Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12582:2018 Thiết bị chống ngủ gật trên tàu hỏa

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12582 : 2018

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT - THIẾT BỊ CHỐNG NGỦ GẬT - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ TÍNH NĂNG HOẠT ĐỘNG

Railway vehicles - Deadman device - Technical and performance requirements

Lời nói đầu

TCVN 12582 : 2018 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn WOS 01.D.

TCVN 12582 : 2018 do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT - THIẾT BỊ CHỐNG NGỦ GẬT - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ TÍNH NĂNG HOẠT ĐỘNG

Railway vehicles - Deadman device - Technical and performance requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật, các tính năng hoạt động đối với thiết bị chống ngủ gật lắp đặt trên các loại đầu máy, toa xe động lực có buồng lái, toa xe kéo theo có buồng lái, phương tiện động lực chuyên dùng vận hành trên đường sắt quốc gia, đường sắt chuyên dùng và đường sắt đô thị.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4255:2008, Cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (mã IP).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1  Thiết bị chống ngủ gật (Deadman device)

Là thiết bị an toàn có chức năng kích hoạt các cảnh báo an toàn khi các tín hiệu đầu vào liên tục từ lái tàu bị gián đoạn.

3.2  Hãm khẩn (Emergency brake application)

Phương pháp hãm làm giảm nhanh tốc độ của tàu để tàu có thể dừng an toàn trong khoảng cách ngắn nhất.

3.3  Độ tin cậy (Reliability)

Khả năng một hạng mục có thể thực hiện một chức năng được yêu cầu dưới các điều kiện cho trước trong một khoảng thời gian cho trước.

4  Yêu cầu kỹ thuật và tính năng hoạt động

4.1  Yêu cầu kỹ thuật

4.1.1  Môi trường hoạt động

4.1.1.1  Các bộ phận của thiết bị chống ngủ gật lắp phía ngoài buồng lái phải chịu được điều kiện khí hậu sau:

a)  Nhiệt độ môi trường: từ -5^oC đến 50^oC;

b)  Độ ẩm tương đối của không khí tối đa 100 %;

c)  Độ ẩm tương đối của không khí ứng với trạng thái nhiệt độ môi trường 45 °C nằm trong khoảng từ 40 % đến 60 %;

d)  Độ cao so với mực nước biển: từ 0 m đến 1 370 m;

đ)  Không khí có muối biển.

4.1.1.2  Các bộ phận của thiết bị chống ngủ gật lắp phía trong buồng lái phải chịu được điều kiện khí hậu sau:

a)  Nhiệt độ môi trường: từ 0 °C đến 50 ^oC;

b)  Độ ẩm tương đối của không khí tối đa 95 %;

c)  Độ cao so với mực nước biển: từ 0 m đến 1 370 m;

d)  Không khí có muối biển.

4.1.2  Điều kiện rung động

4.1.2.1  Thiết bị chống ngủ gật phải chịu được rung động dạng hình sin (dao động điều hòa) theo cả 3 phương với biên độ:

a)  a = 25/f mm đối với dải tần số rung động f từ 1 Hz ÷ Hz;

b)  a = 250/f mm đối với dải tần số rung động f từ 10 Hz ÷ 400 Hz.

4.12.2  Thời gian thử nghiệm không nhỏ hơn 30 h.

4.1.3  Điều kiện va đập

Thiết bị chống ngủ gật phải chịu được va đập với gia tốc không nhỏ hơn 3g theo mọi hướng. Trong đó: g là gia tốc trọng trường.

4.1.4  Độ kín nước, chống cát và chống bụi

Bộ xử lý của thiết bị chống ngủ gật phải đạt độ kín IP54 theo tiêu chuẩn TCVN 4255:2008.

4.1.5  Khả năng chịu điện áp

a)  Điện áp thử nghiệm phải bảo đảm yêu cầu sau:

- 500 V AC đối với điện áp nguồn danh nghĩa dưới 72 V DC (hoặc 50 V AC);

- 1 000 V AC đối với điện áp nguồn danh nghĩa từ 72 V DC đến 125 V DC (hoặc từ 50 V AC đến 90 V AC);

- 1 500 V AC đối với điện áp nguồn danh nghĩa trên 125 V DC và đến 315 V DC (hoặc trên 90VAC và đến 225 VAC).

b) Các bộ phận dưới đây của thiết bị chống ngủ gật phải chịu được điện áp thử nghiệm trong vòng 01 phút không có hiện tượng bị xuyên thủng hoặc cháy:

- Giữa các mạch điện cách điện với nhau và giữa các mạch điện với vỏ thiết bị;

- Giữa chân giắc kết nối của mạch nối bên ngoài và chân giắc kết nối khác với vỏ thiết bị.

4.1.6  Tính năng chống bỏ qua

Thiết bị chống ngủ gật phải được thiết kế đảm bảo không được bỏ qua bất kỳ hoạt động nào của các hệ thống do việc sử dụng không đúng các thiết bị cô lập hoặc do việc điều khiển chạy tàu.

4.1.7  Tính năng cô lập

Thiết bị chống ngủ gật phải được thiết kế cho phép cô lập từng hệ thống con theo quy trình định sẵn để có thể tiến hành các hoạt động xử lý trong tình huống hư hỏng thiết bị.

4.1.8  Độ tin cậy

Thiết bị chống ngủ gật phải có khoảng thời gian trung bình giữa các lần hư hỏng (MTBF) lớn hơn 100 000 h trừ khi được quy định khác giữa nhà sản xuất thiết bị và người đặt hàng nhưng việc quy định khác phải phù hợp với một tiêu chuẩn xác định. MTBF phải được xác định như sau:

Trong đó:

N  Số thiết bị trong quá trình vận hành.

t_K  Khoảng thời gian chạy trung bình đo giữa các lần hư hỏng.

r  Là số lần điều chỉnh hoặc thay thế theo yêu cầu đối với thiết bị.

4.1.9  Khả năng tiếp cận

Thiết bị chống ngủ gật phải được thiết kế để có thể sẵn sàng tiếp cận và dễ dàng thay thế thiết bị và các bộ phận. Thiết bị này phải được thiết kế để:

a) Kiểm tra thiết bị để xác định nếu có tồn tại sự cố;

b) Chẩn đoán nhanh một module hoặc một chi tiết, bộ phận bị lỗi;

c) Đưa ra biện pháp sửa chữa sự cố;

d) Xác định thiết bị đã được sửa chữa hoạt động đúng chức năng trong phạm vi các giới hạn thiết kế.

4.1.10  Tính năng an toàn sự cố

Khi thiết bị chống ngủ gật ở trạng thái an toàn sự cố, khi đó yêu cầu thiết bị phải có khả năng hoạt động khi tàu khởi động (trừ khi bị cô lập theo đúng quy trình định sẵn) và phải được thiết kế để kích hoạt tác dụng hãm khẩn khi thiết bị chống ngủ gật không hoạt động do các hư hỏng kỹ thuật hoặc các thao tác không đúng của lái tàu khi tàu chạy.

4.2  Yêu cầu về tính năng hoạt động

4.2.1  Chức năng

4.2.1.1  Lái tàu hoặc người phụ lái tàu nhấn nút báo đáp ở khoảng thời gian quy định trước. Nếu không thực hiện, thiết bị sẽ cảnh báo cho lái tàu bằng tín hiệu đèn hoặc âm thanh hoặc cả hai.

4.2.1.2  Nếu lái tàu hoặc người phụ lái tàu không phản hồi lại các tín hiệu đèn và âm thanh; đoàn tàu sẽ được đưa về trạng thái dừng bằng cách ngắt tải động cơ và tác dụng hãm khẩn.

4.2.2  Yêu cầu về giao diện

4.2.2.1  Thiết bị chống ngủ gật phải có tối thiểu các bộ phận sau:

a) Bộ xử lý logic;

b) Bộ phát cảnh báo bằng đèn;

c) Bộ phát cảnh báo bằng âm thanh;

d) Nút bấm hoặc bàn đạp báo đáp;

đ) Van ngắt khẩn cấp kết nối với hệ thống hãm khẩn đoàn tàu;

e) Thiết bị cô lập hệ thống.

4.2.2.2  Các bộ phận của thiết bị tương tác với lái tàu (bàn đạp, nút bấm hoặc phương thức điều khiển khác) phải đáp ứng các yêu cầu liên quan về công thái học quy định trong Phụ lục A của tiêu chuẩn này. Đặc biệt, thiết kế của phần giao diện điều khiển phải xem xét tới các yếu tố sau để phòng ngừa rủi ro do mệt mỏi và căng thẳng:

a) Thao tác vận hành và di chuyển của lái tàu;

b) Vị trí làm việc và bố trí bàn điều khiển;

c) Tư thế và vị trí làm việc;

d) Khoảng thời gian làm việc và tần suất ấn nút báo đáp;

đ) Vị trí của các nút báo đáp và các khoảng cách được di chuyển;

e) Độ lớn của lực ấn nút báo đáp;

g) Đặc tính của tải và thiết bị.

4.2.2.3  Vị trí phù hợp để đặt phần giao diện điều khiển và nút báo đáp được quy định trong Hình 1.

4.2.3  Yêu cầu về vận hành thiết bị chống ngủ gật

4.2.3.1  Chu trình hoạt động

a) Thiết bị chống ngủ gật hoạt động khi tay gạt đảo chiều (tay điều khiển) ở vị trí tiến hoặc lùi và tay máy được đặt từ vị trí số 1 trở lên và phương tiện đang di chuyển với tốc độ từ 10 km/h trở lên.

b) Nếu hết một khoảng thời gian cho trước ở Bảng 1, lái tàu không thực hiện bất kỳ hoạt động nhập tín hiệu điều khiển (nhấn nút báo đáp) thiết bị chống ngủ gật ở vị trí lái tàu thì cảnh báo bằng đèn, âm thanh trong buồng lái sẽ bị kích hoạt. Lái tàu phải phản hồi lại cảnh báo này bằng cách ấn nút báo đáp hoặc bàn đạp trong khoảng thời gian quy định ở Bảng 1, hoặc thực hiện bất kỳ thao tác điều khiển nào như tác động gia tốc, tác động còi hơi.

c) Nếu lái tàu không thực hiện hoạt động này trong khoảng thời gian đưa ra trong Bảng 1, động cơ sẽ tự động ngắt tải, tác dụng hãm khẩn được kích hoạt. Chu trình chống lái tàu ngủ gật sau đó phải được khôi phục bằng cách ấn nút báo đáp và thực hiện thao tác hãm theo phương thức bình thường.

4.2.3.2  Thiết bị hỗ trợ và liên kết các chức năng của thiết bị chống ngủ gật

Các tín hiệu đầu vào điều khiển để phòng ngừa việc kích hoạt thiết bị chống ngủ gật bao gồm một trong những tình huống sau:

a) Di chuyển của tay máy;

b) Di chuyển của tay hãm;

c) Bấm nút báo đáp chống ngủ gật;

d) Kích hoạt còi cảnh báo;

e) Di chuyển của người tại vị trí lái tàu;

f) Nhận biết trạng thái mắt người.

4.2.3.3  Thời gian tác động của thiết bị

Khi không phát hiện ra tín hiệu đầu vào, khi đó khoảng thời gian chờ được đếm ngược như đưa ra trong Bảng 1 trước khi bắt đầu cảnh báo bằng đèn, âm thanh và tác dụng hãm khẩn. Nếu nút bấm báo đáp được bấm liên tục, chu trình sẽ tiếp tục như khi không có hoạt động báo đáp.

Bảng 1 - Thời gian tác dụng

4.2.4  Yêu cầu về cảnh báo bằng đèn

Cảnh báo bằng đèn phải là đèn nháy màu đỏ được đặt ở vị trí của lái tàu. Đèn thứ hai phải được đặt ở khu vực người phụ lái tàu nếu phù hợp. Tần suất nháy phải là 0,5 s bật và 0,5 s tắt: Mật độ đèn và vị trí lắp đặt phải sao cho dễ dàng nhìn thấy rõ dưới tất cả các điều kiện ánh sáng trong buồng điều khiển.

4.2.5  Yêu cầu về cảnh báo bằng âm thanh

a) Cảnh báo bằng âm thanh phải có âm sắc đầu ra 2 500 Hz ± 100 Hz, gián đoạn đóng/mở theo chu kỳ 3 Hz ± 0,5 Hz. Cảnh báo phải nghe được ở vị trí lái tàu và phụ lái tàu trong tất cả các trạng thái vận hành.

b) Cường độ âm thanh được đo cách 5 m dọc theo đường trung tâm của thiết bị cảnh báo phải lớn hơn 83 dB. Cảnh báo phải nghe được ở vị trí lái tàu và phụ lái tàu trong tất cả các trạng thái vận hành.

4.2.6  Yêu cầu về chức năng trừng phạt

4.2.6.1  Chức năng trừng phạt là chức năng đưa tàu về trạng thái dừng bằng tác dụng hãm khẩn, nếu không có tín hiệu báo đáp của lái tàu trong khoảng thời gian quy định ở Bảng 1.

4.2.6.2  Van ngắt khẩn cấp của thiết bị chống ngủ gật phải kích hoạt hệ thống hãm khẩn của tàu, xả toàn bộ khí nén trong ống hãm của tàu ra ngoài gây ra tác dụng hãm khẩn.

4.2.6.3  Chức năng trừng phạt phải kết nối và tương thích với hệ thống hãm của tàu.

4.2.6.4  Khi áp suất ống hãm giảm xuống mức quy định (250 kPa), bộ điều khiển phải ngắt nguồn động lực của tàu đồng thời tác dụng hãm để dừng tàu.

4.2.6.5  Van ngắt khẩn cấp không được khôi phục cho tới khi áp suất ống hãm ở dưới mức quy định (70 kPa). Việc khôi phục van được thực hiện bằng cách đưa tay hãm về vị trí cấp khi nén.

4.2.6.6  Việc khôi phục thiết bị chống ngủ gật phải được thực hiện bằng cách di chuyển tay hãm để cấp khí nén cho hệ thống hâm hoặc đưa tay điều khiển chính về vị trí “không tải” và sau đó tác động bất kỳ thiết bị điều khiển an toàn tới vị trí xác định trước.

4.2.6.7  Ngoài các yêu cầu an toàn khi có sự cố trong Điều 4.1.10, thiết bị có chức năng an toàn phải đảm bảo được an toàn khi có sự cố ở tốc độ lớn hơn 10 km/h, ví dụ: thiết bị phải hoạt động khi tàu di chuyển ở tốc độ lớn hơn 10 km/h và phải được thiết kế để kích hoạt hãm khẩn nếu thiết bị chống ngủ gật không hoạt động do các hư hỏng kỹ thuật hoặc các thao tác không đúng của lái tàu khi tàu chạy ở tốc độ lớn hơn 10 km/h.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Quy định về việc lắp đặt thiết bị chống ngủ gật

A.1  Vị trí lắp đặt

A.1.1  Khu vực làm việc phải được thiết kế sao cho lái tàu có thể xác nhận bằng tư thế tự nhiên, thoải mái trong khi vẫn cho phép thay đổi tư thế khi xác nhận tín hiệu. Thiết kế khu vực làm việc phải không giới hạn tư thế của lái tàu một cách không cần thiết. Khu vực làm việc phải được thiết kế tiện dụng nhất có thể sao cho lái tàu có thể điều khiển đoàn tàu với vai được thả lỏng, cánh tay trên duỗi ra và gập 90° hoặc lớn hơn.

A.1.2  Các nút bấm xác nhận phải được đặt ở trên bàn lái tàu hoặc ở mặt thẳng đứng trong khu vực điều khiển sao cho lái tàu hoặc người phụ lái tàu có thể chạm được vào nút bấm với cánh tay được duỗi ra và không có sự di chuyển của thân trên. Vị trí lắp đặt phải tính tới việc phòng ngừa lái tàu hoặc người phụ lái tàu dựa tay vào nút.

A.1.3  Áp lực tác động của nút bấm xác nhận chống ngủ gật phải sao cho nút bấm hoạt động êm dịu.

A.2  Khoảng cách tiếp cận

Chiều cao tối đa của các thiết bị điều khiển so với mặt bàn làm việc không quá 200 mm.

A.3  Kích thước khu vực làm việc có ghế ngồi

a) Chiều cao ghế: được điều chỉnh trong khoảng 390 mm ÷ 540 mm;

b) Chiều rộng ghế: tối thiểu 420 mm;

c) Chiều rộng phần tựa lưng: 360 mm ÷ 400 mm;

d) Chiều cao phần tựa lưng: tối thiểu 320 mm;

đ) Phần tựa lưng: có thể điều chỉnh chiều cao và khoảng cách ngang từ ghế ngồi.

Đơn vị tính bằng milimét

Hình 1 - Bố trí thiết bị chống ngủ gật

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 11390:2016, Phương tiện giao thông đường sắt - Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị ghi tốc độ và dữ liệu đoàn tàu.

[2] TCVN 12089:2017 (EN 50155:2007), Ứng dụng đường sắt - Thiết bị điện tử sử dụng trên phương tiện giao thông đường sắt.

[3] UIC 641:2001 - Conditions to be fulfilled by automatic vigilance devices used in international traffic (Các điều kiện cần phải thỏa mãn đối với các thiết bị cảnh báo tự động sử dụng trong giao thông quốc tế).

[4] UIC 644:1980 - Warning devices used on tractive units employed on international services (Thiết bị cảnh báo trên đầu máy sử dụng trong khai thác quốc tế).

[5] WOS 01 .D - Standard for Driver Safety Systems (Tiêu chuẩn về các hệ thống an toàn lái tàu)

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Yêu cầu kỹ thuật và tính năng hoạt động

4.1  Yêu cầu kỹ thuật

4.2  Yêu cầu về tính năng hoạt động

Phụ lục A

Thư mục tài liệu tham khảo