在现代建筑施工中，塔式起重机（塔机）作为关键起重设备，其安全运行至关重要。它直接关系到施工现场人员的生命安全、工程进度以及周边环境的安全。
塔机数字孪生平台是融合了传感器技术、物联网、数字孪生、大数据处理和云计算等先进技术的智能化系统。它通过对塔机的全面数字化模拟，在虚拟空间中创建与真实塔机完全对应的数字模型，实现了对塔机运行状态的实时监控、分析和预测。无论是塔机的位姿、高度、塔身形态，还是各项关键参数、健康状况、受力情况等，都能在数字孪生平台上精准呈现，为塔机安全管理提供决策支持。
1. 塔机数字孪生平台功能
塔机数字孪生平台功能主要包含：塔机虚实映射、塔机参数配置、塔机健康数据展示、塔机受力情况、塔机实时状态、塔机报警管理。
1.1 塔机虚实映射
塔机虚实映射主要涵盖塔机位姿同步、塔机高度映射、塔身形态变化等3部分。
1.1.1 塔机位姿同步
精准同步塔机的实际位置和姿态，确保在数字孪生模型中与实际塔机状态完全一致，为管理人员提供直观的可视化参考。
1.1.2 塔机高度映射
实时反映塔机的高度变化，无论是在上升还是下降过程中，都能准确呈现，便于对不同高度下的塔机作业进行安全评估。
1.1.3 塔身形态变化
随着塔机的作业过程，塔身会发生一定的形态变化，塔机数字孪生平台能够实时监测并呈现这些变化，及时发现可能因外力或其他因素导致的塔身变形，提前预警潜在风险。
1.2 塔机参数配置
用户可以根据实际需求，通过简单的配置操作，提供塔机的初始数据。这些数据将作为运算条件传递给算法平台，为塔机的关键数据配置提供基础，确保塔机的各项参数符合施工要求，实现精准作业。
1.3 塔机健康数据展示
结合物联网平台及算法平台传输的健康数据实现关键点位健康数据的显示。塔机健康数据主要涵盖塔机实时健康数据、历史健康数据对比、塔机健康值云图。
1.3.1 塔机实时健康数据
对塔机的关键点位进行实时数据监控，结合物联网平台及算法平台传输的健康数据，显示点位的受力偏移值等关键信息。通过对这些数据的分析，能够及时了解塔机各个关键部位的健康状况，为安全作业提供有力保障。
1.3.2 历史健康数据对比
利用塔机数字孪生平台可以对塔机的历史健康数据进行查询和对比分析。通过对比不同时间段的健康数据，发现潜在的趋势和问题，为设备维护和管理提供科学依据。
1.3.3 塔机健康值云图
塔机数字孪生平台以直观的云图形式展示塔机关键点位的健康数据，包括位置、高度、角度、受力、健康值等信息。云图的颜色变化能够清晰地反映出各个点位的健康状况，让用户快速识别健康异常的点位，以便采取针对性的措施。
1.4 塔机受力情况
塔机受力情况主要涵盖关键点位受力偏移值、历史偏移值对比、受力偏移值云图等3部分。
1.4.1 关键点位受力偏移值
对塔机的关键点位进行受力偏移值数据监控，根据点位的传感器信息和算法平台，准确显示关键点位的受力情况。这有助于及时发现受力异常的点位，预防因受力过大导致的设备损坏和安全事故。
1.4.2 历史偏移值对比
与健康数据类似，塔机数字孪生平台支持对塔机受力偏移值的历史数据进行对比分析。通过对比不同作业阶段的受力偏移值，可以判断塔机的受力变化是否正常，为设备的优化和调整提供参考。
1.4.3 受力偏移值云图
根据塔机各受力节点的方向数据，分析塔机的受力情况，并将受力分析数据传递给健康监测系统。通过云图叠加的方式，实时监控塔机的受力程度，让用户直观地了解塔机的受力分布，便于合理安排吊装作业。
1.5 塔机实时状态
对塔机的各个运行参数进行监控，包括起升高度、回转角度、变幅幅度、起重量等。根据点位的传感器信息结合物联网平台及算法平台数据，实时展示塔机的各项状态参数。同时，对塔机状态数据进行统计分析，为设备管理和施工决策提供数据支持。
1.6 报警管理
塔机数字孪生平台的报警管理模块，实时推送塔机报警信息和处理情况，通过图形化方式，统计塔机作业中出现的报警情况，对报警数据进行分类统计，并可以查看历史报警趋势和报警记录。此外，还可以根据物联网或算法平台传递的塔机各监控点位健康参数，结合塔机健康状态判断规则，对塔机健康值异常产生的报警数据进行点位映射及变色提示，并映射至三维场景的点位中。
报警统管理主要涵盖报警分类统计、实时报警项、历史报警记录。
1.6.1 报警分类统计
对塔机作业中出现的报警情况进行分类统计，如超载报警、限位报警、风速报警等。通过图形化方式展示报警分类统计结果，使管理人员能够快速了解各类报警的发生频率和严重程度。
1.6.2 实时报警项
实时推送塔机报警信息和处理情况，确保管理人员能够及时掌握塔机的异常情况。当监测到异常情况或参数超过预设阈值时，立即通知相关人员，以便及时采取应对措施。
1.6.3 历史报警记录
实时推送塔机报警信息和处理情况，确保管理人员能够及时掌握塔机的异常情况。当监测到异常情况或参数超过预设阈值时，立即通知相关人员，以便及时采取应对措施。
2. 塔机数字孪生平台应用价值
2.1 提升作业安全性
塔机数字孪生平台的首要目标是通过实时监测塔机的关键运行参数和状态信息，及时发现潜在安全隐患，预防安全事故的发生。系统能准确识别各个点位的受力偏离情况，及时预警，确保塔机始终在安全范围内作业。例如，当塔机的起重量超过额定载荷时，系统会立即发出超载报警，提醒操作人员停止作业，避免因超载导致的塔机倾覆等安全事故。同时，通过对塔身形态变化的监测，能够及时发现塔身的变形情况，提前采取加固措施，保障施工人员的生命安全。
2.2 远程监控与实时预警
管理人员能够在远离施工现场的地方实时获取塔机的工作状态数据，实现对塔机的远程监控。系统具备实时报警功能，当监测到异常情况或参数超过预设阈值时，立即通知相关人员，以便及时采取应对措施。
2.3 优化设备维护与使用寿命
通过塔机数字孪生平台，可以实现对塔机的精细化维护，依据实际工况和设备状态数据制定科学的保养计划，避免过度维护或忽视必要的维修。这有助于减少非计划停机时间，延长设备使用寿命，降低维护成本，提升设备综合利用率。
2.4 提升施工效率与质量
实时掌握塔机的工作状态和效率数据，可以帮助施工现场优化作业流程，合理安排吊装任务，避免因设备故障导致的停工待修，从而提高整体施工效率。
塔机数字孪生平台通过实时监测、远程监控、数据分析和智能预警等功能，提升了塔机的作业安全性、远程监控能力、设备维护水平和施工效率质量。
推荐案例：灵图互动智能建造数字孪生解决方案
