安全系統
關注創建者：周文博 創建時間：2015-07-07
安全系統的視頻教程
碰撞仿真零基礎入門（pamcrash）
Pam-Crash是ESI集團用于碰撞模擬和乘員安全系統設計的軟件包，主要應用于汽車行業。該軟件使汽車工程師能夠模擬出車輛設計的性能狀態，并評估多種碰撞工況下對乘員的潛在傷害。
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Ansys面向自動駕駛的設計探索和魯棒性分析技術
但由于失效事件比較罕見，因此僅憑實際駕駛數據不能對自動駕駛系統在預防傷亡方面的安全性提供高置信度。為此，Ansys提供了靈活的樣本生成策略，可以生成最小的有效樣本，從而構建自動駕駛系統關鍵參數間的響應關系?；诟咝У臄抵捣治鏊惴▽Ρ粶y系統進行參數的敏感性分析和可靠性分析，從而評估系統的魯棒性和失效發生的概率，以此為依據來判斷系統是否滿足安全性的要求。
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安全系統的實例教程
結合上一段提到的幾個關鍵技術，智能駕駛有了真正駕駛的技術支撐，而安全技術是自動駕駛汽車能否真正在公共道路上行駛的前提。2011年發布的ISO26262《道路車輛功能安全》國際道路車輛功能安全標準，為電子控制系統故障引起的安全風險提供了系統的解決方案。
由于自動駕駛汽車可以獨立于駕駛員控制車輛的部分或全部行為，任何影響其感知、決策和執行的因素都可能構成車輛危險。根據不同的風險來源和所需的安全技術，比較分析見下表。
導致危害的因素
所需的安全技術
車輛因素
電子電氣系統的故障
功能安全
電子電氣系統功能的局限性
預期功能安全
環境因素
環境干擾
網絡攻擊
信息安全
系統功能限制
主要原因是設計開發過程中的系統功能定義不能完全滿足目標市場的使用要求。對目標場景的考慮不全面，導致系統無法準確識別環境要素；功能仲裁邏輯不合理，導致系統決策錯誤；執行機構響應不足，導致運動控制偏離預期。
環境干擾
自動駕駛受到路況、周邊事物、環境天氣等諸多因素的影響。如何克服環境干擾，可靠地執行環境工作行車識別、駕駛決策和運動控制是確保安全駕駛的關鍵。預期安全系統源于預期功能安全(SOTIF)的概念，旨在為智能駕駛的感知、決策和控制系統(執行響應)設計一種安全監管系統，以克服環境干擾，改善智能駕駛系統的局限性。建議的安全系統架構如下圖所示。
展開 通過充分考慮安全風險的來源，系統地實施功能安全、信息安全、SOTIF等安全技術，可以確保自動駕駛實現整體安全，相關自動駕駛汽車實現規模化應用。
提出的自動駕駛汽車的預期安全系統是基于國際上正在實施的 SOTIF 技術標準的發展。該國際技術標準是首個自動駕駛汽車安全技術標準，對自動駕駛汽車系統安全技術的開發和驗證具有重要的指導意義。
本系統采用STM32F103C8T6芯片作為核心處理器，搭配WiFi技術實現無線傳輸，從而把煙霧傳感器和火焰傳感器實時采集到的廚房煙霧濃度和火焰傳送到阿里云服務器。再結合OLED顯示屏、蜂鳴器進行數據的顯示和報警。
1 遠程廚房安全系統設計
1.1 系統性能目標
系統設計目標主要是每個家庭廚房內的煙霧、火焰等環境狀態?，F代化信息技術以及物聯網技術的發展，人們的生活變得更加舒適，從而對廚房的安全性也有了更高的期待。其總體設計主要體現在以下幾個方面。
1）將廚房的遠程控制優勢發揮出來，使用戶可通過阿里云服務器隨時查看廚房內各類電器的相關參數。在對整個系統進行設計之前，不僅要考慮成本的高低，還需要滿足通用性的需求。
2）主控芯片能實現對各類信息的集中控制，保證系統運行的可靠性和安全性。
3）所設計的網絡通信系統在保障各項功能的同時，提升信息傳遞速率。
4）為實現對系統的控制，每個傳感器都能與中心系統通信，以便完成信息實時傳輸與采集。
1.2 系統總體框架設計
遠程廚房安全系統主要由主控單元、傳感器模塊、WiFi通信模塊和阿里云服務器4個部分組成。各種傳感器主要負責采集各種數據傳遞到主控芯片，主控芯片對數據進行接收并處理，然后通過WiFi模塊傳遞到阿里云服務器[3]?？傮w框架如圖1所示。
圖1 遠程廚房安全總體框架設計圖
1.3 各子模塊介紹
1.3.1 STM32主控模塊
本系統用STM32F103C8T6作為主控芯片，是控制遠程節點的核心。
展開 安全儀表SIS系統，作為工業生產的一種安全保障系統，在國內的危險化工生產中逐漸得到應用，特別是近年來國家對安全生產的不斷重視，對新建的化工生產從項目設計之初就進行安全危險評估，根據危害等級重要程度設立安全儀表系統，這種設計屬于一種強制性規范，用戶方沒有選擇權利，因此新建的化工生產中大部分生產裝置都配備了安全儀表系統。
安全儀表系統應用越來越多，但其維修維護尤其是在開車狀態下的故障處理經驗卻非常欠缺。因為安全儀表系統在正常的生產中是不進行動作的，雖然安全儀表系統的各種檢測儀表、控制系統都在正常的運轉，但作為安全儀表系統最重要的一個環節——執行機構，卻始終處于初始的安全工作狀態。
工作狀態的穩定性造成執行機構的切斷閥長期處于不動作狀態，其本身具有的缺陷、隱患以及非動作性故障都無法體現出來，甚至有的切斷閥在長時間不動作過程中已經失效。當危險將要發生，安全儀表SIS系統做出應急安 全 處 理，形成連鎖事件的時候，作為最關鍵的執行機構卻不動作，造成安全儀表系統失去作用，而無法避免裝置的危險發生，使安全儀表系統成為擺設。
任何設備都有出現故障的時候，安全儀表系統也不例外。特別是現場的執行機構緊急切斷閥，長期處于惡劣的現場生產環境中，經受溫度、濕度、灰塵、振動、電磁干擾、雨水、油污，甚至外力破壞，其性能會逐漸下降，甚至突然失靈，觸發連鎖引起誤動作，而造成處于安全狀態下的生產突然終止，造成巨大的經濟損失，甚至產生安全事故。
展開 隨著自動駕駛車輛 (AV) 和車輛電氣化的發展，汽車行業正在經歷一場更加安全、更加環保的轉型。
將安全系統集成到車輛中的重要性正在日漸提高，這也使穩健、快速和準確的數值仿真在其開發過程中變得至關重要。
本白皮書討論了汽車行業正在發生的轉變，以及集成式安全系統設計目前有哪些或者未來會出現哪些相關考慮因素。
應對汽車安全系統設計挑戰
集成式安全解決方案或許沒有一個普適性答案。當務之急是優化設計，使其適合不同身高、不同族群和不同性別的人，以確保全球范圍的所有類別的乘員的安全，而不僅僅是部分乘員的安全。實現最佳設計還需要大量時間。物理碰撞測試雖然可以提供洞察，但卻是一個枯燥乏味的過程，而且測試所有可能的安全悠關場景并不是最具成本效益的途徑；此時就需要一個數值仿真框架。
在汽車安全系統中實施 Simcenter? Madymo? 軟件
Simcenter? Madymo? 是一款用于車輛乘員和弱勢道路使用者安全仿真的軟件解決方案。多體動力學的概念與多物理場求解器相結合可以方便安全仿真建模。該軟件配備多種人體和假人多體模型，可用于分析各種各樣的安全悠關場景。得益于人體和假人模型的生物力學反應研究，工程師能夠開發經過驗證的多體仿真模型。通過使用這些經過驗證的模型，工程師可以借助多體動力學相較于有限元分析 (FEA) 的計算速度優勢，設計高效的安全系統。
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大容量磷酸鐵鋰電池熱失控呈現顯著的三維分布特性，內部電解液沸騰極大增加了傳熱過程復雜性，制約高安全電池系統設計。為深入理解并量化電解液相變吸熱在熱失控傳熱中的作用，本研究建立了精細模型，核心創新在于量化表征電解液吸熱相變及其對后續傳熱的影響。模型驗證表明：電池表面溫度計算與實驗結果高度吻合(決定系數R2 > 0.9)。該模型為儲能系統安全設計提供了重要手段工具。
挑戰/需求
圖2.
隨著全球軌道交通系統智能化與自動化水平的持續提升，嵌入式軟件已成為保障行車安全與系統可靠性的關鍵核心。EN50128 與全新發布的 EN50716 標準，共同構成了軌道交通嵌入式軟件開發的重要合規體系；與此同時，基于模型的開發與驗證方法正逐步成為行業主流實踐。
1.【2024年二等獎】鄺男男 | 中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司，碰撞工況下動力電池系統多物理場耦合仿真研究：使用LS-DYNA所構建的電池系統多物理場耦合仿真模型，與傳統的電池系統力學模型相比，能夠模擬電池系統受到擠壓碰撞后的溫度、電壓變化趨勢，可從多角度評估電池系統安全特征，屬于國內首次具有較為完整的將多物理場電池擠壓用在整車碰撞級別的應用。
傳感器可以像車輛上已安裝的光學或熱/紅外攝像頭以及雷達、激光雷達或聲納測距設備一樣復雜，它們已經在車輛上用于支持其他安全系統。這些設備可提供物體的尺寸、位置和速度信息，尤其是迎面而來的汽車的信息。較簡單的傳感器可提供方向盤的位置、環境照明條件和天氣信息。ADB系統的準確運行取決于在傳感器和ECU之間建立精確的反饋回路，以幫助執行必要的操作。
氣體質量流量計的工作壓力范圍是一個高度定制化的參數，從真空到700 bar以上，布瑯軻锳特都能提供匹配的解決方案，選擇正確的壓力等級，不僅關乎數據的準確性，更直接關系到生產系統的安全與壽命。
因此，構建高效、安全的熱管理系統是突破產業瓶頸的核心任務。
傳統的空氣冷卻與間接式液冷存在接觸熱阻大、溫度一致性差等物理局限。浸沒式液冷技術通過將電芯完全浸沒在絕緣冷卻液中，徹底消除了固-固接觸熱阻，實現了熱量的快速傳導與吸收，是解決局部熱點問題的最佳方案。
運用多物理場仿真技術，能夠在產品開發早期實現對結構強度、熱管理、電池安全、以及整車系統耦合行為的預測與優化，大幅降低試錯成本，加快產品合規迭代<strong>。5月21日，Ansys將在無錫舉辦「新國標時代的電動雙輪車：安全挑戰與仿真賦能」技術研討會，圍繞新國標帶來的技術挑戰與仿真解決方案展開深入探討，誠邀您報名參會。
在高溫工業環境中，提升閥作為流體控制系統的關鍵執行元件，性能與可靠性直接關系到整個生產系統的安全與效率，面對高溫、高壓、腐蝕性介質等嚴苛工況，如何科學選擇或合理設計一款適用于高溫環境的提升閥，成為眾多工程師與設備采購人員關注的核心問題，作為全球領先的流體控制解決方案提供商，諾冠（IMI Norgren）憑借百年技術積淀，為您提供專業指導。
電氣提升閥的關鍵參數包括哪些？26天前
</p><p><strong>七、壽命與可靠性</strong></p><p>諾冠電氣提升閥采用自潤滑材料、優化流道與抗污染設計，使用壽命可達1000萬次以上，內置過載保護、故障自診斷功能，大幅提升系統安全性與維護效率。
