往复式过山车站台安全门系统安全完整性等级（SIL）评价

区别常规提升式过山车,往复式过山车通过往复运动获得最大运行速度,因此过山车会以较高速度反复通过站台位置,站台安全门系统的安全防护可靠性至关重要。本文参照游乐设施安全相关系统安全完整性评价方法,以往复式过山车站台安全门系统为例,从安全相关系统辨识、安全功能风险评价、安全控制回路设计、安全功能SIL评价4个步骤对站台安全门安全相关电气控制系统进行SIL评价,通过元器件选型计算、安全功能试验2个步骤确认逻辑控制回路PL等级,全过程开展了安全功能的安全完整性等级(SIL)评价工作。提高了往复式过山车站台安全门系统的安全等级,降低了站台操作人员与乘客的伤害风险。     

基于SIL评估的LNG加气站安全仪表系统问题分析及改进建议*

为分析LNG加气站安全仪表系统的功能完备性与可靠性,以3座典型的三级LNG加气站为研究对象,全面开展安全仪表功能辨识、安全完整性等级（SIL）定级与验证,进而提出针对性的改进建议。结果表明:3座LNG加气站的安全仪表系统均存在功能不完备、设备组件缺少失效数据的问题;为满足风险控制要求,三级LNG加气站需设置15个安全仪表功能,其中1个应达到SIL2等级,14个应达到SIL1等级;LNG加气站的安全仪表系统应选用获得功能安全认证的设备组件,并在设计阶段开展SIL评估工作。研究结果可为今后LNG加气站安全仪表系统的设计与管理提供重要参考。     

合成氨装置系统安全仪表系统安全完整性等级分析

论文在介绍安全仪表系统、安全完整性等级的基本原理基础上,综合分析了危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)等系统风险分析理论的应用方法。并结合上述理论,确定了安全仪表系统的安全完整性等级(SIL)定级。以合成氨装置为例,应用HAZOP及保护层分析方法,得出了合成塔压力过高及废热锅炉液位过低2个场景下的安全完整性SIL等级。结果表明:合成塔装置仪表的SIL等级为1,废热锅炉仪表的SIL等级为2。     

我国游乐设施安全法规体系的建立与分析

从我国游乐设施相关法律、法规、规章、技术规范和技术标准5个层次入手,梳理并分析了我国目前游乐设施安全法规与技术标准体系,针对游乐设施法律的欠缺、安全技术规范不能涵盖全部游乐设施及其安全监察、游乐设施的设计理念偏颇、现有游乐设施法规标准对游乐设施的一些要求与国际不接轨且量化要求不足等问题,笔者提出了国家应尽快制定颁布《特种设备安全法》或游乐设施的相关法律,早日填补游乐设施在型式试验、安全评价、评估、寿命预测、预警和进出口大型游乐设施监督管理办法的安全技术规范空白,改变游乐设施设计理念,完善游乐设施安全技术规范和技术标准的量化要求,尽快使我国游乐设施安全法规与技术标准体系适应国情并与国际体系接轨。     

重大危险源安全仪表系统的分类研究

从原理、结构、应用功能、安全完整性等级的不同角度时重大危险源常用的安全仪表系统进行分类研究,尤其将重大危险源类别与安全仪表系统的安全完整性等级对应起来,为安全仪表系统的功能安全评估打下基础.重大危险源安全仪表监控系统多为SIL1、SIL2等级,少数为SIL3等级.极少数为SILA等级;实际应用中,重大危险源的安全仪表系统多为符种原理、不同结构及不同厂家的产品的组合系统,国内自动化产品本身尤其是不同产品系统集成后均末经过安全完整性等级的评估和认证;自动化产品生产厂家不应只关注逻辑控制器的安全完整性,应从系统角度同时考虑提高传感器和执行机构的安全完整性.     

LNG卫星站安全仪表系统功能安全评价

针对国内一已运营的典型LNG卫星站,采用HAZOP分析方法对其需要的安全仪表功能进行了辨识,利用LOPA法确定了相应安全仪表功能的SIL等级,并采用马尔可夫模型进行了SIL验证。结果表明:该站已有的安全仪表功能尚不完善,还需新增储罐超压联锁排放和空温式气化器过压保护等两个安全仪表功能,且其SIL等级应达到SIL2。针对SIL等级达不到要求的两个新增安全仪表功能,提出了调整功能测试周期、选用带危险失效自诊断的仪表和冗余结构配置等多种措施组合的优化改进方案。LNG卫星站应在设计阶段即开展安全仪表系统功能安全评价,以确保安全仪表系统设计的合理性与可靠性。     

基于人因可靠性的间歇装置SIL分析与改进

IEC 61508和IEC 61511等标准针对连续工艺装置提出了安全仪表系统安全完整性等级评估方法。但对于间歇装置的SIL评估,受人因因素影响水平并未明确,且没有提出相应计算模型。以某六氟磷酸锂间歇生产装置典型SIS为例,采用HAZOP结合LOPA方法对其进行风险分析,在明确间歇生产装置存在人员中毒、窒息及燃烧爆炸风险的基础上,确定并验证其安全仪表系统的SIL,再依据间歇生产装置人工依赖性高,即部分安全仪表系统未接入自动联锁且需人工手动触发的特点,建立人因可靠性模型,来分析人因可靠性对安全仪表系统SIL的影响,并进行改进研究。研究结果表明:人因因素对安全仪表系统SIL有显著影响;可通过改变SIS元件冗余结构、测试策略并结合改进人因管理措施来提高SIL。     

基于FFTA-LOPA的化工装置安全仪表系统SIL确定方法

为了优化确定化工装置安全仪表系统（SIS）安全完整性等级（SIL）,分析了现有确定SIL的不足,针对化工装置的失效数据缺失和不确定性特点,提出模糊事故树-保护层（FFTA-LOPA）模型计算安全仪表系统SIL。以某低密度聚乙烯反应釜为例,建立了该反应釜爆炸事故树,运用模糊理论定量分析顶上事件发生的概率,最终确定其安全仪表系统安全完整性等级为SIL 1。结果表明:该方法结合两种风险分析理论,分析结果与实际和理论统计结果符合性较好,具有一定地准确性和实用性,可以为定量确定系统SIL提供理论指导。     

输气站场ESD系统的SIL定级与验证

针对输气站场ESD系统配置的合理性,进行了SIL等级的确认与验证。选取了输气站下游爆管这一常见事故,基于风险图与故障树相结合的方法,对ESD系统进行安全功能分析。确定该安全功能所需的等级为SIL2,但现有配置只能达到SIL1的等级,不能满足安全功能的需求。对提高SIL等级的方法进行讨论,提出了具体的增加可靠性的方案。     

大型游乐设施设计风险评估方法

针对游乐设施的特点,提出了游乐设施设计风险评估流程,通过信息收集、危险识别、风险评估和风险控制四个过程从设计阶段完善设计方案。结合现有风险评估方法,建立了一套适合游乐设施的设计风险评估方法,集成了基于零部件失效模式分析、危险源系统分析和概念设计分析方法,实现了零部件层次和系统层次的风险分析和控制。以典型游乐设施-大摆锤为例,详细说明了该方法具体实现过程,验证了该方法在游乐设施风险评估中的有效性和适用性。     

长期服役大型游乐设施安全状态评价方法研究

长期服役的大型游乐设施，尤其是达到或超过设计使用期限仍继续使用的大型游乐设施，由于其长期服役造成的部件性能劣化，极易导致设备发生故障或事故。提出基于健康管理理论的大型游乐设施服役状态评价方法，将主要受力部件剩余寿命评估理论引入服役状态评价模型，并考虑历史数据对当前安全状态的影响，使安全状态评价更加全面合理。服役状态评价方法以使用阶段风险评价为基础，综合利用各种先进检测监测手段和经验，获取设备当前工作状态的各项指标数据。在此基础上，利用健康管理理论和剩余寿命评估理论，对设备整机进行定量化安全评价，并得出设备关键部件和整机的安全等级，从而为使用单位的设备维护保养提供指导，全面提升设备的使用安全性能。基于健康管理理论的大型游乐设施服役状态评价方法在某电磁弹射过山车中开展工程应用，并得出设备的安全等级，有效指导了设备的使用维保，表明了服役状态评价方法的有效性和实用性。     

贝叶斯方法在安全仪表系统设备失效率确定中的应用

为获得更符合企业实际的安全仪表系统(SIS)设备失效率,应用贝叶斯方法,以海上平台可靠性数据手册(OREDA.)数据库信息作为设备失效率先验信息,综合先验信息、企业收集的相关设备样本信息和蒙特卡洛方法仿真的企业样本信息,得到设备失效率贝叶斯估计。并以某石化装置为例,分别将设备失效率的贝叶斯估计和数据库信息代入不同模型进行安全完整性等级(SIL)验证并对比。结果表明,通过贝叶斯方法获得的设备失效率更为合理,使系统由SIL3降为SIL2。     

考虑人因可靠性的安全仪表功能SIL验证方法研究

油气站场一般设置有紧急停车系统（ESD）等存在操作员介入的非常规安全仪表功能（SIF）,为解决已有的安全完整性等级（SIL）评估方法不能针对此类SIF进行功能安全评价的情况。对存在操作员介入的非常规SIF进行研究,将其中的人为因素细分为观察、决策和执行3个阶段;根据各类人因可靠性分析方法优缺点,筛选CREAM和HCR方法分别分析紧急情景环境和应急响应时间对非常规SIF人因失效概率的影响,建立考虑人因可靠性的SIL验证模型;基于此模型选取某输油站典型SIF开展SIL评估,分析人因失效对SIF整体可靠性的影响水平,并提出改善措施。结果表明:将操作员应急响应过程中的人因失效概率引入传统的SIL验证模型中,可实现对非常规SIF的功能安全评价;人因失效对非常规SIF具有显著影响,筛选的人因可靠性模型可准确计算人因失效概率。     

基于BP神经网络的大型游乐设施安全评价

针对我国大型游乐设施的安全现状,结合大型游乐设施的特点,将大型游乐设施进行分解,建立了以各子系统为评价指标的大型游乐设施设备评价指标体系。介绍了大型游乐设施BP神经网络安全评价模型的建立和验证过程。BP神经网络模型经训练学习后,可有效降低定性评价的主观性,使评价结果更具科学性和客观性。利用该BP神经网络安全评价模型,对某游乐园中过山车的现状进行了安全评价,评价结果符合实际情况。     

如何提高大型游乐设施设备本质安全

大型游乐设施事故主要是由于人的不安全行为和物的不安全状态导致的,目前部分设计制造单位对游乐设施危险源识别不充分,风险分析不到位,防控措施流于形式,不能从设计制造阶段彻底消除不安全因素,希望使用单位的规范管理来规避风险,这不能从根本上控制风险,游客和作业人员的不安全行为必须通过设备本体的安全功能来约束和控制.本文结合标准...     

大型游乐设施加速度评价系统开发与应用

加速度是大型游乐设施的一项重要技术参数,其是否满足标准要求对乘客安全至关重要。本文提出了单向加速度和组合加速度评价算法,运用MATLAB软件开发了加速度评价系统,该系统具有加速度数据处理、3个单向加速度评价和yz组合加速度评价功能。应用该系统对某滑行车游乐设施开展了加速度评价,证明该系统的推广可规范加速度评价方法,并提高加速度评价效率。     

我国大型游乐设施风险分析研究

通过对我国大型游乐设施的发展概况、风险管理现状、危险因素辨识、风险评价和风险控制等五个方面进行了分析总结.研究发现,目前已初步建立游乐设施法规体系,逐渐形成了法律、法规、规章、安全技术规范和技术标准的五层次体系,大型游乐设施运营单位安全管理正在向标准化、体系化管理方向发展.我国还没有对各类大型游乐设施进行危险性分析,有关标准和规范中并没有提到明确的风险分析和评估方法,在游乐设施的设计、制造、安装、使用、改造、修理和检测过程中也没有形成一套系统、科学的风险分析和评估方法.     

功能安全技术与应用知识讲座第四讲基本概念安全相关系统——故障错误与失效

这一讲,将讨论安全相关系统的故障、错误与失效的基本理念.上一讲介绍的是安全相关系统的行为和要求的基本概念. 安全相关系统的3大支柱:一是安全功能.针对特定的危险事件,为达到或保持被保护对象的安全状态,由E/E/PE安全相关系统或其他风险降低措施实现的功能.安全状态是指达到安全时被保护对象的状态.二是安全完整性.在规定的时间段内,在规定的条件下,安全相关系统成功执行所规定安全功能的概率.安全完整性分为SLI1、SLI2、SIL3、SIL4这4个等级.三是故障安全原则.当安全相关系统失效时,被保护的对象应按预定顺序达到安全状态.     

基于ISO 26262的甲醇/柴油喷射控制系统功能安全概念开发

为提高甲醇/柴油双燃料发动机的安全性和可靠性,基于ISO 26262功能安全标准,定义甲醇/柴油喷射控制系统相关项,分析系统结构和功能;参照DFMEA分析方法,构造出相关项失效模型,得到系统功能失效导致的整车级危害;分析在最坏潜在事故场景下,危害事件的严重度、暴露率、可控性等级,得到汽车安全完整性等级,确立安全目标;提出系统功能安全要求,根据分解规则,将功能安全要求分配到系统各要素当中去,确立安全机制;在Isograph软件中搭建FTA故障树模型,评估系统硬件随机失效指标与安全目标一致性,验证功能安全概念。结果表明:利用功能安全概念更新系统架构,评估各个要素失效率和安全机制诊断覆盖率后,系统随机硬件失效指标为9.405E-09/h,符合ASILD等级安全要求。     

基于模糊理论的大型游乐设施应急救援措施综合评估

为解决近年来高空飞翔游乐设施频繁发生高空滞留事故和应急措施不妥当的问题，提出了一种对大型游乐设施应急措施有效性开展综合评估的方法。首先，利用模糊数学理论，以大型游乐设施全生命周期应急措施的影响因素为基础，构建了大型游乐设施应急措施评价指标体系；然后，以某主题公园的高空飞翔为评估实例，应用应急措施模糊数学综合评价模型，对评估实例的应急措施进行评价；最后，为了优化应急措施综合安全水平，基于评估结果生成了一级模糊评价向量风险趋向图，并对各评价指标进行综合分析和提出了优化建议。通过评估实例验证了该方法在大型游乐设施应急措施评估中的有效性和适用性。研究成果可为大型游乐设施应急措施的制定、改进和评估提供一定的理论依据和思路。