机械安全风险预警
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2.3.2 逻辑维

在开展机械安全风险预警时,逻辑维涉及的监测要素确定、风险值计算模型确定、权重确定、预警级别界限确定由专业人员根据知识经验提前完成。

(1)监测要素确定。

机械安全风险预警监测要素指根据风险预警的需要,约定的监视并测量的目标对象属性或性能特性。目标对象属性或性能特性通常为人的空间位置、个人防护用品规范佩戴情况、机器的运行状态、噪声的强度、振动频率、粉尘浓度等。这些监测要素状态的改变会导致机械危险的发生。机械安全风险预警监测要素包括人、机器和环境3方面。

设有m项监测要素并依次记为x1x2,…,xmm>1)。

在确定监测区域、监测对象后确定监测要素。确定监测要素主要依据专业知识,即根据风险分析、风险估计等专业理论和实践知识,分析各监测要素对系统风险的影响,采用一定的方法确定具有代表性强、可操作性好、准确性高、经济性好,并有一定区别能力且相对耦合性弱的要素组成监测要素体系。

(2)风险值计算模型确定。

风险值计算模型指用于定量计算表征风险严重程度数值的模型。该模型通过一定的数学模型或算法将多个监测要素值及其权重“合成”一个整体风险值,可构建如下风险值计算模型:

式中,w=(w1w2,…,wmT为监测要素权重向量;x=(x1x2,…,xmT为监测要素状态向量。

由式(2.1)可以求出系统风险值Rv,并根据Rv的大小确定风险严重程度。

(3)权重确定。

监测要素权重指监测要素在机械安全风险预警中的相对重要程度,具体表现为风险值计算模型中的量化值。若监测要素在机械安全风险预警中的重要程度发生变化,则风险值随之改变,合理地分配监测要素权重是机械安全风险预警无法回避的重要环节。借助统计学原理,若wi是监测要素xi的权重系数,则一般应有wi≥0(i=1,2,…,m),∑wi=1。

(4)预警级别界限确定。

风险分级的基本思想是根据风险值计算模型定量计算出的风险值划分若干风险等级,以便根据不同的风险等级采取不同的预警措施。预警级别界限用于确定风险等级的初始条件,为风险值计算结果的某一值。根据风险值计算结果,从小到大将预警级别分为IV级预警、III级预警、II级预警、I级预警,依据经验或大数据分析等方法设置不同预警级别的风险值界限值分别为RcRbRa。预警级别划分如表2.1所示。不同系统的预警级别界限可根据经验或其他分析方法确定,预警级别界限值应随时间迭代优化。

表2.1 预警级别划分

(5)预警措施类型确定。

预警措施是机械安全风险预警的最终目的。预警措施在现有技术水平下以最少的消耗达到消除危险或降低风险的目的,具体目标包括降低事故发生的概率、降低事故对人员伤害的程度和造成的经济损失。机械安全风险预警措施主要有信息类措施、人工类措施、机器类措施等,可根据需要选择其中的一种或多种。

①信息类措施。

信息类措施主要有视觉信号、听觉信号、文本文件等。

视觉信号应该具有较高的区分度;同时应考虑视觉信号在环境中显示的清晰度。视觉信号包括但不限于以下几种。

● 灯光信号:不同颜色的灯光或组合,如蓝色→黄色→橙色→红色。

● 屏幕显示:通过屏幕显示警示图文。

● 警示标志:突显设置在适当位置的警示标志。

听觉信号应具有较高的辨识度;同时应考虑声音信号穿越障碍物、持续时间、人的听阈等影响因素。听觉信号至少包括但不限于以下几种。

● 警报音效。

● 语音警示。

文本文件用于发布预警信息,文件内容包括预警时间、预警分级时依据的信息、预警分级的方法、预警分级的结果等,对文件进行存档,企业视自身情况确定文件的保留期限及其使用范围,以备后续使用。

②人工类措施。

人工类措施主要有即时措施和非即时措施。

当发生下列情况时,应采取即时措施进行人工干预。

● 风险较低但必须由人工进行操作时。

● 在预警未响应、风险升级的情况下。

● 当自动措施不足以防范危险时。

人工干预措施包括但不限于以下几种。

● 人工发出警告等。

● 人工强制控制机器设备进行急停、断电等操作。

非即时措施主要有行为管理措施、设备管理措施等。

行为管理措施包括但不限于以下几种。

● 安全教育:使人员能自觉按要求佩戴个人防护用品、按操作规程进行操作等。

● 技能培训。

● 建立健全安全管理制度。

设备管理措施包括但不限于以下几种。

● 在剩余风险设备上设置警示标识。

● 给出有关设备的使用信息。

● 对设备进行定期检验和维护。

③机器类措施。

机器类措施主要指机器设备自身做出的措施,如机器人做出的减速、停机等行为,AGV在遇到人后自动避障等行为。