从功能安全角度理解京沪高铁故障 点击：374 | 回复：8
从功能安全角度理解京沪高铁故障
京沪高铁在人们的热切期盼下于6月30日正式开通运营了。可是运行仅仅半个月，接二连三的故障、停车，无疑给大众的热情泼上了冷水。人们不禁会问为什么会发生故障？故障会不会影响乘客生命安全？铁道部总工程师何华武在对这些疑问的解释时提到了高铁所有系统的“故障导向安全”的设计理念和技术体系。这也正是功能安全最核心的设计理念和技术要求。
安全固然重要，故障固然要导向安全，但如果动不动就断电停车，恐怕也失去了“高铁”的意义了。那么怎么才能让设备既能实现其功能，又能安全可靠的工作的呢？这是需要一整套设计理念和方式方法的，这就是现在炙手可热的功能安全技术。
现行的功能安全基础标准是IEC61508，一套7本，分别从基本要求，功能安全管理，可编程电子元器件，软件，硬件等方面做了具体的要求，并以SIL(Safety Integrity Level)的级别对产品的安全等级做了分类，还给出了不同等级具体的设计和实现方法，以此来保证设备在研发、设计、生产、使用、维修维护以及设备拆除等整个的生命周期内，能够实现其功能的同时，还能够保证设备的安全和可靠。但鉴于相关安全产品的广泛性，只靠IEC61508是不能涵盖所有行业的，所以又衍生出了相关行业的其他功能安全标准，如：工业机器行业的IEC62061(ISO13849)，过程工业的IEC61511，汽车行业的ISO26262，医疗行业的IEC60601等。当然，铁路行业也有EN50128可以遵循。
自国际标准颁布以来，在国际上功能安全设计理念和要求已经在安全相关产品的设计中得到广泛认可和应用，各种相关安全的行业纷纷开始做相关的认证评估工作。而相比于发达国家，在中国，功能安全的培训，评估，认证等则是刚刚起步。就目前来讲，无论是设备生产商、集成商或是供应商，对功能安全的概念、要求等相关知识还都知之甚少。所以对于产品引进的水土不服（实际可能是产品设计对预期使用环境的考虑不足），国产设备的不稳定（实际可能是存在设计缺陷），系统的不稳定（实际可能是元器件的兼容性不好）等等，最终导致了各种系统故障和随机故障的频繁出现，影响了整个系统的可靠性和稳定性，甚至将来还有可能影响系统的安全性。
设备故障并不可怕，只要我们采取适当的技术手段和措施，是可以适当避免，或者把故障的影响减小到最少的。如对于那些原因明确的故障如：设计缺陷、操作模式不当、操作手册有误等是可以通过改进设计，合理化操作设计，图文化操作说明等适当措施加以避免和控制的，这也被称作系统故障。还有些是原因不明确、随机发生的故障，这些故障则可以通过一些预期考虑，设置一些防护装置，故障检测装置，确定合理的维护检修间隔，合适的检修维护手段和方法来解决。最终把绝大部分故障都控制在可控范围之内，有效的减小设备风险的同时，也提高了设备的可用性和可靠性。
试想，若以300公里甚至是350公里时速运行的高速列车，无论线路、车辆、接触网、通信信号等任何一个环节出现故障而导致事故，都将是难以想象的巨大灾难。所以希望相关的设备生产商、供应商，系统集成商，设备的施工单位，使用单位及维护单位在做好设备相关工作的同时，也要相关的部门做好灾害性天气预防及处理，应急救援和适当的运营管理等一整套系统工作，共同把我们国家的高铁建设成真正的高速铁路，而不是经不起考验，让人们望车兴叹的运椅子工程。
文章来源：http://www.fstsil.com/jishuzhuanti
看到这个帖子我很纠结，我曾参与河北段的路基沉降监测设备施工，当时的施工地质是垃圾填埋场，在这样的地况施工采用《结构健康远程自动化沉降监测系统》。
技术参数：
量程：1000mm
精确度：±1mm(最高至±0.1mm 精度)
工作温度： -20℃~+40℃
长期稳定性：0.05%/年
经过两年的实时监测采集的真实沉降数据给工程施工提供了有效的依据，测量最大沉降在5MM内，符合施工进程的要求得到工程进度认可。
关心铁路安全建设，作为一名从事路基沉降监测施工人员向业内同行推荐我在京沪高铁施工中接触的沉降监测设备《结构健康远程自动化沉降监测系统》.
可靠性工业级产品。适用于铁路、公路、地铁、桥梁、隧道、大坝、石油热力管道、建筑等结构沉降自动化测量，具有稳定性好、安装方便、三防性能优良等特点。
在做工程的过程中，难免会遇见结构性沉降带来的问题，造成施工的不便和巨大的经济损失，现在就这个问题进行探讨并进行解决。
什么是结构沉降？结构性沉降是指承载结构受到地表区域沉降、自身重力、结构内部应力释放、结构间相互作用等自然和人为因素影响产生的相对地面或其它结构的差异沉降变形。这里包含两个方面，就是地上承载结构和地下工程结构，地上承载结构包括路基、桥梁、桥墩、大坝、水库公路等，就是我们用眼睛所看到的人类所创造的一切有形实体物象；地下工程结构包括隧道、各种管道石油管道啊天然气管道啊、地铁、矿井等...这些人类建筑物及人类对自然界的有形物体改造当产生垂直相对变化时都可视为结构差异沉降。
为了避免结构性沉降的发生，我们需要对结构性沉降进行实时沉降检测。那么沉降监测的目的是什么？
主要有以下几点：
A. 监测结构的沉降状况，保证结构的安全（监测结构的健康状态）
B. 通过沉降监测，可采取对应措施，控制沉降的发展，保证结构工程质量。
C. 根据实测的沉降监测数据，利用数学方法对后期沉降速率、总沉降量，以及工后沉降值进行计算分析，确保路基沉降得到有效的控制的必须环节。
D. 预测预压时间：根据拟合曲线计算出满足工后沉降的时间，预测还需预压的时间，指导下一步施工计划的安排。
E. 过程控制：根据沉降监测数据，进行控制填土速率，及时评价地基加固措施的有效方法。
F. 通过实测沉降量，预测沉降量并验证设计合理性，进行设计的再优化，控制和保证工程的建设量。
沉降监测的作用是什么呢？简要的说
A. 验证和指导工程设计及施工，以确保施工质量和运营安全。
B.为结构的安全性，提供可靠的科学数据。
C.对完善设计施工技术，可供可靠的资料和相应的沉降参数。
D.指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察设计施工部分提供一手资料。避免因沉降原因造成结构物的破坏，造成巨大的经济损失
在检测的过程汇中，最好使用微差压传感器，它的优势在于测量精度高，灵敏度高，能够反映出微小的压力变化量。
纵观市面上的结构性监测产品 ，只有几家能做到微差传感器进行的结构性沉降的监测，具备现在市场上所需要的数据收集和分析能力。
- FANUC机器人IO配置
[666] - GPRS型无线压力传感器/无线压...[1004]
- 智造快讯----国家“十二五”科...[796]
- GX WORK2不能仿真[2572]
- 物联网普及后的商业特点[829]
- [每日一题]软件是新一代信息...[797]
- 智能知识——从仿真的视角认识...[1440]
- 如何从PLC采集信号变成EXCEL...[5113]
- RobotStudio 5.15未定义错误[3652]
- 智能制造新理念----中国制造...[871]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
