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基于灰色模糊理论的大型游乐设施风险评估模型

2023-10-07胡晏铭

中国设备工程 2023年18期
关键词:游乐危险源设施

胡晏铭

(云南省特种设备安全检测研究院,云南 昆明 650228)

因为大型游乐设施能够使人们冒险心理与感官刺激得到满足,相应主题公园也在不断发展。大型游乐设施为人们提供了精神方面和身体方面的享受,但是也存在一定风险,在运行过程中的惯性和摆动幅度比较快,假如安全防护不到位或者设备失控,都会出现严重人员伤亡。由于大型游乐设备具有较强的公共性,所以要求重视此类事故。因此,通过对大型游乐设施所面临的风险进行研究,避免在运行过程中出现事故。

1 大型游乐设施的危险因素

1.1 设备固有风险

大型游乐设备固有风险是指在设计设施的过程中无法使国家标准得到满足,或者在安装、改造过程中无法使相关技术规范得到满足的风险。要求生产单位根据规定生产,从而避免出现设施固有风险和危险的发生。在对大型游乐设施进行选择的过程中,要使设备的安全技术需求得到满足怒,从而使大型游乐设施的自身固有风险得到降低。

1.2 安全管理风险

此方面的风险指在设施使用的过程中,因为管理问题导致出现的分割线,比如,缺乏管理规章制度、安全管理机构等。

1.3 运营过程风险

大型游乐设施的运营风险指因为使用不当,没有按时到检验检测部门定期检验,导致出现安全隐患,从而出现风险。使用单位根据安全技术规范要求避免运营过程中出现风险,没有定期检验或者检验不过关的设备无法继续使用。所以要定期检验,包括安全附件、安全保护装置、测量调控装置等

2 风险评估体系的创建

2.1 风险评估方法

此方法从常见危险源、零部件与概念设计三方面分析风险,充分考虑现代游乐设施行业特点,通过不同方法的风险评估实现控制和创新。基于零部件的失效模式通过系统底层的零部件评估系统风险,对子系统的潜在风险进行考虑。分析危险源系统风险,通过上层全局角度对失效风险进行分析,概念设计层针对无法消除的危险,表示结构设计或者与原理设计存在问题,所以要求在概念设计层事项改正。

2.2 基于零部件的FMEA

失效模式和后果分析FMEA 指在发生风险前实现风险预防与控制,通过失效严重度S、探测度D 和频度O三个纬度实现风险评估,利用量化指标对风险失效模式与起因进行确定,制定针对性措施进行控制。FMEA 为归纳分析方法,在零部件级水平分析可能失效模式。根据我国历年的游乐设施事故与故障统计情况,设计表1 和表2。

表1 失效可能积分表

表2 失效可发现性积分表

2.3 风险评估指标体系的创建

利用人、管、机、环4 个方面创建大型游乐设施风险评估指标体系,在大型游乐设施风险指标体系创建的过程中,主要包括3 个级别和4 个层次,详见表3。

表3 大型游乐设施风险评估指标体系

以表3 的指标选择风险评估范围,对大型游乐园的整体风险进行评估,实现具体设备的单独风险评估。

3 安全风险评价案例

3.1 设备的运行情况

“迪斯科转盘”为游乐园大型设置,乘客座椅在转盘内圆周围分布,游客能够站在转盘中央,转盘一边升降一边绕着垂直轴回转,还能够利用气动方式对转盘倾斜进行控制。本文产品的使用寿命为8 年,乘客安全主要零部件使用寿命为无限使用,座椅寿命为8 年,底座和回转支座的使用寿命为无限,运行条件如下。

(1)电源。TN-C-S、38V、50Hz,功率容量在25kW以上,电压波动范围±10%。

(2)使用环境为-5 ~40℃,风速≤8m/s,雨雪天气不能够使用。

3.2 确认关键零部件

失效会导致乘客身体受伤,也就是关键件,其他为非关键件。以下为系统零部件。

(1)气动系统。使用气压传递动力对转盘倾斜进行控制,包括第二路旋转主回路、第一路气泵主回路、第三路控制回路。

(2)支撑结构。大臂、耳梁、支座、大臂轴等,具有较强的强度,存在安全冗余。

(3)传动机构。包括导向装置、箱形轴装置、大臂装置、旋转体等。

(4)电气系统。大部分电气原件在损坏的时候并不会对乘客身体造成伤害,但是要注意触电危险。

3.3 失效分析的数字定义

(1)失效可能性。1 为不会失效;2 为1 年;3 为8 年;4 为15 年;5 为1 个月;6 为1 周。

(2)失效严重性。1 为多人中度紧张;2 为噪音,表面问题;3 为单人高度紧张;4 为单人中度紧张情况;5 为不值得重视;6 为多人高度紧张;7 为单人轻微伤害;8 为单人严重伤害;9 为多人轻微伤害;10 为多人严重伤害。

(3)检测等级。1 为立刻检测;2 为一个工作循环之后检测;3 为多个工作循环后检测;4 为日检;5 为周检;6 为月检;7 为年检;8 为大修检测;9 为冒险检测,10 为不能够检测。

以此,针对各个系统零部件信息实现归纳、分类和分析,从而得出失效分析表(表4)。

表4 传动机构失效分析表

4 结语

本文针对“迪斯科转盘”作为评级对象,使用FMEA 实现各系统和零部件的失效分析,得到失效分析表,并且得出延期使用寿命与维修要求,得出以下结论。(1)使用本文方法有效,能够分析各危险源失效可能性,对风险级别进行判断。(2)危险识别重点为系统层次和零部件层次的危险源,不仅要针对设备具体零部件梳理,还要对各子系统、设备和环境、设备和游客等危险情况进行考虑。(3)最终效果为危险源加强日常保养和维护,针对性的使用安全防护措施。(4)还会存在不可消除的意外,所以要制定针对性的救援预案,对单位传递。另外,在设计过程中要保证游乐设施安全尤为重要,本文所分析的方法对游乐设施新产品开发有积极意义。

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