Cảnh báo va chạm cần cẩu, vì sao chỉ đo khoảng cách thì chưa đủ

Trong một bãi có cần cẩu hoạt động, thứ nguy hiểm nhất không phải bản thân chiếc cần cẩu. Đó là cái bán kính hiện ra rồi biến mất trên mặt đất trong lúc cần và vật nâng di chuyển. Bán kính ấy không nhìn thấy được, chỉ vài giây là đã dời chỗ, và người đang đứng bên trong nó rất khó tự phán đoán mình ở trong hay ở ngoài. Đó không phải loại công việc cho phép ngẩng đầu lên kiểm tra thong thả, và tiếng ồn khiến việc đoán bằng âm thanh cũng không ăn thua.

Vì vậy hiện trường bố trí người ra tín hiệu. Một con người thay cả tổ nhìn cái bán kính đó, dùng tay và bộ đàm để chặn người tiếp cận, và phán đoán của một người ra tín hiệu được huấn luyện thì nhanh hơn bất kỳ thiết bị nào. Vấn đề không nằm ở năng lực phán đoán mà ở tầm nhìn. Người ra tín hiệu chỉ có một, và mỗi lần chỉ nhìn được một nơi. Khi hàng xếp cao ba tầng thì ngay cả một nơi đó cũng chỉ còn một nửa.

Ở những hiện trường nhiều thiết bị như bến container, cấu trúc này càng rõ. Trong lúc một cần cẩu quay thì xe đầu kéo đi ngang bên cạnh, nhân lực nhà thầu phụ bước vào lối đi, và một thiết bị khác dùng chung tuyến di chuyển ở bay bên cạnh. Ba thứ đó cùng lọt vào tầm mắt của một con người là chuyện không xảy ra thường xuyên.

Hệ thống cảnh báo tiếp cận đi vào để lấp chỗ trống ấy. Chỉ có điều, chỗ phân định thành bại không phải phép tính khoảng cách. Phần đó kỹ thuật đã giải xong. Chỗ phân định nằm ở hai việc: lắp thiết bị định vị thế nào giữa một rừng kim loại, và để cho cảnh báo im lặng vào lúc nào. Hai việc này nghe như chuyện lắp đặt và chuyện cài đặt, nhưng cả hai đều được quyết trước khi ký hợp đồng chứ không phải sau khi thiết bị đã lên bãi.

I. Những chỗ người ra tín hiệu không nhìn tới

Các tình huống làm đứt tầm nhìn của người ra tín hiệu thường quy về ba nhóm.

Thứ nhất là hướng. Phần thân dưới cần cẩu, người lao động dưới mặt đất và xe đang tiến vào nằm ở ba hướng khác nhau. Trong lúc một người xoay mình thì hai hướng còn lại đang bỏ trống.

Thứ hai là che khuất. Chiều cao hàng xếp thay đổi theo mùa và theo sản lượng hàng qua bãi. Một bay tháng trước còn nhìn hết trong một cái liếc thì tháng này bị ba tầng hàng che mất. Vị trí người ra tín hiệu vẫn nguyên chỗ cũ, chỉ có phạm vi nhìn được là hẹp lại.

Thứ ba là khoảng trống. Giờ giao ca, vài phút di chuyển sang bay khác, quãng thời gian chờ bộ đàm trả lời, trong tất cả những lúc đó cái bán kính vẫn tiếp tục quay. Ba nhóm này không phải lỗi của một cá nhân nào, nên cũng không sửa được bằng cách nhắc nhở kỹ hơn trong buổi họp đầu ca.

Phân tích hình ảnh lấp khá tốt nhóm thứ nhất và nhóm thứ ba. Camera không giao ca và nhìn được nhiều hướng cùng lúc. Đó chính là chỗ mà phát hiện va chạm và vùng nguy hiểm bằng camera AI của ORBRO nhắm tới. Chỉ có điều hình ảnh mạnh trong phạm vi góc nhìn. Từ khoảnh khắc một người bước ra sau khối hàng xếp, cần có một trục khác.

Định vị theo vị trí chính là trục khác đó. Người mang thẻ thì dù đứng sau khối hàng vẫn còn lại tọa độ, và nếu phần thân dưới cần cẩu có gắn thẻ thì khoảng cách giữa hai tọa độ được tính ra mà không phụ thuộc vào tầm nhìn của ai cả. Hai trục này không thay thế nhau. Camera trả lời câu hỏi chuyện gì đang diễn ra, còn tọa độ trả lời câu hỏi ai đang ở trong bán kính, và một hiện trường có cần cẩu thì cần cả hai câu trả lời.

II. Đặt anchor ở đâu giữa một rừng kim loại

Nơi có cần cẩu thì không có ngoại lệ, đều là nơi nhiều kim loại. Kết cấu cần trục giàn, thép tấm, container và xe đầu kéo đều phản xạ tín hiệu. Mang nguyên một bản vẽ lắp đặt vẽ theo tiêu chuẩn văn phòng trong nhà ra ngoài đó thì lệch ngay từ ngày đầu.

Anchor mà ORBRO dùng cho những hiện trường như vậy là TwinTracker UWB. Độ chính xác ở mức ±10cm theo điều kiện trong nhà thoáng, không có vật cản. Tuy nhiên ở một bãi có phản xạ kim loại nặng, chúng tôi không hứa nguyên con số đó. Chúng tôi đo thực tế tại hiện trường rồi mới chốt. Trình tự này quyết định chất lượng lắp đặt.

1. Lắp tránh kết cấu cần trục giàn

Chỗ trông cao nhất và chắc nhất chính là kết cấu của cần trục giàn. Nhưng đó lại là chỗ tín hiệu bị phản xạ nhiều nhất, đồng thời là chỗ mà bản thân kết cấu cũng di chuyển. Anchor được bố trí tránh cần trục giàn và đưa về phía các kết cấu cố định. Cột đèn chiếu sáng bãi, tường nhà xưởng và khung mái của khu vực làm hàng thường là những chỗ được xem trước tiên.

2. Lấy trạng thái nhiều hàng nhất làm chuẩn

Vị trí lắp chọn trong một bãi trống sẽ sụp đổ vào mùa cao điểm. Việc đo thực tế được tiến hành khi bãi đã đầy hàng, và số lượng cùng vị trí anchor được chốt theo điều kiện phản xạ của đúng trạng thái đó. Nếu chỉ có thể đo lúc bãi vơi, ít nhất cũng nên ghi lại chiều cao xếp hàng ở thời điểm đo để lần chỉnh sau có mốc so sánh.

3. Bảo đảm độ mở của cách bố trí anchor

Nếu anchor dồn về cùng một hướng thì tọa độ sẽ trôi theo một trục nhất định. Độ mở của cách bố trí làm thay đổi độ chính xác nhiều hơn là số lượng anchor. Thêm thiết bị vào cùng một hướng thường tốn tiền mà không đổi được kết quả. Nguyên lý này đã được bàn kỹ trong bài Bố trí anchor và độ chính xác định vị.

4. Gắn không khoan, và dời được khi mặt bằng đổi

TwinTracker UWB gắn bằng nam châm và kẹp. Không phải khoan lỗ lên kết cấu nên thủ tục phê duyệt của bộ phận thiết bị ngắn lại, và khi cách xếp hàng trong bãi thay đổi thì tháo chính thiết bị đó ra lắp sang chỗ khác. Ở một bãi mà bố cục đổi theo từng năm, điều kiện này có sức nặng hơn cả chi phí lắp đặt.

Hạng mục quyết định khi lắp đặt	Trong nhà, thoáng, không vật cản	Bãi nhiều kết cấu kim loại
Chuẩn độ chính xác	Mức ±10cm	Chốt sau khi đo thực tế
Vị trí anchor	Chia đều theo bản vẽ	Kết cấu cố định, tránh cần trục giàn
Trạng thái làm chuẩn	Luôn như nhau	Trạng thái bãi xếp đầy nhất
Cách gắn	Bắt bằng giá đỡ	Nam châm và kẹp, không khoan
Thời điểm chỉnh lại	Khi đổi bố cục mặt bằng	Khi đổi cách xếp hàng trong bãi

III. Thiết kế để cảnh báo còn sống

Trong cảnh báo tiếp cận, thất bại chỉ có một hình dạng. Đó là trạng thái kêu nhiều đến mức không ai còn nghe nữa. Gốc rễ của nó nằm ở cách ra phán định. Nếu chỉ phán định bằng mỗi khoảng cách thì về mặt cấu trúc rất khó tránh. Chỉ đặt duy nhất một quy tắc kiểu "có người vào trong bán kính 5m thì cảnh báo" thì hệ thống sẽ kêu cả khi cần cẩu đang đứng yên, kêu cả với người đi qua đúng lối đi được chỉ định, và kêu với chính người ra tín hiệu vừa bước vào để quản lý cái bán kính đó. Khoảng cách là giá trị cần cho phán định, nhưng chỉ mình khoảng cách thì phán định chưa hoàn chỉnh.

Vì vậy điều kiện phán định được chia nhỏ ra.

1. Chia theo khu vực

Cùng là 5m nhưng bên trong bán kính làm hàng và lối đi được chỉ định có tính chất khác nhau. Nếu chia bãi thành khu làm việc, khu đi lại và khu chờ thì những lượt di chuyển đi qua lối đi sẽ rơi ra khỏi đối tượng cảnh báo.

2. Chia theo loại thiết bị

Việc đi vào vùng nguy hiểm được phát hiện riêng theo từng loại phương tiện. Xe đầu kéo trong bãi đi vào bán kính làm hàng là công việc bình thường, còn xe con đi vào đúng chỗ đó là tình huống ngoại lệ.

3. Xem cùng lúc hướng tiếp cận và trạng thái thiết bị

Quỹ đạo lướt qua rìa bán kính và quỹ đạo hướng thẳng vào tâm được xử lý khác nhau. Cần cẩu đang dừng hay đang quay cũng được đưa vào điều kiện. Thêm hai thứ này vào thì số lượt cảnh báo giảm xuống trong khi những tình huống thật sự phải kêu thì vẫn còn nguyên.

4. Chia tầng cho cảnh báo

Cần phân biệt tầng chỉ hiển thị trên màn hình giám sát, tầng báo cho chính người trong cuộc bằng còi tại hiện trường và rung của thẻ, và tầng mà quy trình ứng phó tự động chạy khi có sự cố. Khi các tầng đã tách bạch, người ta sẽ tin vào cảnh báo ở tầng cao nhất. Ngược lại, nếu mọi sự kiện đều phát ra cùng một âm thanh thì tầng cao nhất mất luôn ý nghĩa.

Phán định chỉ trọn vẹn khi cả nhân lực nhà thầu phụ làm việc bên trong bãi cũng nằm trên cùng một màn hình. Nếu còn người không được hiển thị thì hướng đó lại quay về chỗ chỉ trông cậy vào mắt của người ra tín hiệu.

IV. Điều thay đổi khi cảnh báo được lưu thành hồ sơ

Thiết kế cảnh báo cho tốt thì có thêm một sản phẩm nữa. Ai, lúc nào, ở đâu, đã tới gần thiết bị nào và gần đến mức nào, tất cả được lưu lại, và hồ sơ này lại có ích cho người phụ trách vận hành trước cả người phụ trách an toàn.

Bản đồ nhiệt phủ hồ sơ đó lên mặt bằng bãi, và phòng điều hành với hiện trường cùng nhìn một màn hình. Xếp chồng dữ liệu của một tháng thì rất hay gặp trường hợp cảnh báo dồn vào đúng một góc của một bay, và thường đó là chỗ lối đi hẹp hoặc thứ tự xếp hàng bị rối. Cách giảm cảnh báo tận gốc không nằm ở việc nới lỏng ngưỡng mà nằm ở việc sửa tuyến di chuyển của cái góc đó. Một lần vẽ lại lối đi hoặc đổi thứ tự xếp hàng có thể xóa hẳn một cụm cảnh báo mà không cần chạm vào phần mềm.

Tổng hợp thời gian hoạt động của cần cẩu ra từ chính bộ dữ liệu ấy. Thời gian thiết bị thực sự chuyển động, thời gian chờ, thời gian dừng để bảo dưỡng được tích lũy tự động. Một hệ thống được duyệt bằng ngân sách an toàn mà đưa ra kèm cả chỉ số vận hành thiết bị thì cuộc thảo luận ngân sách năm sau sẽ mang tính chất khác. Người phụ trách vận hành có thêm một nguồn số liệu không phải nhập tay, còn người phụ trách an toàn có thêm một người cùng bảo vệ hạng mục đó.

Ở ORBRO, những hồ sơ này gom về một màn hình ORBRO OS. Tọa độ, lịch sử cảnh báo, thiết lập khu vực và bản đồ nhiệt nằm cùng một chỗ, và nếu phủ thêm sự kiện hình ảnh của AI Event Manager thì người dùng xem được ngay khung hình của đúng thời điểm cảnh báo kêu. Cách vận hành ở những hiện trường mà hạ tầng thay đổi liên tục, chúng tôi cũng đã bàn theo cùng mạch trong bài Quản lý an toàn công trường xây dựng.

V. Những điểm cần cân nhắc khi triển khai

Xin liệt kê theo thứ tự những hạng mục quyết định tiến độ và mức hài lòng.

1. Khớp lần đo thực tế vào mùa bãi nhiều hàng nhất. Đo vào mùa thấp điểm thì khả năng phải làm lại rất cao. Nếu lịch không cho phép, hãy đưa sẵn lịch chỉnh lại vào phạm vi hợp đồng.
2. Định trước ai mang thẻ và mang ở đâu. Gắn lên mũ bảo hộ hay lên áo phản quang, cấp và thu hồi cho nhân lực nhà thầu phụ ra sao, những việc đó phải thành quy tắc vận hành thì mới qua được tháng đầu tiên.
3. Coi ngưỡng là đối tượng để chỉnh chứ không phải giá trị cài đặt ban đầu. Hãy giành sẵn từ đầu một lịch mở lại lịch sử cảnh báo sau hai đến bốn tuần vận hành để đặt lại ngưỡng theo từng khu vực.
4. Kiểm tra nguồn điện và đường truyền của anchor. Gắn không khoan giúp cởi bỏ ràng buộc về cách cố định, nhưng đưa nguồn tới là hạng mục riêng. Vị trí cột đèn chiếu sáng bãi và tủ điện sẵn có nên được xem cùng ngay ở bước đo thực tế.
5. Bắt đầu từ một bay rồi mở ra cả bãi. Mài ngưỡng và quy tắc khu vực ở đúng cái bay cần cảnh báo nhất, rồi nhân bản ra, cách đó nhanh hơn. Bay đầu tiên cũng là nơi để thống nhất ai nhận cảnh báo và trong bao lâu thì phải phản hồi, vì phần này khó sửa hơn phần thiết bị.

Kết luận

Cảnh báo tiếp cận cần cẩu không phải hệ thống nhằm thay thế người ra tín hiệu. Nó là lớp trông chừng những hướng còn lại trong lúc người ra tín hiệu đang nhìn một hướng, và ghi lại bằng tọa độ những gì diễn ra phía sau khối hàng xếp.

ORBRO tự làm trong một bàn tay từ anchor và thẻ TwinTracker UWB cho tới màn hình giám sát ORBRO OS. Từ việc chốt vị trí anchor bằng đo thực tế, sang thiết kế quy tắc cảnh báo, cho tới việc thu về bản đồ nhiệt và số liệu hoạt động, tất cả nối liền trong cùng một hệ thống. Khi cần sự kiện hình ảnh, AI Event Manager được đặt thêm lên cùng màn hình đó.

Tùy điều kiện xếp hàng và cơ cấu thiết bị, cách bố trí anchor và quy tắc cảnh báo sẽ khác nhau. Xin mời quý vị xem cấu hình và các sản phẩm đi kèm tại trang Giải pháp an toàn thiết bị nâng, và nếu gửi cho chúng tôi mặt bằng bãi cùng danh mục thiết bị, chúng tôi sẽ cùng xem xét phạm vi đo thực tế và tiến độ triển khai.