基于灰色模糊理論的大型游樂設施風險評估模型

胡晏銘

（云南省特種設備安全檢測研究院，云南 昆明 650228）

因為大型游樂設施能夠使人們冒險心理與感官刺激得到滿足，相應主題公園也在不斷發展。大型游樂設施為人們提供了精神方面和身體方面的享受，但是也存在一定風險，在運行過程中的慣性和擺動幅度比較快，假如安全防護不到位或者設備失控，都會出現嚴重人員傷亡。由于大型游樂設備具有較強的公共性，所以要求重視此類事故。因此，通過對大型游樂設施所面臨的風險進行研究，避免在運行過程中出現事故。

1 大型游樂設施的危險因素

1.1 設備固有風險

大型游樂設備固有風險是指在設計設施的過程中無法使國家標準得到滿足，或者在安裝、改造過程中無法使相關技術規范得到滿足的風險。要求生產單位根據規定生產，從而避免出現設施固有風險和危險的發生。在對大型游樂設施進行選擇的過程中，要使設備的安全技術需求得到滿足怒，從而使大型游樂設施的自身固有風險得到降低。

1.2 安全管理風險

此方面的風險指在設施使用的過程中，因為管理問題導致出現的分割線，比如，缺乏管理規章制度、安全管理機構等。

1.3 運營過程風險

大型游樂設施的運營風險指因為使用不當，沒有按時到檢驗檢測部門定期檢驗，導致出現安全隱患，從而出現風險。使用單位根據安全技術規范要求避免運營過程中出現風險，沒有定期檢驗或者檢驗不過關的設備無法繼續使用。所以要定期檢驗，包括安全附件、安全保護裝置、測量調控裝置等

2 風險評估體系的創建

2.1 風險評估方法

此方法從常見危險源、零部件與概念設計三方面分析風險，充分考慮現代游樂設施行業特點，通過不同方法的風險評估實現控制和創新。基于零部件的失效模式通過系統底層的零部件評估系統風險，對子系統的潛在風險進行考慮。分析危險源系統風險，通過上層全局角度對失效風險進行分析，概念設計層針對無法消除的危險，表示結構設計或者與原理設計存在問題，所以要求在概念設計層事項改正。

2.2 基于零部件的FMEA

失效模式和后果分析FMEA 指在發生風險前實現風險預防與控制，通過失效嚴重度S、探測度D 和頻度O三個緯度實現風險評估，利用量化指標對風險失效模式與起因進行確定，制定針對性措施進行控制。FMEA 為歸納分析方法，在零部件級水平分析可能失效模式。根據我國歷年的游樂設施事故與故障統計情況，設計表1 和表2。

表1 失效可能積分表

表2 失效可發現性積分表

2.3 風險評估指標體系的創建

利用人、管、機、環4 個方面創建大型游樂設施風險評估指標體系，在大型游樂設施風險指標體系創建的過程中，主要包括3 個級別和4 個層次，詳見表3。

表3 大型游樂設施風險評估指標體系

以表3 的指標選擇風險評估范圍，對大型游樂園的整體風險進行評估，實現具體設備的單獨風險評估。

3 安全風險評價案例

3.1 設備的運行情況

“迪斯科轉盤”為游樂園大型設置，乘客座椅在轉盤內圓周圍分布，游客能夠站在轉盤中央，轉盤一邊升降一邊繞著垂直軸回轉，還能夠利用氣動方式對轉盤傾斜進行控制。本文產品的使用壽命為8 年，乘客安全主要零部件使用壽命為無限使用，座椅壽命為8 年，底座和回轉支座的使用壽命為無限，運行條件如下。

（1）電源。TN-C-S、38V、50Hz，功率容量在25kW以上，電壓波動范圍±10%。

（2）使用環境為-5 ～40℃，風速≤8m/s，雨雪天氣不能夠使用。

3.2 確認關鍵零部件

失效會導致乘客身體受傷，也就是關鍵件，其他為非關鍵件。以下為系統零部件。

（1）氣動系統。使用氣壓傳遞動力對轉盤傾斜進行控制，包括第二路旋轉主回路、第一路氣泵主回路、第三路控制回路。

（2）支撐結構。大臂、耳梁、支座、大臂軸等，具有較強的強度，存在安全冗余。

（3）傳動機構。包括導向裝置、箱形軸裝置、大臂裝置、旋轉體等。

（4）電氣系統。大部分電氣原件在損壞的時候并不會對乘客身體造成傷害，但是要注意觸電危險。

3.3 失效分析的數字定義

（1）失效可能性。1 為不會失效；2 為1 年；3 為8 年；4 為15 年；5 為1 個月；6 為1 周。

（2）失效嚴重性。1 為多人中度緊張；2 為噪音，表面問題；3 為單人高度緊張；4 為單人中度緊張情況；5 為不值得重視；6 為多人高度緊張；7 為單人輕微傷害；8 為單人嚴重傷害；9 為多人輕微傷害；10 為多人嚴重傷害。

（3）檢測等級。1 為立刻檢測；2 為一個工作循環之后檢測；3 為多個工作循環后檢測；4 為日檢；5 為周檢；6 為月檢；7 為年檢；8 為大修檢測；9 為冒險檢測，10 為不能夠檢測。

以此，針對各個系統零部件信息實現歸納、分類和分析，從而得出失效分析表（表4）。

表4 傳動機構失效分析表

4 結語

本文針對“迪斯科轉盤”作為評級對象，使用FMEA 實現各系統和零部件的失效分析，得到失效分析表，并且得出延期使用壽命與維修要求，得出以下結論。（1）使用本文方法有效，能夠分析各危險源失效可能性，對風險級別進行判斷。（2）危險識別重點為系統層次和零部件層次的危險源，不僅要針對設備具體零部件梳理，還要對各子系統、設備和環境、設備和游客等危險情況進行考慮。（3）最終效果為危險源加強日常保養和維護，針對性的使用安全防護措施。（4）還會存在不可消除的意外，所以要制定針對性的救援預案，對單位傳遞。另外，在設計過程中要保證游樂設施安全尤為重要，本文所分析的方法對游樂設施新產品開發有積極意義。