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| 标准编号 | GB/T 41862-2022 (GB/T41862-2022) | | 中文名称 | 土方及矿山机械 自主和半自主机器系统安全 | | 英文名称 | Earth-moving machinery and mining - Autonomous and semi-autonomous machine system safety | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | P97 | | 国际标准分类 | 53.100 | | 字数估计 | 50,572 | | 发布日期 | 2022-10-14 | | 实施日期 | 2022-10-12 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 41862-2022: 土方及矿山机械 自主和半自主机器系统安全
中华人民共和国国家标准
土方及矿山机械 自主和半自主
机器系统安全
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
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ISO 6165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
ISO 20474、ISO 19296)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ISO 15817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/T 14781-2014 土方机械 轮胎式机器 转向要求(ISO 5010:2007,IDT)
GB/T 15706-2012 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小(ISO 12100:2010,IDT)
GB/T 19929-2014 土方机械 履带式机器 制动系统的性能要求和试验方法(ISO 10265:
2008,IDT)
ISO 2867 土方机械 通道装置(Earth-movingmachinery-Accesssystems)
注:GB/T 17300-2017土方机械 通道装置(ISO 2867:2011,IDT)
ISO 3450:2011 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-movingmachinery-Wheeledorhigh-speedrubber-trackedmachines-Performancerequire-
注:GB/T 21152-2018 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(ISO 3450:
2011,MOD)
ISO 6165 土方机械 基本类型 识别、术语和定义(Earth-movingmachinery-Basictypes-
注:GB/T 8498-2017 土方机械 基本类型 识别、术语和定义(ISO 6165:2012,IDT)
ISO 9533 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
ancecriteria)
注:GB/T 21155-2015 土方机械 行车声响报警装置和前方喇叭 试验方法和性能准则(ISO 9533:2010,IDT)
ISO 12100 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小(Safetyofmachinery-General
注:GB/T 15706-2012 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小(ISO 12100:2010,IDT)
ISO 13766-1 土方机械与建筑施工机械 内部电源机器的电磁兼容性(EMC) 第1部分:典型电
注:GB/T 22359.1-2022 土方机械与建筑施工机械 内置电源机器的电磁兼容性(EMC) 第1部分:典型电磁
环境条件下的EMC一般要求(ISO 13766-1:2018,IDT)
ISO 13766-2 土方机械与建筑施工机械 内部电源机器的电磁兼容性(EMC) 第2部分:功能安
注:GB/T 22359.2-2022 土方机械与建筑施工机械 内置电源机器的电磁兼容性(EMC) 第2部分:功能安全
的EMC附加要求(ISO 13766-2:2018,IDT)
ISO 15817 土 方 机 械 司 机 遥 控 装 置 的 安 全 要 求 (Earth-moving machinery-Safety
注:GB/T 25686-2018 土方机械 司机遥控装置的安全要求(ISO 15817:2012,IDT)
derground-MachineSafety)
ISO 20474-1 土方机械 安全 第1部分:通用要求(Earth-movingmachinery-Safety-Part1:
注:GB/T 25684.1-2021 土方机械 安全 第1部分:通用要求(ISO 20474-1:2017,IDT)
3 术语、定义和缩略语
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/T 15706-2012的原则进
行设计。
应按照ISO 12100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ISO 13849、ISO 19014、
IEC 62061或IEC 61508。
ISO 20474中给出的一般安全要求适用于土方机械ASAM,ISO 19296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IEC 61000系列标准规定的电磁兼
容性要求外,ASAMS应符合ISO 13766-1和ISO 13766-2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、远距离进入停止状态的措施。
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。
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ISO 9533的规定。
4.3.3 安全标志
ISO 9244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ISO 2867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
来控制机器的制动器和转向系统。
由于复杂性增加,需要增加下列安全规定:
a) 所有ASAMS应具有车载的使机器停止的能力;
b) 当ASAM在规定的工作环境下运行时,控制系统应能使机器在保持安全运行的同时进行制动
(如在不利条件下制动);
c) ASAMS应有相关规定,确保在机器以自主模式投入运行之前,制动系统和转向系统已达到安
全工作温度和压力。
4.6.2 制动
根据ISO 3450或ISO 10265的规定,人工操纵的机器的制动性能是从车载操作人员踩下制动踏板
的时间开始测量,直到机器停止。
对于ASAM,制动性能应从机器制动子系统收到车载制动命令开始测量,直到机器停止。
除适用于车载操作人员的特殊要求外,轮式 ASAM 制动系统应符合ISO 3450:2011第4章的
要求。
当检测到制动储能耗损时,ASAMS应保持在安全状态下。
有关制动系统和定期检验说明的ISO 3450:2011的4.12.2适用于轮式ASAM,但手册、标签或提
供制动器信息的其他方法应在操作人员所在的位置提供。
ISO 3450:2011第5章和第6章适用于轮式ASAM,但ISO 3450:2011的6.2除外,该条仅适用于
配备有车载操作人员位置的机器。测试应在手动模式(车载操作人员,如适用)和自主模式两种模式下
进行。可能不需要测量或报告操纵力。如果ASAMS不准许机器在ISO 3450要求的测试速度下运行,
则可用该条件下ASAMS允许的最大速度来证实机器符合ISO 3450的要求。例如,如果在8%~10%
的坡度上,ASAMS不准许速度超过40km/h,针对ISO 3450:2011的6.5.5,测试速度为40km/h,最大
制动距离为使用ISO 3450:2011的表3和40km/h计算出的结果。
轮式ASAM的试验报告应符合ISO 3450:2011的第7章的要求。
除GB/T 19929-2014的4.2和4.4外,履带式ASAM制动系统应符合GB/T 19929-2014的第4
章的要求。如果可耗尽能源值低于ISO 10265:2008中6.1.4规定的辅助制动性能要求所要求的值,
ASAMS应维持机器处于安全状态。
GB/T 19929-2014第7章中有关制动系统和定期验证说明的要求适用于履带式ASAM,但手册、
标签或提供制动器信息的其他方法应在操作人员所在的位置提供。
GB/T 19929-2014第5章~第7章适用于履带式ASAM,但GB/T 19929-2014的6.1.3所述的
操纵力除外,该条仅适用于配备有车载操作人员位置的机器。测试应在手动模式(车载操作人员,如适
用)和自主模式两种模式下进行。控制力的测量或报告仅适用于配备有车载操作人员位置的机器。履
带式ASAM的试验报告应符合GB/T 19929-2014中第8章的要求。
除仅适用于车载操作人员的特殊要求外,在地下工作的移动式采矿用ASAM 的制动系统应符合
ISO 19296的要求。
4.6.3 转向
轮式ASAM的转向系统应符合GB/T 14781的要求,但有以下例外/修改。
a) GB/T 14781-2014中4.1.1、4.1.2和4.1.10的一般要求仅适用于配备有车载操作人员位置的
机器,但GB/T 14781-2014的4.1.1.3和4.1.1.4除外,无论是否有车载操作人员位置,均应
适用。
b) GB/T 14781-2014中4.2.1的转向控制优先要求仅适用于手动操纵的机器。对于在自主模
式下运行的ASAM,传统方向盘在自主模式时可能没有任何优先权或没有能力将机器转向,
这一例外情况宜在操作人员手册中明确说明。
c) GB/T 14781-2014第5章中的人体工程学要求仅适用于配备有车载操作人员位置的机器。
d) GB/T 14781-2014中6.4的性能要求适用于ASAM,GB/T 14781-2014中6.1、6.2和6.3的
性能要求仅适用于带车载操作人员位置的机器。
此外,当电子转向系统的任何部件故障或无法维持安全运行时,ASAMS应向操作人员发出
警报。
e) 除GB/T 14781-2014的10.3.1和10.3.7外,GB/T 14781-2014第10章中给出的转向试验
条款适用于本文件;对于ASAM,无需记录GB/T 14781-2014中10.2.3和10.3.7规定的转
向力。如果ASAMS系统不准许机器在指定条件下按GB/T 14781要求的测试速度运行,则
可用该条件下ASAMS允许的最大速度来证实机器符合GB/T 14781的要求。在此情况下,
测试报告应标明测试速度。
f) 将GB/T 14781-2014的4.3替换为以下要求:如果ASAM转向控制器上的单个电子控制系
统发生故障,则ASAM应保持ASAMS风险评估所规定的安全状态。
ASAMS应对定期检查转向能力有规定。检查周期和方法(自动或手动)应基于风险评估。如果转
向系统不满足转向性能要求,则应限制 ASAM 操作(例如,速度、坡度、负载、自主模式)以保持安全
状态。
转向系统的定期检查可由ASAMS或操作人员执行。
4.7 适应环境条件
根据风险评估,只要环境条件的变化在确定的限制范围内,ASAMS应能够适应。这些可能包括操
作人员或使用自动化系统进行速度调整、禁用操作、关闭区域或其他必要的调整,以维持安全运行。
4.8 车载电源
4.8.1 概述
ASAM的车载自主电子系统可能对机器系统提出超出非自主机器需求的额外需求。尤其重要的
是,ASAMS制造商或集成商需要考虑这些额外的电力需求。
4.8.2 要求
根据适用情况,ASAM的电气和电子系统应符合ISO 20474-1或ISO 19296中电气和电子系统的
通用要求。
机器电子设备突然电力中断会导致不良和潜在的危险结果。ASAM 应能够对电气系统故障作出
响应,包括所有影响机器运动的控制器(ECM、ECU)的电力(电源)中断。
电源应能维持机器系统达到停止状态并保持安全状态的能量。
在自主模式下运行时,ASAM应具有足够的电力,包括:
a) 为预期环境条件提供充足的电池储备;
b) 足够的交流发电机容量,用于额外的自主相关电子设备;
c) 为提高载流能力而充分校核过的配线。
ASAM应具有足够的备用电池容量维持所有机器电子设备,以在机器发动机关闭或交流发电机不
发电时,保持安全状态并在所有预期环境条件下完成机器的有序关闭。
当机器在运行过程中电力意外中断时,ASAM 应保持安全状态,如果风险评估要求,宜进入停止
状态。
ASAM应具有足够的电力容量,以在......
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