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基于事故統計的大型游樂設施危險性分析和安全防范措施研究

基于事故統計的大型游樂設施危險性分析和安全防范措施研究

1引言

大型游樂設施事故的發生率在特種設備事故總體發生率中所占的比例相對較小,事故后果的嚴重程度也較低。但由于大型游樂設施的運營對象面向社會大眾,涉及到的是公眾安全,即使微小傷害也會引起媒體和社會的廣泛關注,所以提高大型游樂設施的安全性能,研究大型游樂設施的事故原因和危險因素,提出安全防范措施具有重要的社會意義。


事故分析是事故管理的重要組成部分,它是建立在事故調查研究或科學實驗的基礎上對事故進行的科學分析。通過事故分析,可以查明事故發生的原因,發現事故發生的規律,查找危險因素,從而有的放矢地提出防止類似事故發生的方法及途徑[3]。因此,本文運用事故統計分析的方法,對大型游樂設施運營過程發生的典型事故案例進行研究,為大型游樂設施的運營安全提供重要依據和借鑒。


2國內外大型游樂設施事故的統計分析


考慮到大型游樂設施事故的特殊性,本文通過文獻中涉及的大型游樂設施事故、國家質量監督檢驗檢疫總局特種設備安全監察局網站公布的我國特種設備事故、中國游樂設施安全網統計的國外大型游樂設施事故,對2004年以來國內外大型游樂設施運營過程中安全事故進行調查和統計,共獲得169起事故數據,其中國內事故42起、國外事故127起。本文所收集的案例具有較強的代表性,基本包括了所有大型游樂設施運營過程中發生的典型事故類型。


2.1事故類型


根據已收集169起事故統計數據,將大型游樂設施的事故類型分為機械傷害、高處墜落、碰撞傷害、高空滯留、火災、觸電、物體打擊、坍塌、淹溺、突發疾病和其它危險因素等11種類型。各種類型的事故類別和數量以及所占的比例如圖1所示。


根據圖1中的統計數據可知,機械傷害、高處墜落、高空滯留和碰撞傷害是造成事故的主要危險因素,在統計的國內外169起大型游樂設施事故中,機械傷害事故44起,占25%,高處墜落事故33起,占20%,高空滯留事故30起,占18%,碰撞傷害事故22起,占13%,這四類事故占事故總數的76%,各類型事故所占比例均在10%以上。坍塌、淹溺、物體打擊、火災、觸電、突發疾病和其它危險因素分別占7%、5%、4%、3%、1%和2%,均小于10%。


機械傷害、高處墜落和高空滯留事故發生較多,主要是因為大型游樂設施大都涉及機械傳動部件和滾動部位,當設備故障安全防護裝置又失效時,極易引起機械傷害;現代大型游樂設施普遍具有高速運行、高空運行的特點,運行過程中出現異常情況時,容易發生高處墜落和甩出及高空滯留事故。


2.2事故涉及設備類型


按照發生事故的設備類型進行統計分析,發生事故的大型游樂設施包括滑行類、觀覽車類、陀螺類、飛行塔類、架空游覽車類、自控飛機類、轉馬類、無動力游樂設施類、水上游樂設施、小火車類、碰碰車類、賽車類和其它類共13類,事故涉及設備類型統計分析如圖2所示。


由圖2的統計分析結果可見:統計的2004年以來國內外169起大型游樂設施事故中,滑行類設備最容易發生事故,占事故總數的36%,其次是觀覽車類和陀螺類,分別占16%和11%。水上游樂設施、無動力游樂設施、飛行塔類、自控飛機類、小火車類、架空游覽車類、賽車類和碰碰車類,它們所占比例分別為8%、8%、7%、5%、2%、1%、1%和1%。


滑行類、觀覽車類、陀螺類設備事故發生次數較多,與其結構和運動特點密不可分,滑行類游樂設施速度快、方向不停變換、動作豐富,一旦出現問題,具有“不可控性”;陀螺類游樂設施像陀螺一樣不停繞一個軸旋轉,而且軸可隨時變動傾角,有些陀螺類設備除此之外,整個組件要繞更大的軸作變傾角旋轉,座艙還要繞著可變傾角做旋轉運動[11]。這兩類游樂設施都比較驚險和刺激,組合范圍廣泛、自由度高,容易發生事故。觀覽車類大型的一般高度較高,雖然運行緩慢,但發生故障后,設備停止運行,游客不容易疏散,容易出現高空滯留事故。


2.3事故原因


將統計的169起國內外大型游樂設施事故按事故原因進行分類,可分為設備因素、人為因素、管理因素、天氣因素和其它因素5類,各類原因導致的事故所占比例如圖3所示。


根據圖3的統計分析可以得出:統計的2004年以來國內外169起大型游樂設施事故中,引起大型游樂設施事故的主要原因是設備因素和人為因素,對應的事故數分別為92起和51起,分別占54%和30%,兩者之和占事故總數的84%。管理因素、天氣因素和其它因素,分別占8%、4%和4%。


3大型游樂設施的主要危險因素


根據上述事故案例統計分析的結果,并結合“人、機、環、管”系統,利用系統安全工程理論和方法,分析大型游樂設施的主要危險因素,為制定安全防范措施提供基礎。


3.1設備因素


設備因素是影響大型游樂設施事故的首要因素,從統計事故的情況來看,設備因素主要包括設備設計缺陷、設備故障、設備斷裂與損壞、安全裝置失效四個方面。


(1)設計缺陷


設計階段的缺陷主要體現在設計時選取的安全系數不夠,未能充分考慮游客乘坐時可能出現的問題。《游樂設施安全技術監察規程(試行)》和GB8408《游樂設施安全規范》對安全系數給予了明確規定,但設計人員卻對此知之甚少,致使一些游樂設施安全系數小于規范和標準規定值。另外在設計時,沒有充分考慮乘客乘坐需要和實際運行容易出現的問題,或者沒有考慮游樂設施動載系數,或者未能充分考慮應力集中的影響,這些都為以后設備運行埋下安全隱患。


(2)設備質量不合格


設備質量不過關主要體現在以下幾種情況:


① 部件未經熱處理。游樂設施在制造過程中,有些部件必須經過熱處理,否則設施的應力會產生脆性變化、裂紋、斷口等問題。

② 制造質量不過關。主要是:配合件間隙太大或太小,設備的配合件間隙過大,游樂設施運行時就不平穩;有的裝配過緊,配件間隙太小,轉動困難,有的甚至造成抱成燒瓦。另外,焊接時漏焊虛焊未開坡口造成受力脫焊、固定部件松動等。以上兩種原因均可能造成意外的發生。

③ 外購件質量差。主要體現在安全保護裝置質量差,制動器制動力矩不夠,安全壓杠未做型式試驗,安全帶鎖扣不可靠;繼電器等元件失靈,限位開關不起作用;玻璃鋼質量差,座艙受力后斷裂。


(3)設備故障


設備故障是設備因素導致事故發生的主要方面,主要是指設備設施投入運行后產生的故障,體現在設備負荷過大、連接失效、結構件斷裂、重要零部件磨損、金屬結構件腐蝕嚴重等等,由于維修保養不到位、不請專業人員進行維修、電路故障等也會引起的設備故障。


(4)安全裝置失效。


安全裝置是保證乘客安全乘坐大型游樂設施的重要保證。由于大型游樂設施具有高空、高速、多旋轉的特點,若安全防護裝置(例如安全帶、扶手、安全壓桿等)失效,主要體現在安全帶撕裂、安全壓杠不能充分束縛住游客、壓杠鎖緊裝置乘客能打開、人體束縛裝置設置不合理、制動器制動力矩不夠、限位和極限失效、未設置超速保護裝置等,乘客會在慣性作用下被甩出,直接造成人員傷亡。


3.2人為因素


人為因素是影響大型游樂設施事故的次要因素,主要分為維修人員、操作人員和游客等。


維修人員不按照作業指導書維護保養,未經原設計制造單位同意私自從事維修工作,修理質量較差導致設備損壞或安全性能降低;工作過程中不注意安全防護,導致自身安全事故。


操作人員造成事故的原因主要是違反操作規定和自身失誤。操作人員的專業素質和水平高低直接影響大型游樂設施運營過程發生事故的可能性,如果操作人員未經學習培訓取得專業資格證而上崗操作,必定會增加運營過程的風險。另外操作人員的工作經驗也對運營過程安全產生影響,工作經驗較少的員工相比工作經驗豐富的員工來講,發生事故的可能性較大。


還有操作人員責任心不強,疲勞作業等也會導致事故的發生。

游客造成事故的原因主要是違反乘坐規定和自身疾病突發,有些游客為追求刺激,乘坐過程采取冒險行為,有些游客不按規定要求,擅自按自己意愿行事,有些游客患有疾病,依然堅持乘坐。由于乘客的差異性較大,目前只能采取安全宣傳和現場引導來減少游客造成的事故。


3.3管理因素


管理因素主要是指大型游樂設施運營、監管單位管理方面的因素,包括有關法律法規、規章制度、標準規范和管理制度的建設以及運營單位的日常管理。根據事故統計分析結果可見,大多數大型游樂設施事故的發生都不是單因素引發的,是幾個因素相互影響、交叉作用的結果,而這些因素又通過管理因素緊密聯系在一起。管理因素主要體現在以下幾個方面:


(1)未主動落實使用單位責任主體;

(2)未建立實施安全管理管控體系;

(3)未建立或未實施安全管理制度;

(4)未明確使用管理的范圍和內容,比如應從規劃、采購及設備全生命過程進行管理;

(5)未提供足夠的安全投入;

(6)日常檢查和維護保養不到位;

(7)未對設備和人員進行充分的風險評價,包括人的不安全行為,物的不安全狀態,不能采取有效的預防措施。

(8)應急管理能力不夠,應急預案未考慮最不利工況下發生事故的救援,未建立社會應急救援預案。


3.4環境因素


從事故統計情況來看,環境因素主要指由于自然環境、天氣的變化造成的事故,這類事故的發生通常具有不可預測性,引起事故的比例很小,通常采用增加防范措施和應急措施來減少此類事故的發生。


4大型游樂設施事故的安全防范措施與建議


4.1提高產品質量和安全性能


(1)應該從設計、制造、安裝等主要環節上,進一步提升質量,提高系統可靠度,提高游樂設施的本質安全度,減少危險因素和隱患,保證游樂設施的質量和安全達到標準的要求,確保游樂設施能安全,主要措施有:直接安全技術措施、安全防護裝置等間接安全技術措施、報警裝置、警示標志等指示性安全技術措施和教育培訓措施。


(2)加強對游樂設施的設計制造源頭把關,關鍵零部件和構件的設計和制造要可靠,對安裝單位嚴把驗收檢驗關,從源頭保證設備的安全使用。


(3)對高速運動類和翻滾類大型游樂設施的安全保護裝置,應采取可靠的保護裝置,應有可靠性的驗證措施。


(4)降低設備故障率。要降低設備的故障率就必須使設備各個元件及整個系統的性能應始終能得到保證。


(5)鼓勵制造商應用新技術,科學的對設備進行狀態監控,科學統計工作循環次數和載荷狀況,對新的游樂設備和已經出廠的游樂設備進行新技術應用和改造,以保證游樂設備在使用年限內的安全運行。


(6)需要充分發揮有限元、仿真等軟件的優勢,通過模擬設備的運行軌跡、方式,對其結構的受力情況、運行狀態進行科學的計算和安全分析,確保設備的可靠性。


(7)加強質量信息采集,利用好APP或微信小程序信息化平臺,實時了解設備信息。由于現在有些企業,設備生產賣出去后就不管不問或者是對售后重視程度不夠,不了解設備的使用情況,要等到使用單位遇到解決不了的問題找上門才知道,沒有設備運行的基礎信息參照,事故原因及安全分析能力不足,也就導致售后服務跟不上。建議各企業對自己生產的在用設備,采用質量信息回訪制度,每半年或一年進行質量回訪或信息回訪,重視使用單位提出的意見,及時給予回復,并給合使用單位的反饋意見來優化和改善設備,提高設備的穩定性、可靠性和安全性,達到雙贏的目的。


(8)建立設備制造單位產品質量檔案,加強信用體系建設,對制造單位實行信用評價,這對進一步規范制造單位品控管理是一個有力的促進,也能進一步杜絕不合格產品進入市場。企業的誠信度,產品的性價比,后續服務品質,設備故率及處理效果等等均納入產品質量檔案,這樣不但有利于推進設備制造商自律和機制建設,同時還能規范行業競爭行為,凈化行業風氣,提高產品素質,共同維護行業利益,共同促進游樂設備行業健康發展。


4.2提高管理水平


目前國家和地方政府分別出臺文件,明確規定大型游樂設施在設計、制造、安裝、改造、維修、使用、檢測環節的相應要求,逐步形成規范化和標準化安全管理軌道。為進一步提高管理水平,大型游樂設施運營單位還需從以下幾個方面入手。


(1)對大型游樂設施設備進行分類分級管理,建立設備臺賬,對容易發生事故的設備進行重點監控,加強日常檢查、維護保養和安全檢測。

(2)應急預案中應對最不利工況制定有針對性的應急救援措施。

(3)加強對操作人員的培訓教育,提高操作人員的安全意識和操作技能,避免違章操作,保證操作人員持證上崗,操作崗位上的操作人員應相對固定。

(4)健全大型游樂設施的各項管理制度和操作規程。

(5)從事故預防的角度出發,對于未遂事故也要進行統計分析,把事故隱患消滅在萌芽狀態。


4.3加強游客乘坐安全宣傳和教育


為避免游客在乘坐過程中因自身原因發生事故,運營單位需在游樂設施前的明顯位置設立宣傳牌,包括游客乘坐須知、危險因素警示等,工作人員應積極宣傳告知乘坐注意事項,并在設備運行前親自為每位乘客檢查安全裝置是否完好和有效,同時主動觀察游客行為,如有不安全行為發生應及時制止。


5結論


本文通過對2004年以來國內外大型游樂設施事故案例的統計分析,分別從事故類型、設備類型和事故原因三個方面著手,找出事故的發生規律。根據“人、機、環、管”系統分析了大型游樂設施的主要危險因素,最后從提高大型游樂設施產品質量和安全性能、完善法律法規和安全監管、提高管理水平和加強乘客宣傳教育等四個方面,提出了相應的安全防范措施,以期指導我國大型游樂設施的運營安全。

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