Management rizik při návrhu automobilové požární plošiny

Při zajišťování bezpečnosti APP30 byla kromě relevantních harmonizovaných norem použita i systémová metodika posuzování rizik vyvinutá na VUT v Brně. Na začátku celého procesu posuzování rizik bylo potřeba stanovit limity posuzovaného zařízení, zejména z pohledu zákonného požadavku na respektování důvodně předpokládaného nesprávného použití vyvíjeného zařízení. Za tímto účelem jsme navštívili Školní a výcvikové zařízení Hasičského záchranného sboru České republiky v Brně, kde jsme konzultovali vhodné způsoby nasazení vyvíjené plošiny jak při ochraně obyvatelstva, tak při výcviku hasičů. Získané poznatky potom tvořily jeden ze vstupů do procesu identifikování relevantních nebezpečí v rámci určení limitů a zamýšleného použití posuzované automobilní požární plošiny.

Dalším krokem posuzování bezpečnosti vyvíjeného zařízení byla rešerše relevantních harmonizačních právních předpisů EU upravujících podmínky uvedení nové plošiny na společný trh EU. Byl tak vytvořen rámec požadavků na minimální úroveň bezpečnosti, kterou musí tato plošina splňovat.

Na rešerši navazovala identifikace relevantních harmonizovaných norem popisujících aktuální správnou technickou praxi při plnění požadavků příslušných harmonizačních právních předpisů EU. Zejména při běžném civilním použití tohoto zařízení, při kterém nedochází k záchraně osob nebo majetku, bylo potřeba věnovat pozornost i požadavkům na bezpečnost a ochranu zdraví při práci. Přihlédnout bylo potřeba rovněž k souvisejícím národním předpisům vztahujícím se na vyhrazené druhy požární techniky (vyhláška č. 246/2001 Sb.) a technické podmínky požární techniky (vyhláška č. 35/2007 Sb. ve znění vyhlášky č. 53/2010 Sb.). Tato skutečnost je na obr. 2 reprezentována jak směrnicí o obecné bezpečností výrobků 2001/95/ES, tak i strojní směrnicí 2006/42/ES.

Činnosti obsluhy plošiny během celého životního cyklu posuzovaného zařízení se tak implementovaly do procesu posuzování a snižování rizik dle harmonizované normy ČSN EN ISO 12100:2011 a při návrhu preventivních opatření pro snižování rizik bylo přihlédnuto k doporučením relevantních harmonizovaných i neharmonizovaných norem specifikovaných vyhláškou 35/2007 Sb.:

• ČSN EN 1846-1:2011 Požární automobily – Část 1: Terminologie a označení (pozn.: neharmonizovaná norma);

•  ČSN EN 1846-2+A1:2014 Požární automobily – Část 2: Obecné požadavky – Bezpečnost a provedení;

•  ČSN EN 1846-3 Požární automobily – Část 3: Pevně zabudovaná zařízení – Bezpečnost a provedení;

•  ČSN EN 1777:2010 Hydraulické plošiny pro hasičské a záchranné jednotky – Bezpečnostní požadavky a zkoušení;

•  ČSN EN 14043:2014 Výšková požární technika – Automobilové žebříky se současnými pohyby – Požadavky na bezpečnost a provedení a zkušební metody;

•  ČSN EN 14044:2014 Výšková požární technika – Automobilové žebříky s postupnými pohyby – Požadavky na bezpečnost a provedení a zkušební metody;

•  ČSN EN 1028-1+A1:2009 Požární čerpadla – Požární odstředivá čerpadla se zařízením pro zavodnění – Část 1: Třídění – Všeobecné a bezpečnostní požadavky;

•  ČSN EN 1028-2+A1:2008 Požární čerpadla – Požární odstředivá čerpadla se zařízením pro zavodnění – Část 2: Ověřování všeobecných a bezpečnostních požadavků;

•  ČSN EN 14466+A1:2009 Požární čerpadla – Přenosné motorové stříkačky – Požadavky na bezpečnost a provedení, zkoušky;

•  ČSN 07 8304:2022 Tlakové nádoby na plyny – Provozní pravidla (pozn.: neharmonizovaná norma);

•  ČSN 38 9427:2003 Požární armatury – Spojky (pozn.: neharmonizovaná norma);

•  ČSN 38 9409:1982 Požární armatury. Sací šroubení. Rozměry (pozn.: neharmonizovaná norma).

Pro identifikaci nebezpečí jsme zvolili systémový přístup kombinující analýzu stavby automobilní požární plošiny a analýzu činností prováděných během celého životního cyklu tohoto zařízení (s přihlédnutím k výše uvedeným národním právním předpisům). Na obrázku níže je prezentován blokový diagram popisující jak stavbu posuzovaného zařízení, tak interakce hlavních prvků konstrukce mezi sebou navzájem a s okolím plošiny. Reprezentováno zde je rovněž rozhraní mezi obsluhou a samotnou plošinou a zatížení plošiny v případě jejího použití pro evakuaci osob pomocí žebříků. Na základě rozboru tohoto blokového diagramu byly identifikovány zdroje ohrožení a s nimi související nebezpečí a počáteční rizika.

Proces snižování rizik, který je dle ČSN EN ISO 12100:2011 reprezentován iterační metodou tří kroků snižování rizika, představuje synergický proces paralelních činností návrhu preventivních opatření v konstrukci zařízení, doplňkových bezpečnostních opatření a bezpečnostních informací, při jejich verifikaci v prostředí virtuální reality pomocí virtuálního operátora a virtuálního modelu vyvíjeného zařízení. To umožnilo v ranné části vývoje odhalit slabá místa konstrukce a včas navrhnout preventivní opatření v dimenzování a stavbě vyvíjené automobilní požární plošiny. Po výrobě fyzického prototypu potom následovala validace této konstrukce a rovněž validace návodu k používání tohoto zařízení. Tento proces zajišťování celkové bezpečnosti vyvíjené APP30 je schematicky znázorněn na obrázku 5. Kromě využití technologie virtuální reality zde byly uplatněny metody pokročilého matematického modelování dynamického zatížení plošiny v software ADAMS a pevnostní výpočty využívající metodu konečných prvků.

V rámci matematického modelování bylo při návrhu konstrukčních opatření pro snížení nepřijatelných rizik důležité provést potřebné výpočty pevnosti a stability konstrukce APP30. V souladu s požadavky harmonizované normy ČSN EN 1777:2010 bylo do těchto výpočtů, v návaznosti na specifikaci důvodně předpokládaného správného i nesprávného použití inovované požární plošiny, zahrnuto působení jmenovitou nosností a vlastní hmotností konstrukce APP30, dále zatížení větrem, včetně zatížení evakuovanými osobami, zatížení od dodatečných sil vyvolaných přenášenými technickými prostředky, včetně dynamického zatížení reakční sílou lafetové proudnice a dynamickou silou vyvolanou nouzovým zastavením. Všechna tato silová působení byla zahrnuta do výpočtů stability celé automobilní požární plošiny a vypočtené maximální klopné momenty byly implementovány do rozhodovacích algoritmů řídicího systému plošiny v rámci zajištění potřebné úrovně její funkční bezpečnosti.

Bezpečnostní části ovládacího systému automobilní požární plošiny tvoří důležitou část APP30, která pomáhá minimalizovat chyby lidské obsluhy zejména v náročných situacích požárního zásahu. Rozsah této bezpečnostní části programovatelné logiky a senzoricko-aktuačního systému je popsán v tabulce 1.

V rámci provedení validace konstrukce a návodu požární plošiny APP30 jsou postupně realizovány statické zkoušky ověřující matematické modelování a výpočty stability plošiny. Rovněž se ověřil vliv zbytkového zatížení a statického přetížení na stabilitu plošiny. Náležitá pozornost byla věnována rovněž zkouškám typu žebříků pro evakuaci osob. Kromě statických zkoušek jsou postupně realizovány i potřebné dynamické zkoušky přetížení plošiny a validovány systémy snímání vertikálního zatížení a působících celkových momentů.

Na projekt byla poskytnuta finanční podpora od EU. Požární automobilová plošina byla vyvinuta za podpory dotačního projektu „Nová generace požárních plošin v přímé spolupráci s MSP“ operačního programu OP PIK Aplikace VII, CZ.01.1.02/0.0/0.0/19_262/0020086.