Повышение безопасности строительных машин на основе автоматизированного распознавания препятствий и опасных зон

Аннотация

Показатели производственного травматизма в 2024 году вернулись к росту: число зарегистрированных несчастных случаев достигло 33 774 при коэффициенте частоты 0,69, а воздействие движущихся предметов и деталей вместе с транспортными происшествиями заняло свыше трети происшествий с тяжёлыми последствиями. Действующие требования к обзорности землеройных машин нормируют локальные размеры затенений и оставляют ненормированной суммарную долю пространства, не контролируемого оператором, из-за чего формально соответствующие стандарту машины различаются по фактическому охвату почти на треть. Цель работы – установить количественную связь между параметрами системы автоматизированного распознавания препятствий и остаточной вероятностью контакта работника с движущейся машиной. Выполнено геометрическое моделирование секторов затенения по схеме контрольного круга видимости радиусом 12 м, аддитивное разложение дистанции гарантированного срабатывания и имитационное моделирование на 20 000 реализаций для гусеничного экскаватора, фронтального погрузчика и автогрейдера при четырёх вариантах оснащения. Базовые конфигурации оставляют вне контроля от 23,17 до 30,07% площади контрольного круга; система кругового обзора сокращает показатель до 4,28-4,83%, комбинированная система с радиолокационным каналом – до 1,60-1,88%. Остаточная доля контактов снижается с 0,1840 до 0,0871 и 0,0820 соответственно, что отвечает сокращению риска на 52,7 и 55,4%. В структуре требуемой дистанции срабатывания при 9 км/ч на реакцию оператора приходится 51,6%, на латентность вычислительного тракта – 7,2%. Полученное распределение показывает, что предел эффективности системы задаётся геометрией покрытия и временем реакции решающего звена, тогда как быстродействие детектора влияет на результат примерно втрое слабее. После сокращения неконтролируемой доли приблизительно до 5% дальнейшее расширение сенсорного оснащения даёт убывающую отдачу, и остаточный риск концентрируется на классе работников в согнутой позе и на верхнем диапазоне рабочих скоростей.