摘要：目前，人們的精神文化生活日漸豐富，各種類型的大型游樂主題樂園相繼開放，讓人們的娛樂生活變得更加豐富多彩。然而我國大型游樂設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，大型游樂設(shè)施的制造、安裝、使用、維護(hù)等都相應(yīng)缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，從而導(dǎo)致了大型游樂設(shè)施在使用過程中的眾多問題。文章針對(duì)大型游樂設(shè)施安全評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：大型游樂設(shè)施；安全評(píng)價(jià)技術(shù)；評(píng)價(jià)方法；大型游樂主題樂園；設(shè)施故障 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU714 文章編號(hào)：1009-2374（2016）29-0170-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.079

當(dāng)前我國各種類型的大型游樂設(shè)施故障發(fā)生率位居全球前列。大型游樂設(shè)施的安全性直接影響著游客在使用大型游樂設(shè)施中的人身安全，存在較大的社會(huì)安全隱患。鑒于此，建立高效、科學(xué)的大型游樂設(shè)施安全評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用合理的安全評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)于保證大型游樂設(shè)施的安全顯得十分重要。因此，文章主要針對(duì)我國大型游樂設(shè)施的安全現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并且針對(duì)其安全評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了闡述。

1 我國大型游樂設(shè)施安全現(xiàn)狀

1.1 質(zhì)量不合格

大型游樂設(shè)施質(zhì)量不合格主要是指當(dāng)前大型游樂設(shè)施在設(shè)計(jì)、材料選擇使用、焊接制造等環(huán)節(jié)中存在著沒有滿足國家相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，在安裝與改造環(huán)節(jié)中沒有符合相應(yīng)的安全技術(shù)規(guī)范而存在的質(zhì)量問題。針對(duì)當(dāng)前大型游樂設(shè)施存在的質(zhì)量不合格問題，大型游樂設(shè)施生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該嚴(yán)格遵循國家頒布的安全技術(shù)規(guī)定來開展安全管理工作，始終秉持安全人機(jī)工程學(xué)原則來保證大型游樂設(shè)施的安全。游樂園在使用大型游樂設(shè)施的時(shí)候，應(yīng)該購買擁有設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明、安裝使用維修說明等正規(guī)廠家生產(chǎn)的游樂設(shè)施，并要求有安裝資質(zhì)的安裝單位按技術(shù)規(guī)范進(jìn)行安裝，從而減少大型游樂設(shè)施的質(zhì)量問題，降低大型游樂設(shè)施的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 操作不當(dāng)

大型游樂設(shè)施在運(yùn)行使用的過程中由于工作人員缺乏專業(yè)性，時(shí)常出現(xiàn)操作不當(dāng)、違規(guī)使用的情況。在使用過程中沒有按照操作規(guī)范與指示進(jìn)行操作，在沒有明確規(guī)章制度與操作規(guī)程的情況下開始使用。同時(shí)，由于大型游樂設(shè)施操作人員流動(dòng)性大，存在部分員工在沒有了解大型游樂設(shè)施操作程序的情況下就上崗操作。鑒于大型游樂設(shè)施在日常操作使用中存在的這一問題，需要在大型游樂設(shè)施操作人員上崗前進(jìn)行專業(yè)而充分的培訓(xùn)工作，保證其能夠以專業(yè)的工作技能操作大型游樂設(shè)施。將大型游樂設(shè)施的安全操作與其績(jī)效掛鉤，實(shí)施獎(jiǎng)懲制度，激勵(lì)大型游樂設(shè)施操作人員可以嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行。

1.3 超期使用

大型游樂設(shè)施中同時(shí)也普遍存在設(shè)備與裝置到合格期后沒有進(jìn)行年檢或者使用雖然經(jīng)過年檢但沒有通過年檢的設(shè)備。我國明確規(guī)定大型游樂設(shè)施必須要在經(jīng)過國家檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的合格批注才可以運(yùn)行使用。而部分游樂園的大型游樂設(shè)施經(jīng)營者出于節(jié)約成本或省事的目的，往往存在逃避檢驗(yàn)的情況或者僅僅開展自檢與安全備案，給大型游樂設(shè)施的安全運(yùn)行埋下了巨大的安全隱患。

1.4 維護(hù)不當(dāng)

大型游樂設(shè)施在游樂園的運(yùn)營過程中普遍存在后期維護(hù)不當(dāng)，沒有在規(guī)定時(shí)間到設(shè)備安全監(jiān)測(cè)部門對(duì)設(shè)備的安全性進(jìn)行檢測(cè)的情況，在日常運(yùn)營中存在違法使用的情況。針對(duì)大型游樂設(shè)施維護(hù)工作，游樂園需要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范，采用定期檢驗(yàn)的方式避免大型游樂設(shè)施由于維護(hù)不當(dāng)所導(dǎo)致的安全隱患。大型游樂設(shè)施需要定期維護(hù)的部件包括安全附件、安全保護(hù)裝置等。大型游樂設(shè)施需要每月進(jìn)行一次全面的檢查與維護(hù)，如維護(hù)檢修過程中出現(xiàn)異常情況需要及時(shí)進(jìn)行處理，直至安全隱患消除。另外，在大型游樂設(shè)施存在嚴(yán)重安全事故隱患、失去維修價(jià)值的情況下必須強(qiáng)行報(bào)廢。

2 大型游樂設(shè)施安全評(píng)價(jià)技術(shù)

2.1 有限元分析技術(shù)

在大型游樂設(shè)施中海盜船是十分常見的設(shè)備之一，在海盜船運(yùn)行使用過程中安全杠是保護(hù)游客乘坐安全的主要元件之一，其強(qiáng)度指標(biāo)是保證安全的關(guān)鍵。本次研究的海盜船安全杠組件材料為AISI304，不銹鋼管焊接制作而成，鋼管初始厚度在1.5mm左右。材料許用應(yīng)力為500MPa。游客在乘坐海盜船過程中雙手的推力主要作用在安全杠的橫梁上，如圖1所示。

乘客雙手推力作用力假設(shè)為250kg，按照五人乘坐來進(jìn)行計(jì)算，其總推力為1250kg?，F(xiàn)使用COSMOSWorks下進(jìn)行有限元分析。在對(duì)材料進(jìn)行定義分析后將AISI304材料的力學(xué)屬性輸入有限元分析程序當(dāng)中，1250kg的力通過有限元分析最大應(yīng)力大于1200MPa，遠(yuǎn)大于材料的許用應(yīng)力值500MPa，因此需要對(duì)安全杠橫梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改?；趶?qiáng)化零件強(qiáng)度的目的，可以加大不銹鋼管的厚度，將原來的1.5mm增加至3mm，同樣適用AISI304不銹鋼管。在其他條件與環(huán)境保持不變的情況下重新對(duì)有限元格進(jìn)行計(jì)算。在增加鋼管厚度后，最大應(yīng)力計(jì)算得出為432MPa，小于材料的許用應(yīng)力500MPa，但與材料的許用應(yīng)力相差較小。由于游樂園大型游樂設(shè)施需要更高的安全性，因此可以通過轉(zhuǎn)變海盜船模型參數(shù)的方式來對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而以實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)。

2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)

虛擬樣機(jī)技術(shù)即為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，其是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)下的計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)，其可以從視覺、聽覺、觸覺、行為、功能上對(duì)真實(shí)產(chǎn)品進(jìn)行模擬。使用虛擬樣機(jī)技術(shù)可以在精確建立設(shè)備運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模型、控制模型的基礎(chǔ)上來進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬設(shè)備過程，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、受力過程、控制邏輯等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)與記錄，并且對(duì)大型游樂設(shè)施關(guān)鍵工件的強(qiáng)度進(jìn)行研究，從而建立一種計(jì)算機(jī)技術(shù)下的大型游樂設(shè)施安全檢查途徑，進(jìn)而對(duì)大型游樂設(shè)施實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)安全評(píng)估、事故再現(xiàn)分析、設(shè)計(jì)驗(yàn)證模擬等功能。另外，在建立大型游樂設(shè)施檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中可以對(duì)大型游樂設(shè)施進(jìn)行跟蹤控制管理，以便第一時(shí)間對(duì)大型游樂設(shè)施的狀態(tài)與未來運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)與預(yù)測(cè)。

2.3 在線檢測(cè)技術(shù)

在線檢測(cè)技術(shù)是一種針對(duì)大型游樂設(shè)施有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)擁有友善的人機(jī)互動(dòng)界面，使得大型游樂設(shè)施管理人員可以更加便捷地對(duì)大型游樂設(shè)施進(jìn)行監(jiān)督管理。其中GIS技術(shù)下的在線檢測(cè)技術(shù)是相對(duì)主流的技術(shù)之一，其能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：第一，基本信息的輸入。通過GIS在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以將各大型游樂設(shè)施數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，以便能夠隨時(shí)對(duì)大型游樂設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯；第二，對(duì)大型游樂設(shè)施運(yùn)行歷史進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。通過輸入設(shè)備編號(hào)與時(shí)間可以對(duì)大型游樂設(shè)施當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查詢，為大型游樂設(shè)施的管理與檢修維護(hù)提供充足的數(shù)據(jù)；第三，GIS在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以利用模糊層次分析法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合方式來設(shè)計(jì)安全評(píng)估系統(tǒng)。例如，在對(duì)過山車進(jìn)行檢測(cè)的過程中可以先針對(duì)過山車建立安全狀態(tài)層次分析模型，然后使用層次分析法對(duì)影響過山車安全運(yùn)行的各類因素權(quán)重進(jìn)行分析，最后使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來選擇所占權(quán)重較大的安全影響因素來對(duì)過山車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全評(píng)估。

2.4 無損檢測(cè)與電磁檢測(cè)技術(shù)

大型游樂設(shè)施常用的無損檢測(cè)技術(shù)包括超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等。超聲檢測(cè)：一般來說大型游樂設(shè)施使用超聲檢測(cè)的對(duì)象都是直徑大于M36的重要軸與銷軸。在大型游樂設(shè)施制造過程中需要100%使用超聲進(jìn)行檢測(cè)，在大型游樂設(shè)施的后期維護(hù)工作中需要進(jìn)行20%的抽查。所使用的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4162，缺陷等級(jí)評(píng)定需要高于A級(jí)。磁粉檢測(cè)：大型游樂設(shè)施的表面與近表面裂縫是大型游樂設(shè)施需要著重檢測(cè)的內(nèi)容。大型游樂設(shè)施的鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)部零件、焊縫等位置都嚴(yán)格禁止裂紋的出現(xiàn)。由于通常大型游樂設(shè)施的受力部件都是鋼材質(zhì)，因此使用磁粉檢測(cè)成為了最為普遍的無損檢測(cè)技術(shù)之一。在使用磁粉技術(shù)時(shí)，要對(duì)大型游樂設(shè)施的表面進(jìn)行清潔處理，避免表面存在污漬、鐵銹等物質(zhì)。通常來說均使用打磨處理技術(shù)，在完成打磨后要求工件表面的粗糙程度要低于或等于25μm。在對(duì)元件的靈敏度進(jìn)行檢測(cè)完成后就可以對(duì)工件開展磁化檢測(cè)工作。通常磁化工作持續(xù)時(shí)間為0.5～2s，同時(shí)加以適當(dāng)?shù)拇艖乙?，磁粉濃度分布要均勻。在?duì)受檢區(qū)域檢測(cè)的過程中需要進(jìn)行兩次重復(fù)的90。交叉磁化檢測(cè)，從而減少漏查情況的出現(xiàn)。在利用磁粉檢測(cè)技術(shù)對(duì)游樂園勇敢者轉(zhuǎn)盤游樂設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)的過程中，發(fā)現(xiàn)油缸銷軸支座焊縫裂紋，并且檢測(cè)到桁架焊縫裂紋并擴(kuò)及母材。如圖2所示：

鐵磁性材料表面裂紋電磁檢測(cè)技術(shù)?；趶?fù)平面分析的金屬材料焊縫電磁檢測(cè)技術(shù)可以在存在防腐層的基礎(chǔ)上利用特殊點(diǎn)式探頭來對(duì)焊縫表面進(jìn)行全面而快速的掃描檢測(cè)，并且可以對(duì)其中發(fā)現(xiàn)的裂紋深度進(jìn)行測(cè)量。這一技術(shù)可以快速而準(zhǔn)確地對(duì)金屬材料焊縫進(jìn)行定性定量評(píng)估。在集膚效應(yīng)的作用下，波形幅度與裂紋深度之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，因此可以通過人工對(duì)比試樣的方式來獲得更加精確的結(jié)果。該技術(shù)檢測(cè)結(jié)果與裂紋的走向之間存在密切的關(guān)系，為了避免出現(xiàn)漏檢的情況，需要根據(jù)科學(xué)的操作方法來進(jìn)行兩次或以上的垂直檢測(cè)掃查。圖3為一臺(tái)高空觀覽車大軸在進(jìn)行檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)有2mm深度的表面裂紋信號(hào)。如圖3所示：

3 結(jié)語

從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國大型游樂設(shè)施行業(yè)將會(huì)朝著更高、更快、更有樂趣的方向發(fā)展，而更多的高科技技術(shù)將被運(yùn)用到大型游樂設(shè)施中，各種類型的組合式大型游樂設(shè)施將更加復(fù)雜。鑒于此，針對(duì)大型游樂設(shè)施的安全評(píng)價(jià)技術(shù)就更加重要。各種類型的安全評(píng)價(jià)技術(shù)將會(huì)伴隨著大型游樂設(shè)施的成熟而不斷朝著多元化的方向持續(xù)發(fā)展，為大型游樂設(shè)施的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

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作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)波（1983-），男，湖北人，廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院工程師，碩士。

（責(zé)任編輯：周 瓊）