GB/T 41862-2022 土方及矿山机械 自主和半自主机器系统安全.pdf

ICS53.100
CCS P 97
中华人民共和国国家标准
GB/T41862一2022/IS017757:2019
土方及矿山机械自主和半自主机器系统安全
Earth-moving machinery and mining-Autonomous and semi-autonomous machine system safety(IS017757:2019,IDT)
2022-10-12  发布
2022-10-12  实施
国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会  发布

前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件等同采用IS017757:2019《土方及矿山机械自主和半自主机器系统安全》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国土方机械标准化技术委员会(SAC/TC334)归口。
本文件起草单位：内蒙古北方重型汽车股份有限公司、徐州市检验检测中心、安徽宏昌机电装备制造有限公司、西安主函数智能科技有限公司、徐州徐工重型车辆有限公司、天津工程机械研究院有限公司、山河智能装备股份有限公司、青岛慧拓智能机器有限公司。
本文件主要起草人：李来平、朱本龙、储凯煜、赵荣、张兆亮、陈宝庆、郝鹏、陈龙、裴洁、崔振。

内容摘抄：

土方及矿山机械自主和半自主机器系统安全
1范围
本文件规定了土方作业和矿山作业中使用的自主和半自主机器(ASAM),以及自主或半自主机器系统(ASAMS)的安全要求。本文件规定了机器及其相关系统和基础设施（包括硬件和软件）的安全准则，并提供了在机器和系统的生命周期中，在指定功能环境下的安全使用指南。本文件还定义了与ASAMS相关的术语和定义.
本文件适用于IS06165中定义的土方机械产品以及用于露天或地下的可移动式矿山机械的自主和半自主机器，也适用于工地上使用的其他类型的自主或半自主机器。移动式土方机械和矿山机械及其操作人员、培训人员或机器上乘客的一般安全要求由其他文件（如IS020474、ISO19296)规定。本文件针对按预期用途使用时与ASAMS相关的其他特定危险。本文件不适用于远程控制能力（由IS015817规定）或特定功能的自动化特性，除非这些功能被用作ASAMS的一部分。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T14781一2014土方机械轮胎式机器转向要求(IS05010:2007,DT)
GB/T15706一2012机械安全设计通则风险评估与风险减小(IS012100:2010,IDT)
GB/T19929一2014土方机械履带式机器制动系统的性能要求和试验方法（IS010265:2008,DT)
ISO2867土方机械通道装置(Earth-moving machinery一Access systems)
注：GB/T17300一2017土方机械通道装置(IS02867:2011,DT)
IS03450:2011土方机械轮胎式或高速橡胶履带式机器制动系统的性能要求和试验方法
(Earth-moving machinery-Wheeled or high-speed rubber-tracked machines-Performance require-ments and test procedures for braking systems)
注：GB/T21152一2018土方机械轮式或高速橡胶履带式机器制动系统的性能要求和试验方法(IS03450:2011,MOD)
ISO6l65土方机械基本类型识别、术语和定义(Earth-moving machinery一Basic types一Identification and terms and definitions)
注：GB/T8498一2017土方机械基本类型识别、术语和定义(IS06165:2012,DT)
IS09533土方机械机载的声响行驶报警和前进喇叭试验方法和性能准则(Earth-moving machinery-Machine-mounted audible travel alarms and forward horns-Test methods and perform-ance criteria)

3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
IS012100和IS06165界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1.1自主或半自主机器系统autonomous or semi-autonomous machine system;ASAMS
通过机器的控制及基础设施(3.1.11)，使机器能够在自主模式(3.1.3)下运行的系统。
注：ASAMS的典型部件示例如图1所示。但是，本文件没有描述或提供图1中标识的所有特定部件的详细信息。

3.1.2自主或半自主机器监管系统autonomous or semi-autonomous machine supervisor system
ASAM监管系统ASAM supervisor system
在自主模式(3.1.3)下运行提供主用户界面和“指挥控制中心”的系统。
3.1.3自主模式autonomous mode
一种运行模式，在这种模式下，移动式机器在没有操作人员交互(3.1.10)的情况下执行全部的安全关键功能以及与其定义的操作相关的土方或采矿功能。
注：操作人员可以提供目的地或导航输人，但在定义的操作期间不需要维持控制。
3.1.3.1自主机器autonomous machine
在正常工作循环内以自主模式(3.1.3)运行的移动式机器。
注：在本文件中，缩略语“ASAM”是指自主模式下运行的自主机器以及半自主机器(3.1.3.2)。
3.1.3.2半自主机器semi-autonomous machine
预期在其部分工作循环内以自主模式(3.1.3)运行的移动式机器，需要操作人员主动控制以完成分配给机器的部分任务。
注：在本文件中，缩略语“ASAM”是指自主模式下运行的半自主机器以及自主机器(3.1.3.1)。

3.1.4自主运行区autonomous operating zone;AOZ
自主区域autonomous area
机器被授权以自主模式(3.1.3)运行的指定区域。
3.1.5自主运行区通道控制系统AOZ access control system
物理屏障或虚拟或电子系统，用于监视、授权和控制人员和设备在现有自主运行区(3.1.4)和其他区域之间的进出和转移。
3.1.6胜任的人员competent person
就所从事的工作而言，具备圆满完成工作需要的知识、技能、训练和经验，而不会对任何人造成危险或伤害的人员。
3.1.7数字地形地图digital terrain map;DTM
用数字格式描述现场地形。
3.1.8特定功能的自动化特性function-specific automated feature
具有特定的自动控制功能，操作人员可以借此全面控制并单独负责安全操作，也能够通过手动控制。
示例：坡度控制、自动挖掘、防抱死制动、牵引力控制。注：该功能可自动承担对机器功能（如电子稳定控制）有限的权限。
3.1.9停止状态halted state
停止机器的所有运动，恢复运行时需要操作人员进行操作的状态。
3.1.10操作人员交互operator interaction
操作人员向自主或半自主机器系统提供信息或控制的介入行为，如自主模式(3.1.3)和手动模式(3.1.13)之间的转换，或进行任意类型的异常处理。
3.1.11基础设施infrastructure
用于支持机器在自主模式(3.1.3)下运行的工作现场设备和设施。示例：通信网络、太阳能电站、GNSS基站、物理屏障系统。

3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AOZ:自主运行区(autonomous operating zone),
ASAM:自主或半自主机器(autonomous or semi-autonomous machine)
ASAMS:自主或半自主机器系统(autonomous or semi-autonomous machine system)
DTM:数字地形地图(digital terrain map)
ECU:电子控制单元(electronic control unit).
ECM:电子控制模块(electronic control module)
GNSS:全球卫星导航系统(global navigation satellite system)
IMU:惯性测量单元(inertial measurement unit))
POSE:位置和方向(positioning and orientation)
RC:远程控制(remote control)
UM:无人操纵机器(unmanned machine))

4安全要求和/或防护/风险降低措施
4.1一般要求
ASAMS应符合本章的安全要求和/或防护/风险降低措施。
此外，对于本文件没有处置的相关但非重要的危害，ASAMS应按照GB/T15706一2012的原则进行设计。应按照ISO12100的原则完成ASAMS的风险评估过程。作为风险评估过程的一部分，应将所有已识别的风险降低到可接受的风险水平。附录B提供了有关ASAMS风险评估的一般信息。风险评估的结果应正式记录。控制系统中安全相关的部件应符合相应的功能安全性能等级，参见IS013849、IS019014、
IEC62061或IEC61508。
IS020474中给出的一般安全要求适用于土方机械ASAM,IS019296中给出的一般安全要求适用于地下矿用机械ASAM。如果机器未配备车载操作人员位置，则与车载操作人员相关的要求不适用。
除用于低电磁辐射环境（如服务器机房、办公区）的部件应符合IEC61000系列标准规定的电磁兼容性要求外，ASAMS应符合IS013766-1和IS013766-2规定的电磁兼容性要求。
4.2停止系统
4.2.1一般要求
所有ASAM均应具有从安全距离、远距离进人停止状态的措施。
4.2.2全停系统
如果ASAMS包含远程ASAM监管系统，该系统应具备全停系统，使操作人员能将处于监管下的所有ASAM置于停止状态。
ASAM置于停止状态后，重新启动机器运动应需要操作人员干预。制造商文件中宜提供全停系统的性能准则。性能准则宜表明机器制动系统响应的预期延迟和最大延迟。

4.2.3远程停止系统
当风险评估表明有需要时，ASAMS应配备一个附加的远程停止系统，该系统区别于4.2.2中规定的全停系统。远程停止系统应能使操作人员将远程停止装置要求范围（基于风险评估）内的所有ASAM置于停止状态，或是远程停止装置可将AOZ中所有ASAM置于停止状态。
ASAM置于停止状态后，重新启动机器运动时应需要操作人员干预。制造商文件中宜提供远程停止系统性能准则。
性能准则宜表明机器制动系统响应的预期延迟和最大延迟。
4.3警告装置和安全标志
4.3.1可视显示装置
应显示机器的工作模式，建议使用表1中列出的指示装置。ASAM还应具有指示机器处于访问模式的方法，在这种模式下，如果没有机载操作人员干预，机器将不会移动。

如果不准许使用这些颜色或方式，ASAMS面板上的所有机器宜使用一致的模式指示方案。使用指示装置处，指示装置应清晰可见，以便能够在与机器处于安全距离处识别操作模式。
4.3.2声响警报
ASAM宜能够提供与工作现场中载人机器在发动机启动、准备移动以及移动时的警报声相同的声响警报。
示例：机器在执行给定动作前发出设定数量的喇叭声，移动时发出循环蜂鸣模式。如果提供警报装置，应符合IS09533的规定。
4.3.3安全标志
IS09244适用于安全标志和警告标签。
4.4防火
如果风险评估有要求，则应提供消防系统。其激活的方法（如自动或远程）应由风险评估确定。
4.5机器通道系统
对于ASAM上每30d至少进出一次的所有区域，应配备符合ISO2867要求的通道系统。
4.6制动和转向
4.6.1一般要求
对于ASAMS,保持安全速度和有效前进方向的能力是必要条件。对于ASAM,用控制系统的指令。

（略）

投稿会员：巧克力布丁