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GB／T 39417-2020 大型游乐设施健康管理.pdf

根据用户提出的健 的参数及其范围，通过健康监测、健康评价和健康恢复，实现安全性、可靠性和经济性的协调统 游乐设施健康管理的流程如图1所示

GB/T 394172020

GB／T 50558-2019 水泥工厂环境保护设施设计标准4.5.4对健康管理人员应进行培训

4.5.4对健康管理人员应进行培训、考核，合格后方可上岗， 4.5.5健康管理人员应定期接受知识更新培训，以更新岗位知识和技能

5.1.1确定健康指标的依据是保证游乐设施本质安全的前提下，根据失效模式和失效机理分析，进行 险源识别、损伤和故障模式识别，找出导致失效的原因和影响因素，并区分主要因素和次要因素，同时 考虑降低运营成本，给出体现设备运行参数、运行环境、设备本体等健康状态的指标参数。 5.1.2健康指标的确定应遵循以下原则： a）对于新制造安装的设备，应根据健康管理要求，在设计的同时给出初步的健康指标，从制造过 程发现的质量问题对健康指标进行调整，安装、运行试验后根据安装和运行试验情况进一步调

确定健康指标的依据是保让 根据失效模式和失效机理分析，进 源识别、损伤和故障模式识别，找出导致失效的原因和影响因素，并区分主要因素和次要因素，同 降低运营成本，给出体现设备运行参数、运行环境、设备本体等健康状态的指标参数。

5.1.2健康指标的确定应遵循以下原则

健康指你的确定应遵循以下原则： a）对于新制造安装的设备，应根据健康管理要求，在设计的同时给出初步的健康指标，从制造过 程发现的质量问题对健康指标进行调整，安装、运行试验后根据安装和运行试验情况进一步调 整健康指标，在经过对投入运行的设备进行全面风险分析后，确定设备健康指标及其参考值 范围。 对于在用设备，根据用户健康管理要求，审核原设计、制造、安装的相关文件和历史运行记录， 经过风险分析确定健康指标及其参考值范围

5.2用户健康管理要求

用户根据本单位社会责任、经营理念、品牌策略、 顾客对象等方面的定位，对设备运行过程中的 经济、可靠等方面提出的综合要求，以达到用较低的经济成本保证设备安全、可靠运行，延长使用 在考虑健康指标及其参数时应综合考虑安全、可靠和经济的协调

5.3设计制造阶段健康指标的提出

设计制造研段应根 护装置等项目进行危险源辨 分析方法找出可能导致设备运行 失效的原因及后果，给出设 参考值范围

5.4安装完成后健康指标的确定

设备安装完成后应进行全面检验和运行试验，综合考虑发现的问题、运行环境、管理人员水平、游 等因素，对设计阶段健康指标及其参考值范围进行修正确定

5.5运行过程中健康指标的调整

，适时调整设备的健康指标及其范围

5.6.1游乐设施风险分析按GB/T34371的要求进行。 5.6.2风险可接受的水平由使用单位确认。健康指标参数应处于风险可接受水平内的范围；当风险接 近不可接受的水平时，应采取针对性的措施降低风险，对应需要调整设计制造和健康管理要求所确定的 相应健康指标参数。 5.6.3当风险判定为风险不可接受时，则需要提出风险控制措施建议，并根据风险控制措施调整健康

建康指标及其参数范围

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5.7.1健康指标包括健康管理项目以及关键零部件、损伤/故障/失效模式及产生原因、健康指标表征 参数及范围等。在健康评价过程中，健康管理项目作为1级评价指标，一般指设备的子系统，如钢结构， 列车等；关键零部件作为2级评价指标，一般为子系统的零部件，连接及机械传动等。如表1所示。 5.7.2健康管理项目是根据健康管理对象的特点，能够描绘健康管理对象的结构、运动和控制等特性 的项目，至少应有运行参数、机械系统、控制系统（液压与气动、电气）等。 5.7.3损伤/故障/失效模式是指根据导致健康管理项目发生损伤、故障或失效的典型模式，损伤/故 障/失效产生原因是指产生损伤/故障/失效的可能原因，为健康指标参数的设定提供依据。 5.7.4健康指标参数是表征健康管理项目及关键部件健康状态的参数，这些参数应能量化和进行检测 或监测，并应给出正常的范围

表1健康管理项目和指标参数

6.2健康监测实施流程

健康监测的实施一般采取日常巡检、定期检验的顺序进行，对部分需要进行状态监测的设备可 监测的参数，但不可替代法定的定期检验

健康监测方案包括健康监测对象、内容、周期和方法，健康监测方案的制定要综合考虑健康指标之 间的相互关联，以及各自的风险程度，并根据健康评价结果及时调整方案。健康监测的模式包括日常巡 检、定期检验和状态监测

日常巡检是保证大型游乐设施安全运行的重要环节，各个游乐设施使用单位都应制定全面的日常 巡检范围、巡检项目及巡检时机。 日常巡检一般采用人工检查的方式，也可采用自动化或机器人巡检。巡检内容包括每日开机试运 行的检查、运行周期检查和固定项目的每日巡检 日常巡检项目主要包括运行参数（电压、电流、压力、速度、运行周期、噪声等）、机械系统（结构的完 整性、机构动作的灵活性、零部件的缺失和松动情况、宏观变形、易损件的磨损情况、运行噪声等）、液压 与气动系统（漏气/液、压力、温度、响应速度、定位等）、 系统（电流、电压、温度等）等

定期检验是在设备运行一段时间后进行的固定周期检验。定期检验根据检验的项目不同采用不同 的周期和检测方法。 运行参数中的速度、加速度、运动状态等应根据设备特点和运行状态进行不定期的检测。 机械系统中的主要机械结构及重要部件可进行原位、局部拆卸和整体拆卸检验，主要手段是无损检 则技术，无损检测的实施除了满足设备的设计制造标准和制造厂提供的设备用户使用说明书的要求外 还应根据健康指标和日常巡检的结果来进行；此外，还应对机械系统中部分存在功能时效性的部件进行 力能性复核，警如安全压杠的弹簧等。 液压与气动系统的定期检验主要为对关键部件的功能性复核和运行状态观察，例如气缸与阀动作 是否灵活、管件老化龟裂、液压油状态、滤油器阻塞等。 电气系统主要是确保功能性部件的正常工作，警如开关触点检查、接近开关距离、接地系统等

日常巡检和定期检验具有一定的时效性，而游乐设施的失效具有一定的突然性，可通过对电压、电 流、压力、速度、温度、油样成分、振动和噪声等运行参数和结构件的磨损、腐蚀、开裂、变形等进行实时监 则，并通过历史数据比对和趋势分析进行故障诊断、预警和预知失效。 关键部件的状态还可通过部分参数间接获取，警如转动轴承的损伤、受变载荷的支撑部件和轨道的 疲劳等，可通过声发射或电磁信号间接评判

6.4健康监测结果输出

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表2定性指标等级对照表

7.3.3健康指标的半定量评价

通过仪器仪表的键康监测数据能定量化的指标 级划分和取值范围如表3～表5所示。 当健康指标的取值范围不大于某一阈值α时（如，飞行塔类游乐设施的桁架端面滑轮中心线对 水平面的高差应不大于40mm），则根据表3来判断其健康等级

表3不大于某一阅值类定量指标的等级对照表

当健康指标的取值范围不小于某一阈值α时（如，安全带带宽尺寸应大于或等于30 根据表4来判断其健康等级

b） 当健康指标的取值范围不小于某一阈值a时（如，安全带带宽尺寸应大于或等于30mm），则 根据表4来判断其健康等级

表4不小于某一阅值类定量指标等级对照表

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表5取值范围为一区间类定量指标等级对照表

7.3.4整机的健康等级评价

平价 分为I、IⅡ、Ⅲ、IV四个等级，按如下步骤执行： a 根据重要指标的数量初步判定整机的健康等级，评价准则如表6所示，即： 1 当重要指标都是A级时，判定整机为I级； 2） 当重要指标有1项～5项为B级时，判定整机为Ⅱ级，大于5项为B级时，判定整机为 Ⅲ级； 3） 当重要指标有1项为C级时，判定整机为IⅡ级，2项～5项时判定整机为Ⅲ，大于5项时判 定整机为IV级； 4 当重要指标存在1项为D级时，判定整机为IV级

于重要指标级别和数量的整机健康等级评价准则

根据一般指标的数量再次判定整机的健康等级，评价准则如表7所示，即： 1）当一般指标都是A级时，判定整机为I级； 2）当重要指标有1项～5项为B级时，判定整机为I级，大于5项为B级时，判定整机为 ⅡI级； 3）当一般指标有1项～5项为C级时，判定整机为IⅡ级，大于5项时判定整机为Ⅲ级；

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4）当一般指标存在1项～5项为D级时，判定整机为Ⅲ，大于5项时判定整机为IV级。

基于一般指标级别和数量的整机健康等级评价准

7.4评价结果及采取措施

健康评价等级I、ⅡI、Ⅲ、IV分别对应于游乐设施健康状态的“健康”“亚健康”“微病态”和“病态” 个定性状态，如表8所示。 对于评价结果为“健康”的设备，允许使用，正常维保。 对于评价结果为“亚健康”的设备，允许使用，应提出相应措施消除不健康因素，同时缩短检查检验 周期。 对于评价结果为“微病态”的设备，允许使用，应确定不健康因素，预测未来健康风险和剩余寿命，且 需增加状态监测措施，应尽早安排修理，调整下一步的健康监测方案和健康指标参数范围。 对于评价结果为“病态”的设备，应立 ，直接报废或安排修理以恢复健康

表8大型游乐设施健康评价分级及对应维护保养策略

健康恢复是指对健康评价中确定的不健康因素进行人工干预，使大型游乐设施恢复健康状态 对评价为“病态”的设备可进行技术与经济评估。对于评估为不可恢复或无经济价值恢复健康的 应直接报废；对评估为可恢复健康的设备，应根据产生不健康的原因制定健康恢复方案

8.2.1工作参数调整

根据健康评价的结果，在日常管理中及时调整不健康的工作状态，主要是通过监控操作面板的显示

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信息、读取各仪器仪表的数据 行状态等信息来掌控游乐设施的运行状态，一旦发现 游乐设施的健康指标参数偏离了正常范围，可通过调整游乐设施的运行参数（警如速度、加速度、运行周 期等）使得其健康指标恢复到正常范围内。

8.2.2外部环境改造

外部环境改造是指排除周围环境的不健康因素 外部环境改造包括对游乐设施运行环境进行改造、对乘客进行安全教育等来规范乘客的乘坐行 过开展岗前培训、继续教育和严格执行持证上岗等手段来强化管理和业务水平等。

保养维修指对游乐设施设备本身的不健康因素进行维护保养、修理或改造 对于润滑、清洗、备品备件修复和小缺陷处理等，采用日常维护保养方式， 对于主要受力零部件存在裂纹、严重变形、严重磨损和腐蚀等情况，应予以更换 对子系统或整机的安全技术性能下降达不到设计的基本要求时，应根据诊断和评估的结果进行修 理或更换。 对于发生故障、事故或重大自然灾害损伤的设备，要进行重大修理或改造

对实施健康 试险评价，以重新修订设备的 理方案，重点调整健康指标参

9.1记录和文件控制的目的： a）保存游乐设施全寿命周期安全运行与维护所需的历史信息； b）保存游乐设施健康管理有效性和合规性的客观证据； c）保存决策制定和审批的相关资料， 9.2使用单位应建立和管理涉及游乐设施设计、制造、安装、运行、维保，直至报废阶段健康管理活动的 记录和文档。 9.3使用单位应建立记录和文档管理计划以及识别、收集和存储以下记录和文档： a）与游乐设施健康管理系统相关的文件、记录和报告； b）与其他设备管理方案相关的文档；

9.1 记录和文件控制的且的:

便用单位应建立记录和文档管理计划以及识别、收集和存储以下记录和文档： a）与游乐设施健康管理系统相关的文件、记录和报告； b）与其他设备管理方案相关的文档； c）管理计划应包含电子和纸质记录和文档的管理流程

表A.1大型过山车健康评价指标及评价内

A.3评价指标的量化处理

A.3.1评价体系结构

在上述健康评价指标体系及评价内容的基础上，抽取出定性和定量评价分量，定性分量用模糊性谱 言表示，定量分量用△表示。若某些指标不能定量化，即不能抽取定量分量，则该类指标完全采用定 性分量来标度。抽象化大型游乐设施整机的健康评价指标体系的层次结构如图A.2所示。即，对应 表A,1将整台设备分为目标层、1级和2级3个层级以及检测数据；其中检测数据以定性或定量的方式 来描述指标的相应评价内容。

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表中［·为相应的许用值；αtest、Ti.test、Td,test、ftest等为实际测试值，是关于时间变量t的函数， 是健康状态数学模型的输入量之一，体现了健康评价中数据来源的动态特性，是实现动态的健康评价的 基础；为相应的无量纲化处理值。 分析表A.4可知，本例中的定量评价信息可以通过壁厚、应力应变、裂纹长度（活性缺陷）、振动、温 升、外观几何尺寸等来表征磨损、腐蚀、强度、开裂、异常声响、过热、变形等损伤或故障模式。采取的检 测手段或方式主要有：光纤光栅应力测试、声发射、电磁超声、涡流、磁粉、红外、游标卡尺等。通过对 2019年期间开展的定检、目常维保、状态监测数据的收集和整理，并根据表A.3原则进行无量纲化处 理，结果如表A.4所示。如，根据表A.1的评价内容，采用疲劳、裂纹、壁厚等参数从客观的角度反映了 2级指标轨道及立柱的健康情况。其中值△，.track（C11）三0.76，是通过测试应力，根据线性累积损伤理 论，并进行无量纲化处理，得出的疲劳程度，用以表征轨道和立柱的强度情况。值△wear.whel（C23）=0.62 是通过游标卡尺测量并经无量纲化处理所得，从客

表A.4大型过山车的定量健康评价数据

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A.4整机健康状态评价

A.4.1整机健康等级设定

健康等级（I/IⅡI/IⅡ/IV）分别对应于“健康”“亚健康”“微病态”和“病态”4个状态（见表A.5），条件 合适的可综合给出设备的健康评分

大型游乐设施健康评价分级及对应维护保养策

A.4.2指标权重的计算

采用层次分析法对客层健康指标进行权重计算，参照表A，1的指标体系，依据表A.2的评分规则， 时本研究对象的健康指标参数建立模糊一致性判断矩阵R，并计算各层指标的权重值，1级指标和前两 顶2级指标的权重值W分别见表A.6和表A.7

A.4.3整机综合评价

A.4.3.1评价构成

括定量指标合成，定性和定量合成，整机健康状态

A.4.3.2定量指标合成

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参考表A.1并利用式（A.2），将反应评价内容的客观值进行模糊合成，即为相应2级指标的健康状 态值，合成结果见表A.8。如表中第二行的2级指标轨道和立柱△（Cn），是由该项对应评价内容的客 观信息（疲劳、裂纹、壁厚、轨距、磨损等）合成而来，结果为0.76

:(t)=pa.(t)°pa(t):p"(t)(i=1,2,",7)

其中，“。”为模糊合成算子M（④」A1V）（表示有界乘法、和、取大或者取小运算）；t表示时间 变量；p；（t）（i=1，2，，7）表示指标的健康状态值，P；（t）表示实际测试值或计算值，Pa（t）表示 主观评估值，力：（t）表示重要项，且满足式（A.3）：

[P, (t)=R E[O,+) pa,(t)=R'E [0,1] p*(t)=(0,1)

表A.8客观健康指标数据合成值

A.4.3.3定量和定性指标合成

利用式（A.2)对A.3.2中的定性指标和表A.8中的定量进行模糊合成，结果如下 0.76X0.84=0.64,P12=01212=0.76,P21=02121=0.76,P22=02222=0.82,P2

式（A.2)对A.3.2中的定性指标和表A.8中的定量进行模糊合成，结果如下：P11=1°△11： 84=0.64，12=01212=0.76，21=02121=0.76，22=02222=0.82，23=0223=0.49

P24=02424=0.86,P25=02525=0.84，26=02626=0.9,P31=0131=0.73,P32=03232=0.75, P41=01=0.86,42=04242=0.88P43=0433=0.78，51=0511=0.84,52=05252=0.80 053=05=0.7161=06161=0.73,62=06262=0.75,=01=0.6972=0722=0.68 273 =073°△73 =0.63。

JLZJ-Y-GL-001-2020 北京市普通公路日常养护预算编制办法（路基、路面、桥梁、泵站、运行保障）(试行)A.4.3.4整机健康状态评价

在上述健康指标权重和评价值的基础上，利用式（A.4)计算整机的健康状态值H。（t），再根 A.5确定健康等级，

式中： W=(W1,W2,,W}为各向量的权重； h（·）表示健康状态指标变换算子，用于对p（t）进行无量纲化，具体形式视情况而定 a）1级指标健康状态计算与评价

（·）表示健康状态指标变换算子，用于对p（t）进行无量纲化，具体形式视情况而定。 a）1级指标健康状态计算与评价 评价矩阵： Hi=f(Wi,hi(.)(pi(t)))=W,·Pi=(w11w12). P11 =(0.580.42) · =0.69 1力12 H2=0.76,Hs=0.74,H.=0.84,Hs=0.80,H。=0.74,H,=0.67。 整机健康状态计算与评价 通过表A.1、表A.2和图A.2所反应的大型游乐设施健康评价指标体系层次结构以及 式（A.4)，易知a)中的计算结果H，～H，，即为本过程中的P（P,～P,）。 整机健康状态值：

P11 =(0.580.42) 0.64 1=f(W,h()(p(t)))=W,·P=(w11w12). =0.69， 0.76

整机健康状态计算与评价 通过表A.1、表A.2和图A.2所反应的大型游乐设施健康评价指标体系层次结构以及 式（A.4)，易知a)中的计算结果HGBT 50081-2019 混凝土物理力学性能试验方法标准，～H，，即为本过程中的P（P,～P,）。 整机健康状态值：

(0.180.160.210.160.090.100.10) (0.690.760.740.840.800.740.67)7

即，整机健康状态值Hs为0.75，根据表A.5定义的健康等级，可以判定该大型弹射式过山 的健康状态为Ⅱ级（亚健康）