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高铁相撞,电动楼梯吃人,维珍太空船难都是重大设计失误造成 精选

已有 13716 次阅读 2015-7-30 00:21 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 设计, 太空船, 动车相撞, 电动楼梯

把这三件事情放在一起,也许有人觉得很牵强,其实他们都是大的复杂设备,用来承载很多人的公众交通工具,这些灾难本质都是一样,都是根本的重大设计失误引起的!

首先,人就是人,总会产生失误,有的人失误多些,经常发生,有的人失误少些,很少发生,但是,不存在没有失误的人,也就是说100%正确的人,是根本就不存在的。违反这条原则,就是违反天理!别说人,上帝就不能制造一块他/她自己搬不动的大石头,就是一个很好的例子。

如果讲究以人为本,就要首先认真考虑这一条。

其次,进行这些高级复杂设备(动车,飞船,电动楼梯)设计的最高原则是就是要以人为本,违反这一条,就是犯了天条,早晚一定出事故。

第三,既然遵守以人为本,那么人制造出来的任何东西也不会是100%完美的,可以看作是人类“原罪”的传播。比如,正常的打火机总有偶然打不着的时候(几乎没有打火机能100次连续打着!别提1000次了),正常情况下汽车总有打火不着的时候,计算机/手机也有无理由就启动不了/启动不好的事情。例子太多了。

温州高铁相撞来自于这个致命设计缺陷,那个信号系统,驾驶室中只有得到出错信息的情况下才能提示停止运行;而实际的设计应该是,只有驾驶室得到报告,一切完全正常的情况下才能正常运行。结果,高铁/动车相撞了。如果这一条不修改,以后还会多次相撞。

这两点有什么关键区别?如果铁路路况一切正常,而传输铁路信号的某个导线连接不好(老化了,接口松了等),驾驶室就得不到正确的信号,列车就不能启动,这样做才正确。而实际情况是,前方有了情况,但是情况不能送达到驾驶室,所以驾驶员就加速往前跑,结果追尾。



再说这次湖北电动楼梯吃人,也是设计上的重大失误!首先,只有一切正常的情况下,电动楼梯才能运行,这一点没有做到。其次,踏板松动了,出现异常情况,就应该有设计的机制停止电动楼梯的运行(参考,现在新型的车,车门没有关好,你就是开不走!)第三,踏板移开了,设计的机制应该决定:电动楼梯立即停止,这样就算人掉进去了,不会严重受伤。看到这么多严重设计缺点了没有?再举个例子,电梯门关不上,电梯就不能启动,这个设计就是正确的。



还有我自己工作中的例子,激光实验室的门没有关好,激光是启动不了的,因为有一套安全措施(interlock)在主导;就算门关好了,激光也启动了,但是激光的盖子是不能打开的,如果掀开一条缝,激光立刻停止。另外旁边总有便利停止激光的很多紧急按钮。


今天看到消息,去年在美国加州沙漠上空爆炸的维珍银河公司(Virgin Galactic)“太空船二号” (SpaceShipTwo),调查结果出来了,同样存在严重的设计问题。

以前相关博文:

科学网—维珍银河载人商业“太空船二号”美国加州坠毁

blog.sciencenet.cn/blog-99360-840203.html

科学网—爆炸的维珍银河“太空船二号”火箭首次使用新燃料

blog.sciencenet.cn/blog-99360-840447.html


这则事故的触发原因是,驾驶员提早打开了太空船的减速装置。减速装置在飞船尾翼,翘起后增加飞行阻力,以降低飞船降落时的速度。减速装置应该在1.4马赫时启动,但是由于驾驶员的偶然失误,试飞中在1马赫时就启动了。之后,由于飞船在高速运行同时遇到减速措施,导致制动系统生效,从而使飞船在强大空气动力过载的情况下被撕裂解体,这就是发生了爆炸。

举个类似的例子:高速路上高速行驶的汽车(120公里/小时或者更高),如果驾驶员敢一脚把刹车踩死,必然导致车身翻滚跟头(谁不服气可以亲自试试),通常轮胎冒烟甚至着火,车内没有系安全带的必然被甩出去。正确操作是,先半踩刹车降速,降到80公里/小时以下才能把车一脚踩死。如1楼评论中补充,现在的车都安装了ABS刹车系统,就是防止把车彻底刹死,但是请注意,ABS刹车也会偶尔刹车失灵的,特别是下很长的山坡的时候。还有,如果手闸没有完全松开就在高速上开,那就等着灾难降临吧。不过,现在新型的车,手闸没有完全松开,就有提示。

这次太空船灾难的报告说,设计者没有考虑驾驶员能犯这样的偶然操作错误。“设想认为,这些训练有素的试飞员不会犯这样的错误 (要求100%正确!)。但是事实,人就是人。最训练有素的人,在最佳状态下,也会犯错误。”  设计公司的错误在于,他们把希望完全寄托在了飞行员不会犯错误的状态。必须预测到人为错误的可能,飞船系统必须能够应对这样的错误。

太空船二号在高空脱离运载它的喷气飞机后发生爆炸

Debris from the crashed Virgin Galactic SpaceShipTwo craft is shown in this video still.


最后再讲点战争电影中的集体冲锋人海战术的例子作为对比,不管你看电影《南征北战》《保卫延安》《三大战役》还是《一条大河》,里面很多集体冲锋的场面,那样做的最基本的设计原则是以赢为本,不惜代价赢得战争,冲锋中必然有大量伤亡。如果这条原则用在高铁/动车,电动楼梯,太空船的设计中,相信80%的情况运行很好,但是其他20%的情况,就会有灾难发生了。


不同情形下,不同场合,设计的总原则是不同的。和平时代的安全要求是以人为本,和战争时代的以赢为本的信念差别很大。



https://blog.sciencenet.cn/blog-99360-909242.html

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