Biztosítóberendezések szerkesztése

Az előadások a következő témára: "Biztosítóberendezések szerkesztése"— Előadás másolata:

1 Biztosítóberendezések szerkesztése

2 A közlekedési rendszer veszélyforrásai
Pl. ha a váltó nem arra áll… Vagy a fék nem úgy fog…

3 1991 Macs (Vörös bejárati jelző meghaladásának következménye)
Forrás: Internet (Bárdos Imre)

4 Az emberi hiba Bonyolult folyamat Monotonitás Feledékenység
Beidegződés Fáradtság Betegség Figyelemelvonás stb

5 Ok-következmény analízis: a személyi feltételek hatása (pl. fáradtság)

6 A baleset elkerülhetősége: A Ramsey-modell

7 A biztosítóberendezések célja
Az irányítás/szabályozás tevékenységi körében a biztonság feltételeinek önműködő ellenőrzése A feltételek, kölcsönös kizárások, elzárások, beállítások önműködő végrehajtása A feltételek teljesülésének önműködő kijelzése (vagy az irányított folyamat indítása/tiltásának megszüntetése)

8 A biztosítóberendezés szerkesztéshez kapcsolódó fogalmak
Meghibásodás: valamely alkatrész vagy részegység valamely meghatározott jellemzőjétől való eltérés Hiba: meghibásodás következtében a rendszer vagy alrendszer nem a tervezett módon működik veszély: a rendszer, alrendszer olyan hibája, amely balesethez vezethet biztonság: a veszély hiánya baleset: nem szándékos esemény, vagy események sorozata, amelynek következtében halál, sérülés, anyagi, illetve környezeti kár keletkezik fail-safe: hibabiztos viselkedés, a rendszer egyik hibája sem minősül veszélynek Figyelem! Ezen meghatározások csak e tantárgy megértéséhez elegendő pontosságúak!

9 A biztosítóberendezés szerkesztéshez kapcsolódó fogalmak (2)
A veszély tehát a biztosítóberendezés olyan meghibásodása, amely a berendezés működését (funkció) olyan módon változtatja meg, hogy az balesethez vezethet. A veszély tehát nem maga a baleset, hanem annak lehetősége! A biztonság a rendszer veszélymentes állapotának elérése és abban tartása.

10 A biztosítóberendezés szerkesztéshez kapcsolódó fogalmak (2)
A hiba,a veszély és a baleset kapcsolata

11 Egy útátjáró-baleset…
Ok: emberi hiba (pl. figyelmetlenség) + a hiba elkövetésének helye (útátjáró) + egyéb körülmények Eseménytrigger: az autóval egy időben éppen arra járt egy vonat

12 Néhány becslés és… Kb. minden 10. meghibásodás okoz hibát
Kb. minden 10. hiba veszélyes Kb. minden 10. veszélyhelyzetben következik be baleset Szakmánk hátránya: a végletesen ritkán előforduló veszélyekből fakadó, alig hihető balesetek ellen védekezve minél jobban megközelítjük a célt, annál feleslegesebbnek látszunk. Teljes biztonság nem létezik.

13 A biztosítóberendezési technika áttekintése (1) a mechanikus korszak
Az első biztosítás a bakter az ő zászlajával (10-3, 10-4) Jelzőberendezések (a kosártól a fényjelzőig) Az első nagy ugrás: a mechanikai kizárások A műszaki biztonság első intézkedése: a mechanikai túlméretezés A távoli függések első eszközei: harangjelzés, a vonalbot, a token (vagy bármi, amiből csak egy van!) A második nagy ugrás: a blokkelem és a szigetelt sín A mechanikai szilárdság, mint „elveszíthetetlen” tulajdonság és az állandó emberi közreműködés a biztonság alapja. Az energiaszegény állapot (a gravitáció és a dilatáció kivételével) a biztonsági méretezés alapelve.

14 Mechanikus jelzők (Angol, német példák)

15 A távolhatás eszköze: rúd, vonóvezeték
Mechanikai kizárások

16 Utoléréskizárás (token)

17 A mechanikus berendezések biztonsági megfontolásai
A legfőbb hibahatás a kopás, külsőtéren a dilatáció és a környezeti hatás Szűk funkcionalitás, ezért nincs szükség funkcionális megfontolásokra, a funkció közvetlenül átlátható minden résztvevő részéről Előbb zár, aztán old szekvencia, (túlfedések) A gépi algoritmushoz társuló emberi ellenőrzések (vágánybenézés, vonatvégmegfigyelés, kicsappantási próba, körözés, zászlózás) A gépi algoritmus kijátszása és az ügyetlenség ellen kell védekezni, nem a berendezés hibája ellen (hosszú blokk, csereelzáró, ismételt blokkolást megengedő kilincs, stb)

18 A biztosítóberendezési technika áttekintése (2) A jelfogós korszak
A biztonsági jelfogó (kényszervezetés, kettős megszakítás, nem hegedő érintkezők, feltapadás elleni védelem, alapállás elérése gravitációval vagy rugóval) Átmeneti berendezések (mechanikus függések, reteszmágnesek, függőségi jelfogós áramkörök) Jelfogós biztosítóberendezések A biztonság alapja az ismert biztonsági tulajdonságú jelfogó, az ellenőrzött kapcsolástechnika és a funkcionális biztonság megfontolása. Járulékos biztonsági és forgalomtechnikai változások (szigeteléskikapcsoló, hívójelzés, visszajelentések, a felügyelt terület kiterjesztése a láthatósági határon túlra, stb)

19 Kényszervezetett jelfogó

20 A jelfogós berendezések biztonsági megfontolásai (1)
Gazdagabb funkcionalitás, a funkcióbiztonsági megfontolások megjelenése (ugyanakkor a funkcionális ellentmondások még átlátható kapcsolástechnikai problémaként jelentkeznek) A funkcionalitás átlátható, jól oktatható, ismertté tehető a szükséges körben (jóváhagyók, forgalmi szolgálat, balesetvizsgálók) A biztonsági (veszélytelen) állapot előre definiálható (de: sorompó) A jelfogó biztonsági tulajdonságaiból levezetett kapcsolástechnikai szabályok kidolgozottak, betartásuk utólag ellenőrizhető A biztonsági kapcsolástechnika zárt ellenőrző algoritmussal legtöbbször csak a jelzőállítás és az oldás megakadályozására, mint biztonsági reakcióra teljesül teljes körűen Funkcionális működés hibaállapotokban is még vizsgálható, jól javítható

21 A jelfogós berendezések általános biztonsági megfontolásai (2)
Az energiaszegény állapot fenntartásáról külön gondoskodni kell A hibafelderítés általában pontszerű, működtetéshez kötött A funkcionális állapotok száma kézben tartható, összefüggéseik átláthatóak Jól tipizálható áramkörök, alapáramköri megoldások miatt a helyspecifikus adaptálás szinte nem igényel műszaki biztonsági megfontolást

22 Az I. osztályú jelfogós berendezések biztonsági megfontolásai
A nagy biztonsággal méretezett jelfogó ejtőképessége és érintkezőjének megszakító-képessége bármely reálisan feltételezhető hiba esetén bizonyítottnak tekinthető Egyszerű, funkcionálisan közvetlenül értelmezhető áramkörök, a funkcionális biztonság szinte közvetlenül belátható Viszonylag kevés szekvencia-fokozat, a biztonság viszonylag szűk eseménytérre vizsgálandó Nagyon feszes kapcsolástechnika (többnyire nincs támaszjelfogó) Szigorú karbantartási feltételek betartása biztosítja a biztonságot

23 A II. osztályú jelfogós berendezések biztonsági megfontolásai
A biztonsági jelfogó kényszervezetettsége elfogadott, de ejtőképessége, érintkezőinek szakítóképessége a kapcsolástechnikában vizsgálandó A beépített működési vizsgálatok miatt az áramkörök funkcionálisan nehezebben értelmezhetők, a funkcióbiztonság közvetlenül nem mindig látható át A működésvizsgálatok miatt viszonylag sok működési szekvencia van, ezért a biztonság szélesebb eseménytérre vizsgálandó Szabadabb kapcsolástechnika, viszonylag bő lehetőség az ellenőrzésre A karbantartás elsődlegesen az üzemkészséget szolgálja

24 A biztosítóberendezési technika áttekintése (3)
Jelfogós biztosítóberendezések biztonsági szerepű elektronikus kiegészítéssel Jelfogós berendezés elektronikus felülvezérléssel A jelfogós berendezések felépítése, biztonsági elve nem változik Az elektronikus részegységek funkcionalitása korlátozott (többnyire egyfunkciós részegységek) Az egyszerű felépítés miatt a biztonság igazolása az összes lehetséges hiba figyelembe vételével még végrehajtható, A jelfogós berendezéshez jellemzően biztonsági jelfogós kontaktusokkal kapcsolódik

25 A biztosítóberendezési technika áttekintése (4)
Elektronikus biztosítóberendezések A biztonsági jelfogós kontaktusokkal legfeljebb a környezethez csatlakoznak, Gazdag és elvileg rugalmas funkcionalitásuk nehezen átlátható Biztonságukról a fejlesztési folyamat és a biztonsági architektúra gondoskodik Lényegében utólag csak üzemi funkcionalitásuk vizsgálható, biztonságuk csak a fejlesztési folyamatban ellenőrizhető Karbantartásuk a berendezés külső kapcsolataira szorítkozik, hibajavításuk csak intelligens diagnosztikai eszközökkel megoldható (kártyacsere)

26 Elektronikus vevő a MÁV 13 kHz-es sínáramköréhez
A vevő biztonsági osztálya A vevő felépítése

27 A programozható elektronikus biztonsági időzítő
Az elektronikus időzítő „fejlődéstörténete” Az időzítő felépítése