第四章 交通安全技术

交通安全工程TrafficsafetyEngineering第四章交通安全技术目前，为了解决交通安全问题，交通运输部门采取了各种安全方法和手段。这些方法和手段中，基本上遵循了以下措施的实施步骤：1、从设计入手，达到从根本上先保证安全的目的。2、在交通运行的过程中，加强对移动设备、固定设备、环境等的状态以及运输对象实时监控的交通安全监控和检测技术。3、基于维护、维修的移动设备和固定设备的安全检测与诊断技术。4、紧急救援技术。§4.1交通安全技术概述一、交通安全设计的基本原则二、交通安全设计的基本手段三、预防事故的交通安全设计技术四、避免和减少事故损失的安全设计技术§4.2交通安全设计一、交通安全设计的基本原则安全技术可以划分为预防事故发生的安全技术及防止或减轻事故损失的安全技术，这是事故预防和应急措施在技术上的保证。交通项目的设计、设备、工艺过程是否安全，可从以下六个方面加以考虑。1、防止人失误的能力2、对人失误后果的控制能力3、防止故障传递的能力4、失误或故障导致事故的难易5、承受能量释放的能力6、防止能量蓄集的能力§4.2交通安全设计二、交通安全设计的基本手段为使交通系统符合上述基本原则，人们提出了许多种实施交通安全设计的基本手段。具有普遍性的基本手段从以下3个方面考虑：生产设备的事故防止对策防止能量逆流于人体的措施消除和预防危险及有害因素这些手段对交通安全设计具有指导意义。§4.2交通安全设计1、生产设备的事故防止对策:这是由日本学者北川彻三提出的，包括以下21项内容：§4.2交通安全设计（1）围板、栅栏、护罩；（2）隔离；（3）遥控；（4）自动化；（5）安全装置；（6）紧急停止；（7）夹具；（8）非手动装置；（9）双手操作；（10）断路；（11）绝缘；（12）接地；（13）增加强度；（14）遮光；（15）改造；（16）加固；（17）变更；（18）劳保用品；（19）标志；（20）换气；（21）照明。2、防止能量逆流于人体的措施由美国人哈登根据能量转移论的观点提出：（1）限制能量；（2）用较安全的能源代替危险性大的能源；（3）防止能量积聚；（4）控制能量释放；（5）延缓能量释放；（6）开辟能量释放渠道；（7）在能源上设置屏障；（8）在人、物与能源之间设置屏障；（9）在人与物之间设置屏障；（10）提高防护标准；（11）改善工作条件和环境，防止损失扩大；（12）修复和恢复。§4.2交通安全设计3、消除和预防危险、有害因素的基本原则针对设备和环境中的各种危险、有害因素的特点，在消除和预防危险、有害因素时，应坚持以下基本原则。（1）消除（2）减弱（3）屏蔽和隔离（4）设置薄弱环节（5）联锁（6）防止接近（7）加强（8）时间防护（9）距离防护（10）取代操作人员（11）传递警告和禁止信息§4.2交通安全设计三、预防事故的交通安全设计技术通过设计来消除和控制各种危险，防止所设计的系统在研制、生产、使用中发生导致人员伤亡和设备损坏的各种意外事故，是事故预防的最佳手段。为满足规定的安全要求，可以采用不同的安全设计方法。主要的安全设计方法有以下几种：§4.2交通安全设计1、控制能量对于任何事故，其后果的严重程度与事故中所涉及的能量的大小与类型紧密相关，因为事故中涉及的能量绝大多数情况下就是系统所具有的能量，因而用控制能量的方法，可以从根本上保证系统的安全性。§4.2交通安全设计2、危险最小化设计通过设计消除危险或使危险最小化，是避免事故发生，确保系统安全的最有效的方法。而本质安全技术则是其中最理想的方法。所谓本质安全技术，是指不是从外部采取附加的安全装置和设备，而是依靠自身的安全设计，进行本质方面的改善，即使发生故障或误操作，设备和系统仍能保证安全。在设计中，使系统达到本质安全是很难的，但可以通过设计使系统发生事故的风险尽可能地最小化，或降低到可接受的水平。为达到这一目标，设计系统时应从以下两个方面采取措施：通过设计消除危险；降低危险严重性。§4.2交通安全设计3、隔离隔离是采用物理分离、护板和栅栏等将已识别的危险同人员和设备隔开，以防止危险或将危险降低到最低水平，并控制危险的影响。隔离是最常用的一种安全技术措施。预防事故发生的隔离措施包括分离和屏蔽两种。前者指空间上的分离，后者指应用物理的屏蔽措施进行隔离，它比空间上的分离更加可靠，因而最为常见。§4.2交通安全设计4、闭锁、锁定和联锁闭锁、锁定和联锁是另一类最常用的安全技术措施。它们的安全功能是防止不相容事件发生或事件在错误的时间发生或以错误的次序发生。（1）闭锁：指防止某事件发生或防止人、物等进入危险区域，如油罐车上的闭锁装置，可防止在车体未接地的情况下向车内加注易燃液体。（2）锁定：锁定则是指保持某事件或状态，或避免人、物脱离安全区域。例如停车后在车轮前后放置石块等物体，可防止车辆意外移动而引发事故。（3）联锁：联锁装置主要应用于电气系统中，主要目的是保证在特定的情况下某事件不发生。如铁路编组站电气集中及联锁设备。§4.2交通安全设计5、故障-安全设计在系统、设备的一部分发生故障或失效的情况下，在一定时间内也能保证安全的技术措施称为故障-安全设计。故障-安全设计确保故障不会影响系统的安全，或使系统处于不会伤害人员或损坏设备的工作状态。按系统、设备在其中一部分发生故障后所处的状态，故障-安全设计分为3种类型：（1）故障-安全工作设计。保证在采取矫正措施前，设备、系统正常地发挥其功能，这是最理想的工作方式。（2）故障-安全积极设计。故障发生后，保持系统以一种安全形式带有能量，直至采取矫正措施。（3）故障-安全消极设计。当系统发生故障时，使系统停止工作，并将能量降低到最低值，直至采取矫正措施。§4.2交通安全设计6、故障最小化故障-安全设计在有些情况下并非总是最佳选择，如它可能会过于频繁地中断系统的运行，这对系统的运行是相当不利的，特别是对于需要连续运行的系统更是如此。因此，在故障-安全不可行的情况下，可采用故障最小化方法。故障最小化方法主要有降低故障率和实施安全监控两种形式。§4.2交通安全设计（1）降低故障率降低故障率是可靠性工程中用于延长元件和整个系统的期望寿命或故障间隔时间的一种技术。降低了可能导致事故的故障的发生率，就会减少事故发生的可能性，起到预防和控制事故的作用，即以提高可靠性的方法提高系统的安全性。降低故障率通常有以下6种方案。§4.2交通安全设计①安全系数②概率设计：采用强度与应力分布模型开展机械结构的概率设计③降额：降额是使元器件以承受低于其额定的应力方式使用。实现降额的方法有两种，一种是降低元器件的工作应力；另一种是提高元器件的强度，即选用更高强度的元器件。④冗余：冗余可分为并联冗余、备用冗余、表决冗余、串联冗余等。⑤筛选：排除绝大部分劣质元件，也可以剔除那些虽然通过了一般检查，但显示出使用寿命偏短的元件。⑥定期更换：在元件故障率升高之前，即在“浴盆曲线”接近右侧盆壁之前，及时更换元件以保持元件的低故障率。§4.2交通安全设计（2）安全监控利用安全监控系统对某些参数进行监测，保证这些选取的参数达不到导致意外事件的危险水平，也是一种使系统故障最小化的方法。安全监控方法可以指出系统是否正常运行，是否产生了不希望的输出，或某参数是否已超过了特定的阈值等等。通常情况下，安全监控系统往往也与警告、联锁或其它安全技术措施相结合，使操作者能够及时、正确地采取适当的措施。典型的安全监控系统通常包括4个功能，即检测、量度、判断和响应。检测和量度功能由检知部分来实现，因此典型的安全监控系统由检知、判断和响应三大部分组成。§4.2交通安全设计7、告警告警通常用于向有关人员通告危险、设备问题和其它值得注意的状态，以便使有关人员采取纠正措施，避免事故发生。告警可按人的感觉方式分为：视觉告警、听觉告警、嗅觉告警、触觉告警和味觉告警等。§4.2交通安全设计（1）视觉告警眼睛是人们感知外界的主要器官，视觉告警是最广泛应用的警告方式。视觉告警主要有：亮度、颜色、信号灯、小旗和飘带、标志、书面告警等告警方法。①亮度。为使人能集中注意力于危险区域，将存在危险之处高于没有危险之处，如对有障碍物处的照明可以减少人或车辆误入此区域的可能性。§4.2交通安全设计②颜色。通过明亮、鲜明或明暗交替的颜色，引起人们的注意，发出告警信息，如环卫工人身穿桔红色的反光背心，使机动车辆易于发现与识别。安全色分为红、蓝、黄、绿四种颜色。红色表示禁止、停止、消防和危险的意思。黄色表示提醒人们注意，需警告人们注意的器件、设备及环境，均应涂以黄色的标记，如各种警告标志、道路交通标志和标线、楼梯的第一级和最后一级的踏步前沿、防护栏杆等。蓝色表示指令，要求人们必须遵守的规定，如指令标志、交通指示标志等。绿色表示给人们提供允许、安全的信息。可以通行或安全的指示涂以绿色标记，如表示通行、安全信号旗等。§4.2交通安全设计对比色有黑、白两种颜色对比色是使安全色更加醒目的反衬色。黑色为黄色安全色的对比色，白色则为红、绿、蓝安全色的对比色。黑、白两色也可互为对比色。黑色用于安全标志的文字、图形符号、警告标志的几何图形和公共信息标志。白色则作为安全标志中红、绿、蓝三色的背景色，也可用于安全标志的文字和图形符号及安全通道、道路标志标线及铁路站台上的安全线等。红色与白色相间隔的条纹，比单独使用红色更加醒目，表示禁止通行、禁止跨越的意思，用于公路交通等方面所用的防护栏杆及隔离墩。黄色与黑色相间隔的条纹，比单独使用黄色更为醒目，表示特别注意的意思，用于各种机械在工作或移动时容易碰撞的部位。蓝色与白色相间隔的条纹，比单独使用蓝色更为醒目，表示指示方向，用于交通的指导性导向标志等。§4.2交通安全设计③信号灯。着色的信号灯是一种指示危险存在的常用方法。一般情况下，信号灯所用的颜色及所指的意义是：红色表示存在危险、紧急情况、故障、错误和中断等；黄色表示接近危险、临界状态、注意和缓行等；绿色表示良好状态、继续进行、准备好的状态、功能正常和在规定的参数限度内；白色表示系统可用或系统在运行中。闪动的灯光可用于引起人们的注意或指示紧急事件，效果比固定灯光更好。§4.2交通安全设计④小旗和飘带。飘带用于提醒、注意，如汽车超宽时在两边均系有飘带，提醒对面司机的注意；小旗则用于表示危险状态，如在开关上挂上小旗，表示正在修理或因其他原因不能合开关，爆破作业时挂上红旗以防止人员进入等。⑤标记。在设备上或有危险的地方可以贴上标记以示警告，如指出高压危险，功率限制，负荷、速度或温度限制等，提醒人们危险因素的存在或需要穿戴防护用品等。§4.2交通安全设计⑥标志。利用事先规定了含义的符号表示警告危险因素的存在或应采取的措施。国标GB2894-1996《安全标志》规定，安全标志由安全色、几何图形和图形符号构成，分为四种：禁止标志，基本型式为带斜杠的圆边框，图形背景为白色，圆环和斜杠为红色，图形符号为黑色。警告标志，提醒人们对周围环境引起注意，基本型式为正三角形边框，图形背景为黄色，三角形的边框及图形符号均为黑色。指令标志，是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施的一种图形标志。基本型式是圆形边框，图形背景为蓝色，图形符号为白色。提示标志，是向人们提供某种信息的一种图形标志。基本型式是正方形边框，图形背景为绿色，图形符号及文字为白色。§4.2交通安全设计⑦书面告警。在操作、维修规程，指令、手册、说明书及检查表中写进警告及注意事项，警告人们存在着危险因素，特别需要注意的事项及应采取的行动，必须使用的防护设备、服装或工具等；而且任何需要引起操作、使用者关注的危险都必须予以提及。§4.2交通安全设计（2）听觉告警在某些情况下，仅依靠视觉告警不足以引起人们的注意，而且尽管一个明亮的视觉信号能在很远看到，但在规定范围内，听觉信号效果会更好。听觉信号还可以用来提醒人们注意视觉信号，并通过视觉信号掌握更详尽的信息。一般在下列情况下，应用听觉信号较为合适的情况：①所传递的信息简短、简单、需要及时做出反应