起重機安全監控管理系統主要有數據監控（管理儲存）和視頻監控（作業吊裝區域實時監控）兩大部分組成，主要的功能有記錄工作數據、保證作業安全、調取分析能效等，按照國標要求大型起重機械需要安裝安全監控管理系統，其不僅提升吊裝工作的安全等級，還可以管理機械壽命和維護設備，全面掌控工作效能。

文中通過分析一起造船門式起重機事故，介紹起重機安全監控管理系統提高分析事故原因的效率和準確率的作用。

起重機械作為吊運物料的重要工具，在工業生產中的應用日趨廣泛，隨著科技和經濟的日益發展，逐步朝著大型化、自動化發展，其數量也逐漸增多。起重機械具有較大危險性，因此被列入特種設備來進行監管。據統計，起重機械事故率一直位于八大類特種設備之首，如何保障起重機械運行安全、降低起重機械事故率是我國特種設備監管重點。

國務院于 2010 年在《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》中，明確要求大型起重機械要安裝安全監控管理系統，從此拉開大型起重機械安裝安全監控管理系統的序幕。起重機械安裝安全監控管理系統除了可以保障起重機械運行時的安全，還能記錄存儲起重機械運行參數和安全狀態，在起重機械發生事故后，運行參數和安全狀態可回放、可追溯，有助于準確快速分析事故原因，有針對性地采取相應的預防和改進措施，避免和減少起重機械事故的發生。

根據國家標準 GB/T 28264-2017《起重機械安全監控管理系統》的定義，安全監控管理系統是指對起重機械工作過程進行監控，能夠對重要運行參數和安全狀態進行記錄并管理的系統。一個完整的安全監控管理系統包括信息采集單元、信息處理單元、信息存儲單元、信息顯示單元、控制輸出單元、信息輸出接口單元等。造船門式起重機安全監控管理系統監控的內容有：（1）運行參數：起重量、起升高度、運行行程、大車運行偏斜、風速、操作指令、工作時間、累計工作時間、工作循環。（2）安全狀態：起升機構制動器的開閉、抗風防滑、門聯鎖保護、機構之間的運行聯鎖保護、同一或不同一軌道運行機構安全信號、供電電纜卷筒、超速保護。（3）視頻監視點：吊點、行走區域。

從 2010 年開始，大型起重機械安裝安全監控管理系統的工作一直在逐步推進，特種設備安全技術規范 TSG Q7016-2016《起重機械安裝改造重大修理監督檢驗規則》，明確了安裝安全監控管理系統的大型起重機械的目錄，并要求自 2016 年 7 月 1 日起，所有新制造的大型起重機械必須安裝安全監控管理系統。特種設備安全技術規范 TSGQ7015-2016《起重機械定期檢驗規則》要求，在用的大型起重機械在 2018 年 1 月 1 日之后的第一個定期檢驗日期之前，必須安裝安全監控管理系統。 截至 2019 年 12 月 31 日，在目錄中的大型起重機械應全部完成安全監控管理系統的安裝。

根據安全技術規范的要求，造船門式起重機無論其參數大小，全部都需安裝安全監控管理系統。就目前的造船門式起重機而言，有的在出廠時就已安裝安全監控管理系統，有的則是在投入使用后加裝安全監控管理系統。

2019 年 10 月 12 日，某造船廠發生一起造船門式起重機下小車主鉤溜鉤事故，所幸起升高度較小，未造成較大損失和人員傷亡。經現場初步勘查，事故發生后，船體分段單邊著地，下小車主鉤落于地面，鋼絲繩完全松馳。上小車雙主鉤吊住船體分段另一邊，懸在空中。上小車雙主鉤的傳動系統未見異常，制動器未見異常。下小車主鉤的傳動系統出現問題，高速軸在減速箱和制動器間斷裂，制動器脫離安裝位置，完全解體（見圖 1 ），制動輪四分五裂。高速軸斷裂處呈彎曲狀態（見圖 2 ），位于下小車主鉤制動器旁邊的急停開關被物體撞擊破損。下小車主鉤的傳動系統示意圖見圖 3 。

發生事故的起重機為造船門式起重機，型號規格為：MU300(2×100+150/20)-72A5，額定起重量為 300t，采用 PLC 控制，起升機構和運行機構全部采用變頻電機驅動。有上、下 2 個運行小車，上小車有 2 個主鉤，其額定起重量分別為 100t；下小車有 1 個主鉤和 1 個副鉤，主鉤額定起重量為150t，副鉤額定起重量為 20t，主鉤裝有 1 個工作制動器，為盤式制動器。發生事故前，操作人員利用該造船門式起重機上小車的 2 個主鉤和下小車的1 個主鉤聯合抬吊船體分段。

該造船門式起重機投入使用的時間是 2012 年 1 月，于 2017 年 12 月加裝了安全監控管理系統。為更好地分析事故發生經過和原因，調取了事故發生時間段的有關監控內容，并對有關內容進行轉化、分析。與下小車主鉤有關的部分監控內容見表 1，與上小車主鉤有關的部分監控內容見表 2。上小車雙鉤均未出現異?，F象，因此，表 2 的內容可作為參考對比之用。表中僅顯示與事故有關的部分內容，由于零位整定關系，下小車主鉤和上小車主鉤起升高度是各自的相對值，非絕對值。原監控內容的時間可顯示到微秒，但由于篇幅關系，本表簡化顯示到秒。表 1 序號 4，操作指令在 0 檔時，制動器處于打開狀態；表 1 序號 5，操作指令在下降 1 檔時，制動器處于閉合狀態，這是因為制動器狀態是通過驗證制動臂的機械動作狀態而得的，因此有適當的延時。表 2 序號 4、序號 5 也有同樣現象，這說明 PLC 控制邏輯和制動器動作是正確的。

表 1 序號 3 的 785.78m 是下小車主鉤的最大高度值，隨后，下小車主鉤起升高度值逐漸變小。表 1 序號 9 下小車急停開關斷開，說明此時急停開關已被物體撞擊導致動作，從而也表明制動器是在此時損壞的。表 1 序號 9，在下降 3 檔時，制動器狀態信號閉合，有兩個因素可導致制動器狀態信號閉合：一是由于下小車急停開關斷開，導致制動器閉合；二是由于制動器已破損，制動器狀態驗證開關恢復到常開狀態。表 1 序號 11，下小車主鉤起重量顯示 0t，說明此時下小車主鉤吊點側的船體分段已完全著地。從表 1 下小車主鉤起重量和表 2 上小車 2 鉤總起重量可知，起重機未超載。

       由表 1 監控內容的分析可初步還原事故的大致發生過程：2019 年 10 月 12 日，14 點 07 分 15 秒前，下小車主鉤運行未見異?，F象；14 點 07 分 15 秒，下小車主鉤由上升 2 檔切換到零位檔，制動器處于打開狀態，下小車主鉤開始下滑；14 點 07 分 18 秒，下小車主鉤下滑過程中，制動器抱閘，但主鉤還是繼續下滑；14 點 07 分 22 秒，下小車急停開關被制動器零件碎片擊中動作，下小車主鉤繼續下滑；14 點 07 分 23 秒，操作人員操作手柄，回到零位，但由于此時制動器損壞，高速軸斷裂，下小車主鉤不受電機和制動器約束，繼續下滑；14 點 07 分 25秒，船體分段單邊完全落地。監控視頻完整記錄了船體分段的運行過程，經比對，監控視頻中的事故發生過程與上述分析過程完全一致。

在本次事故中，上小車主鉤運行正常，下小車主鉤運行出現異?，F象，上小車主鉤和下小車主鉤運行方向對比情況見表 3。由表 3 可知，在 14 點 07 分 15 秒至 14 點 07 分 19 秒間，下小車和上小車的運行方向相反，說明從 14 點 07 分 15 秒開始，下小車主鉤的運行出現異常。上小車主鉤的運行方向與操作指令一致，說明 PLC 控制邏輯是正確的。

對變頻器的參數設置作檢查與分析，發現變頻器的參數設置存在可能引起事故的隱患，如變頻器參數中制動應答確認采用的是內部應答、變頻器參數采用的運行啟動轉矩為 0%、電機停止后的勵磁保持時間設置為 0 秒等。

由以上分析可得出產生溜鉤的可能原因：下小車主鉤由上升 2 檔切換到零位檔時，制動器處于打開狀態，沒有制動力矩。由于變頻器參數設置引起偶發故障，導致電動機輸出力矩小于下小車主鉤載荷產生的力矩，下小車主鉤在載荷重力作用下產生下滑。

由以上分析可得出制動器損壞的可能原因：在下小車主鉤下滑過程中，制動器抱閘，由于此時下滑速度較快，載荷較大，且制動器制動片施加給制動輪的抱閘力不均衡，不均衡的抱閘力對旋轉的制動輪產生彎矩和沖擊。制動輪受彎矩和動載荷沖擊作用，導致破裂。破裂的制動輪碎塊在離心力作用下，四處亂飛。

由以上分析可得出高速軸斷裂的可能原因：從高速軸的斷口和外形分析可知，高速軸主要是受彎矩作用產生斷裂。制動器制動片對制動輪產生彎矩作用的同時，制動輪對高速軸也產生了彎矩作用。由于此時高速軸還處于高速旋轉狀態，受動載沖擊作用，處于旋轉狀態的高速軸在制動輪彎矩作用下產生瞬間斷裂。

基礎建設的大利大發展和高速發展對起重機械的工作安全需求越來越高。通過對實例事故分析可知起重機安全監控管理系統可以大大降低作業風險，同時作業數據可供維保人員快速分析故障以及維護。安全監控管理系統的使用已經從需求到必須，由此作為一線施工人員必須提高安全作業意識，充分了解并切實使用起重機安全監控管理系統。