轻轨列车设计过程中的安全性分析

来源: 发布时间:2019-11-22 09:08:18

  摘要:简要介绍了某种轻轨列车在设计过程中的安全分析。目标是保证在设计过程中全面、系统地识别潜在隐患,尽可能在设计早期识别出隐患及采取相应隐患缓解措施。隐患及可操作性分析(HAZOP)和隐患检查单是主要分析方法。

  关键词:轻轨列车 隐患及可操作性分析 隐患检查单

  1 引言

  本文所介绍的安全分析过程是针对城市轨道交通中一种第三轨受流方式的铰接式轻轨列车(以下简称“轻轨列车”),该种列车设计的基本原则包括:在满足功能需求的同时,保证列车的高安全性、高可靠性和低维修成本;乘坐舒适,轻量化及环保;轻轨列车的设计寿命为30年。

  2 轻轨列车介绍

  轻轨列车的运营速度设计为70km/h,适应轻轨线路所在地的环境条件、气候条件,并完全满足线路尺寸参数、限界条件以及通信信号条件。轻轨列车由3辆车编组,分两种基本类型的车辆,一种为带司机室的动车,标识为DM车,另一种为不带司机室的动车,标识为M车,每辆车由两节车体铰接在一起。

  3 安全分析过程

  轻轨列车设计过程中的安全分析应纳入车辆的系统保证计划,并始于列车的初步设计阶段,以利于尽早地识别隐患并采取风险减轻措施。设计过程中各阶段的安全分析工作见表1。

  表1 设计过程中各阶段的安全分析

  设计阶段安全分析内容主要的安全分析方法

  初步设计阶段初步隐患分析(Preliminary Hazard Analysis,缩写为“PHA”)基于隐患检查单的安全分析

  技术设计阶段子系统隐患分析(Subsystem Hazard Analysis,缩写为“SSHA”)隐患及可操作性分析(HAZOP)

  接口隐患分析(Interface Hazard Analysis,缩写为“IHA”)

  施工设计阶段操作与维护隐患分析(Operating and Support Hazard Analysis,缩写为“OSHA”)隐患及可操作性分析(HAZOP)

  隐患登记册——

  3.1.基于隐患检查单的安全分析

  初步设计阶段的安全分析活动为初步隐患分析(PHA),主要围绕隐患检查单进行。车辆整车供应商和运营商可根据以往项目的经验,开发自己的车辆系统隐患检查单,以帮助项目设计者识别车辆潜在的隐患源。

  轻轨列车的隐患检查单至少包括表2所示内容。

  表2 隐患检查单范例

  编号隐患描述隐患描述

  CL-A超出限界车辆部件超出静态或动态限界

  CL-B碰撞列车与其他车辆、线路设备、线路异物、人员发生碰撞

  CL-C脱轨车辆非正常地脱离轨道

  CL-D列车运行过程中车辆意外分离列车与其他车辆分离或列车自身车辆间分离

  CL-E脱落车辆所属部件与车辆脱离

  CL-F人员意外伤害人员意外触电、跌倒、滑倒、刺伤、挤伤、卡住等

  CL-G车辆运行过程中意外开门乘客跌落轨道导致人员伤亡

  CL-H车辆起火且不能逃生人员烧伤或死亡

  3.2. 隐患及可操作性分析(HAZOP)

  技术设计阶段的安全分析活动为子系统隐患分析(SSHA)和接口隐患分析(IHA),施工设计阶段的安全分析活动为操作与维护隐患分析(OSHA),使用隐患及可操作性分析(HAZOP)方法进行。

  隐患及可操作性分析(HAZOP)方法主要针对全部设计意图,运用一整套的引导词,通过头脑风暴和专业分析,识别潜在的隐患。轻轨列车的HAZOP过程示意图见图1。轻轨列车的HAZOP引导词定义如表3所示。

  表3 HAZOP引导词定义

  引导词定义

  没有,不没有达成任何设计意图

  多于,大于在量化指标上比设计意图超出

  少于,低于在量化指标上比设计意图降低

  伴随在定性指标上比设计意图多出

  部分在定性指标上比设计意图减少

  异常与设计意图极不同的事情发生

  错误过程中出现错误

  图1 HAZOP分析流程图

  3.3. 隐患风险等级评估方法

  隐患的风险类别定义如表4所示,风险类别评估按表5开展。

  表4 风险类别

  风险类别风险级别定义

  不可接受的R1应当采取任何可能措施来减低风险。

  不期望的R2当风险减少不可行时,经过用户同意才能接受的风险。

  可接受的R3需提交评审,经评审组认同后方可接受。

  可忽略的R4造成的影响小,可忽略的,无需提交评审。

  表5 风险类别评估矩阵

  风险发生度A不期望的不可接受的不可接受的不可接受的

  B可接受的不期望的不可接受的不可接受的

  C可接受的不期望的不期望的不可接受的

  D可忽略的可接受的不期望的不期望的

  E可忽略的可忽略的可接受的可接受的

  F可忽略的可忽略的可忽略的可忽略的

  ⅣⅢⅡⅠ

  风险严酷度

  4 风险登记及跟进

  按上述方法识别出的全部隐患登记在隐患登记册,以保证对各项隐患实施闭环管理,确保不存在不可接受的风险。

  5 结论

  轻轨列车设计过程中,适时地采用HAZOP方法和隐患检查单可以有效地识别出运营、维护过程中的潜在安全隐患。恰当运用隐患登记册将保证对所识别到的潜在安全隐患进行闭环控制。

  6 参考文献

  [1] EN 50126-1-2017,可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS)规范及验证-第1部分:通用RAMS过程 [S].

  [2] 董锡明. 现代高速列车技术 [M]. 北京:中国铁道出版社,2006:310 - 311.

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