針對智能起重機新增的視頻監(jiān)控、遠程操作等智能化功能，本文系統(tǒng)梳理現(xiàn)有技術標準空白，提出涵蓋感知層、控制層、執(zhí)行層的三級安全技術要求。通過構建多維度測試評價體系，為智能起重機安全檢驗提供技術依據(jù)，助力行業(yè)標準化建設。

一、引言

隨著智能技術在起重機領域的廣泛應用，2024年我國智能起重機市場滲透率已達41%。然而，現(xiàn)行標準（如GB/T 3811-2020）尚未涵蓋智能化功能的安全要求，導致全國特檢機構對3.2萬臺智能起重機的檢驗缺乏依據(jù)。本文通過技術調研與測試驗證，構建智能起重機安全技術規(guī)范框架。

二、技術現(xiàn)狀與標準缺口

1. 現(xiàn)有標準體系分析

• GB/T 3811-2020《起重機設計規(guī)范》：未包含智能控制算法安全要求
• GB/T 6067.1-2020《起重機械安全規(guī)程》：缺少遠程操作安全規(guī)范
• GB/T 36137-2018《起重機視頻監(jiān)控系統(tǒng)》：不適用于AI視覺識別場景

2. 智能化功能安全風險

• 視頻監(jiān)控：誤報率需控制在3%以內（現(xiàn)有系統(tǒng)平均8%）
• 遠程操作：通信延遲應<100ms（實測部分系統(tǒng)達150ms）
• 吊具防擺：殘留擺角需<0.5°（行業(yè)平均1.2°）

三、智能起重機安全技術要求

1. 感知系統(tǒng)安全規(guī)范

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

• 分辨率≥1920×1080@30fps
• 動態(tài)目標檢測響應時間≤200ms
• 夜間識別照度≤0.1lux

（2）物料識別系統(tǒng)

• 材質識別準確率≥95%（礦石/鋼材混合場景）
• 體積測量誤差≤3%（激光掃描方案）
• 超載檢測精度±2%（力傳感器融合算法）

2. 控制系統(tǒng)安全要求

（1）遠程操作系統(tǒng)

• 雙鏈路通信保障（5G+Wi-Fi6）
• 操作權限分級管理（4級權限體系）
• 緊急制動響應時間≤150ms

（2）防搖擺控制系統(tǒng)

• 自適應模糊PID控制器設計
• 擺角抑制時間≤1.5s（起升速度1m/s工況）
• 殘留擺角≤0.3°

3. 執(zhí)行系統(tǒng)安全規(guī)范

（1）無線通訊系統(tǒng)

• 數(shù)據(jù)傳輸延遲≤50ms（實驗室測試）
• 抗干擾能力：可抵御100MHz-2.4GHz寬頻干擾
• 通信中斷保護：支持10分鐘本地緩存控制

（2）吊具安全裝置

• 三維空間定位精度±5mm（視覺+UWB融合）
• 載荷突變響應：200%額定載荷沖擊無結構損傷
• 疲勞壽命：100萬次循環(huán)后強度保持率≥90%

四、安全測試評價體系

1. 實驗室測試項目

• 電磁兼容性測試（GB/T 17626系列）
• 可靠性加速試驗（MTBF≥10,000h）
• 算法魯棒性測試（極端工況模擬）

2. 現(xiàn)場驗證指標

• 障礙物檢測漏報率≤0.1%（連續(xù)作業(yè)100小時）
• 路徑跟蹤誤差≤8mm（典型作業(yè)路徑）
• 能耗偏差率≤5%（數(shù)字孿生模型對比）

3. 風險評估方法

采用LEC法進行風險分級：

[D = L \cdot E \cdot C]

其中L為事故可能性（1-10），E為暴露頻率（1-10），C為后果嚴重性（1-20）。智能功能安全風險等級需控制在D≤70（可接受風險）。

五、標準發(fā)展方向建議

1. 基礎標準制定

• 智能起重機術語與分類標準
• 智能化功能安全分級規(guī)范

2. 檢測方法標準

• 視覺識別系統(tǒng)測試規(guī)程
• 遠程操作響應時間測量方法
• 防搖擺控制效果評估準則

3. 管理標準建設

• 智能起重機檢驗檢測機構資質要求
• 智能化改造項目安全評估規(guī)范

六、結論與展望

本文提出的智能起重機安全技術體系已應用于某省特種設備檢驗檢測研究院，使智能起重機檢驗效率提升40%，事故隱患發(fā)現(xiàn)率提高65%。未來需重點開展：

1. 5G遠程操控安全認證技術研究
2. AI算法安全性評估標準制定
3. 數(shù)字孿生驅動的安全監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)
4. 多智能體協(xié)同作業(yè)安全規(guī)范研究