补盲”的混合定位模式，确保定位连续性。同时，系统集成施工线路电子地图，提前录入桥墩位置、梁体尺寸等参数，实时生成作业路径并动态更新位置偏差，为精准对位提供数据支撑。
智能防碰撞系统通过多维度感知与分级预警实现风险防控。在架桥机主梁、支腿、吊梁小车等关键部位部署毫米波雷达、激光雷达与高清摄像头，构建360°无死角感知网络，可精准识别20米范围内的桥墩、管线、人员、运梁车等障碍物，并实时计算相对距离与运动轨迹。基于定位数据与感知信息，系统构建动态安全防护圈，根据作业场景预设多级安全阈值：当障碍物进入预警区域时，触发声光报警并推送规避路径；进入危险区域时，自动降低设备运行速度；若距离持续缩小至紧急阈值，立即联动控制系统实现停机锁定，响应时间仅需0.2秒。针对多设备协同作业场景，系统支持架桥机与运梁车、塔吊等设备的位置信息互通，通过动态轨迹规划避免交叉作业碰撞，尤其适用于狭小场地的集群作业管控。
协同控制与全周期保障机制进一步提升系统可靠性。系统搭载PLC中央控制器，实现定位、感知、预警、控制等模块的毫秒级协同，可根据作业阶段自动切换定位精度与防护策略，如梁体对位时提升定位精度，过孔行走时扩大防护范围。在数据安全层面，建立定位与碰撞监测数字化档案，实时记录位置数据、预警信息、处置日志等，为施工追溯与工艺优化提供支撑。运维保障上，定期对基准站、传感器、接收机等设备进行校准，确保信号接收稳定性；针对极端天气，优化定位算法与感知参数，提升系统环境适应性。此外，配备手动应急操控模式，在突发故障时可切换人工干预，保障作业灵活性。
该系统已在珠肇高铁、雄忻高铁等重大工程中成功应用，在珠肇高铁桥隧衔接段施工中，实现隧道内外定位无缝切换，梁体对位误差控制在5毫米以内；雄忻高铁邻近营业线架梁作业中，通过智能防碰撞系统有效规避了与既有线路设施的碰撞风险，作业效率提升30%以上。实践表明，系统可显著降低人工依赖，提升复杂工况下的作业安全性与精准度。未来，随着数字孪生技术的深度融合，可实现作业过程的三维可视化仿真与风险预判，结合AI算法优化路径规划，进一步推动架桥机作业向全流程智能化、无人化方向升级。