曹子劍 曹樹坤 張 勇 趙 林 張 琨

（1.濟(jì)南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 濟(jì)南 250022）（2.中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 北京 100029）

1 HAZOP分析簡(jiǎn)介

隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，技術(shù)系統(tǒng)的可靠性得到了顯著提高，然而，這種提高并沒有避免諸多事故的發(fā)生，究其原因，這是由于人的可靠性并沒有隨著科技的進(jìn)步而改善，人因差錯(cuò)難免出現(xiàn)在這些事故中。人因差錯(cuò)也不可能100%地避免[1]。為降低事故中人為因素的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多人的可靠性分析方法，HAZOP分析（Hazard and Operability Study）是一種風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)方法[2]。如圖1所示為HAZOP分析的基本步驟：首先選擇要分析的節(jié)點(diǎn)或操作步驟，解釋該節(jié)點(diǎn)的工藝指標(biāo)或操作步驟；然后使用引導(dǎo)詞建立有意義的偏差，分析偏差帶來的后果，列出偏差的原因；之后通過識(shí)別已有避免偏差的措施，估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別；最后提出解決措施，重復(fù)上述步驟[3]。本文主要闡述HAZOP分析在典型游樂設(shè)施的具體應(yīng)用，對(duì)HAZOP分析在游樂設(shè)施行業(yè)中的推廣具有重要意義。該方法可以在游樂設(shè)施的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及維保等不同階段中，對(duì)人為操作偏差導(dǎo)致的危險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)地分析、評(píng)價(jià)。需要時(shí)，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之后應(yīng)采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施降低風(fēng)險(xiǎn)。采取具體的風(fēng)險(xiǎn)控制措施消除危險(xiǎn)和充分減小風(fēng)險(xiǎn)后，重復(fù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是必要的。

圖1 HAZOP分析的基本步驟

2 游樂設(shè)施大擺錘的人因要素分析

2.1 大擺錘的介紹

大擺錘是一種高空、高速的大型游樂設(shè)施，屬于《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》中規(guī)定的涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的特種設(shè)備，它是人們娛樂休閑和旅游的載體，頗受大眾喜愛[4]。本次實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備及數(shù)據(jù)來源于廣西壯族自治區(qū)柳州市的卡樂星球（VISIONLAND）主體樂園。該設(shè)備的基本動(dòng)作是：在乘人座艙繞擺臂做圓周旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，擺臂帶動(dòng)座艙往復(fù)擺動(dòng)，擺動(dòng)的最大角度是事先設(shè)定的，分別是“高、中、低”三個(gè)檔位，其中高檔最大擺角為110°，依次遞減10°。隨著擺動(dòng)次數(shù)的增加，動(dòng)能增大，整個(gè)乘人座艙被越擺越高，直至擺蕩至設(shè)定的高位。圖2為大擺錘的基本結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)；座艙臂；連接臂；旋轉(zhuǎn)筒；旋轉(zhuǎn)減速機(jī)；擺臂；機(jī)殼；擺臂減速機(jī)；氣動(dòng)制動(dòng)器；直流電機(jī)；機(jī)座；腳架；座椅操作箱；座椅；升降平臺(tái)；混凝土站臺(tái)；圍欄；關(guān)節(jié)球頭；控制室等部分。圖2中標(biāo)注的角度110°是該大擺錘擺動(dòng)的最大角度，即該設(shè)備高檔位所對(duì)應(yīng)的最大角度。

圖2 大擺錘的結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 操作流程

圖3所示為設(shè)備的操作面板，主要由配電系統(tǒng)顯示面板、控制系統(tǒng)顯示面板、配電系統(tǒng)操作面板和控制系統(tǒng)操作面板四個(gè)部分組成。設(shè)備運(yùn)行時(shí)工作人員要密切關(guān)注操作面板上信號(hào)燈的變化，做好處理突發(fā)事件的準(zhǔn)備，如圖4所示為現(xiàn)場(chǎng)座椅未鎖時(shí)，面板上該指示燈點(diǎn)亮。

●2.2.1 上客流程

控制室操作人員在空載2次正常運(yùn)行后，應(yīng)將升降平臺(tái)控制平臺(tái)上的電源隔離開關(guān)打到“開”位置，接通平臺(tái)的電源，然后按“站臺(tái)升”按鈕使升降平臺(tái)升到與混凝土站臺(tái)水平的位置，一切準(zhǔn)備就緒后，控制室操作人員向站臺(tái)工作人員發(fā)出“OK”手勢(shì)（或通過對(duì)講機(jī)等方式傳遞信息），站臺(tái)工作人員方可讓等候區(qū)等候的乘客進(jìn)入，準(zhǔn)備運(yùn)行。 具體操作步驟如下：

1）控制室操作人員首先將座椅氣缸的“安全閥”置于“關(guān)”位置，并將“座椅橫鎖開關(guān)”置于“打開”位置，然后按下“壓力桿升降臺(tái)”的“升”按鈕，座椅安全桿抬起，準(zhǔn)備就緒后，向站臺(tái)工作人員發(fā)出“OK”手勢(shì)，由站臺(tái)工作人員引導(dǎo)游客均勻就座。

2）在站臺(tái)工作人員引導(dǎo)乘客平穩(wěn)坐下后，向控制室內(nèi)操作人員發(fā)出“OK”手勢(shì)后，此時(shí)控制室操作人員方可將“壓力桿升降開關(guān)”置于“降”的位置，等待所有壓力桿下降到設(shè)定位置后，將“座椅橫鎖開關(guān)”置于“關(guān) ”位，由站臺(tái)工作人員檢查每一個(gè)座椅的座椅橫鎖的鎖芯落入到設(shè)置好的位置后，為乘客系好安全帶，兩名站臺(tái)工作人員相互檢查一遍，避免遺漏。

圖3 設(shè)備的操作面板

圖4 面板指示燈情況

3) 兩名站臺(tái)工作人員相互檢查確認(rèn)無(wú)誤后，站臺(tái)工作人員將設(shè)置在大擺錘某兩座椅中間的“安全閥”手柄打到“接通”位置，此時(shí)觀察到“座椅鎖緊”指示燈點(diǎn)亮后，方可退出站臺(tái)到達(dá)安全位置后向控制室操作人員發(fā)出“OK”手勢(shì)。

●2.2.2 啟動(dòng)與停機(jī)步驟

1) 控制室操作人員在接到信息后，若設(shè)備啟動(dòng)條件一切就緒，控制面板上的“座椅已鎖”指示燈將會(huì)點(diǎn)亮，操作人員觀察室外站臺(tái)上無(wú)雜物且無(wú)其他人員后，按控制面板上的“站臺(tái)降”按鈕，降下活動(dòng)升降站臺(tái)，等四個(gè)站臺(tái)都降落到指定位置后，將升降站臺(tái)控制柜上的電源隔離手柄置于“關(guān)”位置，站臺(tái)電源關(guān)閉。

2) 上述操作完成后，操作人員先按下“電鈴”按鈕，一方面警示站臺(tái)人員，另一方面使游客知道設(shè)備即將運(yùn)行，然后要再同時(shí)按下“啟動(dòng)”和“電鈴”按鈕，設(shè)備啟動(dòng)，此時(shí)設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式，在運(yùn)行過程中工作人員和操作人員要時(shí)刻觀察游樂設(shè)施和游客的狀態(tài)。

3) 當(dāng)設(shè)定好的程序運(yùn)行完后，設(shè)備逐漸停止，乘人座艙停在“定位”的位置后，控制柜面板上“定位”指示燈將會(huì)點(diǎn)亮。此時(shí)，將升降站臺(tái)控制柜上的電源隔離手柄置于“開”位置，站臺(tái)電源接通，然后按下面板上的“站臺(tái)升”按鈕，活動(dòng)升降站臺(tái)將升到與混凝土站臺(tái)水平位置。

●2.2.3 下客流程

活動(dòng)站臺(tái)升起到預(yù)先設(shè)定好的位置后，安全區(qū)工作人員才可進(jìn)入站臺(tái)，幫助乘客解開安全帶，然后先將“安全閥”打到“關(guān)”位置，之后將“座椅橫鎖開關(guān)”打到“開”位置，再把“壓杠升降開關(guān)”打到“升”位置，座椅安全壓杠升起后，疏導(dǎo)乘客有序離開座椅并離開場(chǎng)地，避免逗留。重復(fù)上述流程，進(jìn)行下次運(yùn)行。

●2.2.4 設(shè)備停機(jī)

按照游客部項(xiàng)目關(guān)機(jī)流程，關(guān)閉設(shè)備，并取出操作臺(tái)鑰匙，擺放在指定位置。關(guān)閉附屬設(shè)備；關(guān)閉排隊(duì)區(qū)照明系統(tǒng)和電視機(jī)電源；關(guān)閉控制室內(nèi)配電柜總電源；關(guān)閉功放、音控設(shè)備電源；關(guān)閉空調(diào)、照明燈；并鎖好門窗。確認(rèn)無(wú)安全隱患后，認(rèn)真填寫當(dāng)日的各質(zhì)量記錄。

3 節(jié)點(diǎn)的劃分與HAZOP分析

根據(jù)游樂設(shè)施大擺錘的操作流程進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的劃分，然后用簡(jiǎn)單的引導(dǎo)詞識(shí)別操作過程的危險(xiǎn)，對(duì)偏差的原因、后果，進(jìn)行分析，提出節(jié)點(diǎn)存在的問題及措施[5]。表1內(nèi)容是對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中節(jié)點(diǎn)的劃分。

表1 節(jié)點(diǎn)類型

節(jié)點(diǎn)劃分完成后，討論確定引導(dǎo)詞（引導(dǎo)詞基本含義見表2）和偏差，對(duì)偏差產(chǎn)生原因、后果以及現(xiàn)有保護(hù)措施進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有保護(hù)措施正常運(yùn)行情況下，風(fēng)險(xiǎn)水平仍超出可接受程度的情形，需進(jìn)一步給出建議措施，并由專人跟蹤整改[6]。將偏差矩陣進(jìn)行整理，然后結(jié)合引導(dǎo)詞和偏差矩陣來確定各個(gè)流程中可能會(huì)產(chǎn)生的偏差。大擺錘的HAZOP分析記錄見表3。

表2 引導(dǎo)詞的基本含義

表3 大擺錘的HAZOP分析記錄

參數(shù)與引導(dǎo)詞是HAZOP分析方法里重要的分析方式。參數(shù)與引導(dǎo)詞搭配能得出各種異常的情況。操作系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生事故，因此HAZOP分析不關(guān)心正常運(yùn)行的狀態(tài)，而是重點(diǎn)關(guān)注可能出現(xiàn)的異常情況。如果能把工藝參數(shù)裝置中可能出現(xiàn)的異常情行都找出來、理清造成異常情形的原因、評(píng)估其后果與風(fēng)險(xiǎn)，并提出必要的措施降低風(fēng)險(xiǎn)，工藝裝置的安全性就自然能有保障。

4 總結(jié)

游樂設(shè)施安全問題一直是國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，其質(zhì)量和安全性能直接關(guān)系著游客的切身安全，通過具體的實(shí)例典型游樂設(shè)施大擺錘的人因要素的HAZOP分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提前做好防范措施。目前，HAZOP分析在化工、石油、核電、航空航天等高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但在游樂設(shè)施方面的應(yīng)用還不成熟，本文通過具體實(shí)例的分析，對(duì)HAZOP分析在游樂設(shè)施中的推廣具有重要意義。

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