Geplaatst op door

Whitepaper: Zipline-remdynamiek

De zipSTOP en zipSTOP IR Zip Line-remmen zijn ontworpen om een comfortabele, betrouwbare primaire rem te bieden die het rijcomfort en de doorvoer van de zipline verbetert. Ondanks het feit dat de zipSTOP ongelooflijk betrouwbaar is, weten we dat het slechts een onderdeel is van een uitgebreid en correct zipline-remsysteem, dat deel uitmaakt van de totale zipline-reis.

Om te voldoen aan de industrievereisten en installatie-instructies voor componenten, moet elk onderdeel binnen de totale rit worden geïnstalleerd, getest en geïnspecteerd.

Operations moeten vertrouwen hebben in hun remcomponenten, zoals de zipSTOP, maar zich bewust zijn van de mogelijkheid van onvoorziene primaire remstoringen, zoals gebreken aan apparatuur van derden en menselijke fouten bij onder andere installatie, onderhoud en gebruik. Elke zipline-installatie met een aankomstsnelheid van meer dan 10 km/u (6 mph) en bij gebruik van een zipSTOP of zipSTOP IR Zip Line Brake vereist een noodstopapparaat (EAD) vanwege het risico op fouten. Dit criterium is gebaseerd op ACCT- en ASTM-richtlijnen.

Als het tijd is om een deelnemer te stoppen aan het einde van een zipline, hebben snelheden van meer dan 10 km/u dynamische gevolgen voor het menselijk lichaam. Het is van cruciaal belang om de druk te begrijpen die op het menselijk lichaam kan worden uitgeoefend bij de overgang van beweging naar een veilige stop, en daarom zijn een goed ontworpen remsysteem en een goede noodrem of EAD vereist.

Wat is een Zip Line-remsysteem?

De Association for Challenge Course Technology (ACCT) en de American Society for Testing and Materials (ASTM) hebben beide normen die van toepassing zijn op zip-lijnen en de remsystemen van zip-lijnen. Een EAD, ook wel een noodrem genoemd, wordt in bepaalde scenario’s verplicht gesteld door ACCT-normen en ASTM-vereisten stellen dat remsystemen binnen een zip-line faalveilig moeten zijn.

ACCT-definities en normen:

  • Remsysteem: een opstelling van primaire en noodremmen die zijn ontworpen om samen te werken om de beweging van een persoon te stoppen
  • Noodrem: een rem op een zip-lijn die ingrijpt zonder enige input van de deelnemer bij het falen van de primaire rem om ernstig letsel of overlijden te voorkomen

ACCT-normen stellen dat een zipline-remsysteem moet worden ontworpen om het risiconiveau voor de deelnemer aan te pakken dat wordt veroorzaakt door het falen van het remsysteem of een van zijn componenten, inclusief de mogelijkheid van beknelling, vastlopen, verstrikking, enz. De normen stellen verder dat “een gekwalificeerd persoon” de “operationele kenmerken van het remsysteem moet testen aan de extremen van het ontwerpcontinuüm voor het gewicht van de deelnemer en de aankomstsnelheid”.

ASTM-definities en -normen

*Opmerking: de onderstaande normen zijn relevante fragmenten uit ASTM F2291 en F2959

  • Remsysteem: Zoals het van toepassing is op avonturencursussen in de lucht, omvatten voorbeelden van remsystemen, maar zijn niet beperkt tot: longitudinale wrijvingsremmen, schijf- of trommelremmen, motorremremmen, zowel aan boord als buiten boord van het patroondragende voertuig of apparaat . Als het uitvallen van het remsysteem leidt tot een onveilige toestand, moet het remsysteem faalveilig zijn.
  • Faalveilig: Kenmerk van een avonturenparcours in de lucht, of een onderdeel daarvan, dat zodanig is ontworpen dat de normale en verwachte faalwijze resulteert in een
    veilige toestand.

ASTM-normen stellen dat “de ontwerper/ingenieur een ritanalyse moet uitvoeren en documenteren die illustreert hoe gevaren voor personen zijn beheerd.” Dit rapport moet risicobeperking en een faalanalyse bevatten in de vorm van “a Fault Tree Analysis, a Failure Mode and Effects Analysis (FMEA), of een andere geaccepteerde technische praktijk.”

Aankomst snelheid vergelijkingen

Veel zip-lijnen zijn ontworpen en vervaardigd om de deelnemers een opwindende en plezierige ervaring te bieden. Dit resulteert meestal in zipline-snelheden, waardoor het gebruik van een goed ontworpen primaire rem en een onafhankelijke EAD nodig is. Aan het einde van een zipline werden de zipSTOP en zipSTOP IR ontworpen om deelnemers soepel en zacht tot stilstand te brengen.

De zipSTOP IR, bedoeld voor aankomstsnelheden van rijders tot 60 km/u, is het product dat de hoogste aankomstsnelheid mogelijk maakt (37 mph). Bedenk hoe een mens die van een bepaalde hoogte valt, zich verhoudt tot een rijder die aankomt met een snelheid van 60 km/u (37 mph). Zwaartekrachtversnelling is een constante op aarde en is dat ook. Een persoon die van 4,7 verdiepingen boven de aarde valt, ongeveer 14,2 m, zou snelheden bereiken van 60 km/u (16,7 m/s of 37 mph) op een typische hoogte van 3 m (10 voet).

Zonder een robuust en grondig veiligheidssysteem zou niemand overwegen om van een gebouw met vijf verdiepingen te springen. Zipline-snelheden vereisen eveneens een volledig functioneel zipline-remmechanisme. De zipSTOP Zip Line Brake is slechts een onderdeel van een uitgebreid zipline-remsysteem; een EAD is ook noodzakelijk en mag niet over het hoofd worden gezien.

Bekijk de onderstaande grafiek van een NASA-onderzoek met de titel Human Tolerance to Impact Velocities om de kritische vereiste voor zowel een primaire rem als een EAD verder aan te tonen. Deze grafiek geeft de overlevingskans weer bij het raken van een hard plat oppervlak met verschillende snelheden. Het toont aan dat als een persoon valt met een verticale snelheid van (geen horizontale snelheid), hij of zij zich in de “zone van marginale overleving” zal bevinden, wat betekent dat er een hoog risico is op ernstige schade of overlijden. Dit is dezelfde snelheid als het raken van een terminalstructuur met 60 kilometer per uur (37 mijl per uur) of vallen van 14,2 meter (47 voet).

De “zone van gegarandeerde overleving” heeft nog steeds een hoog risico op ernstig letsel, dus beschouw het niet als een veilige, acceptabele of wenselijke conclusie. Deze grafiek benadrukt het risico van aanzienlijk letsel of overlijden als uw zipline geen goed en uitgebreid remsysteem heeft, evenals het cruciale belang van het opnemen van een EAD op uw zipline. Als de hoofdrem uitvalt, moet de EAD zelf zorgen voor veilig remmen.

We erkennen dat de meeste zip-lijnen geen aankomstsnelheden van 60 kilometer per uur (37 mph) hebben. Zelfs een gemiddelde aankomstsnelheid van 40 km/u kan tot een gevaarlijke situatie leiden. Met dezelfde analogie is een persoon die aankomt met een snelheid van 40 km/u (11,2 m/s of 25 mph) vergelijkbaar met vallen van een hoogte van 6 m (20 ft), of twee verdiepingen. Dit staat op het punt van de overgang van definitief naar onwaarschijnlijk overleven. Nogmaals, de meeste mensen zouden zich niet veilig voelen om vanaf die hoogte te springen als er geen veiligheidsmaatregelen waren getroffen.

Onderstaande grafieken tonen de relatie tussen aankomstsnelheden en vrije valafstanden. Deze cijfers kunnen worden gebruikt om de aankomsttijden van de zip-line te schatten en te bepalen hoe ver een passagier “valt” wanneer hij een terminalplatform bereikt. Afbeelding 3 illustreert hoe een rijder die met een snelheid van 30 mph rijdt, dezelfde snelheid heeft als iemand die van een hoogte van 10 voet valt.

Waarom zijn noodremmen met gids niet aan te raden? Een primaire rem op een zipline is ontworpen om elke deelnemer met succes tot een veilige stop te brengen. Een geschikt EAD is vereist, ongeacht het soort primaire rem, om te beschermen tegen onvoorziene primaire remstoringen. Als een persoon bijvoorbeeld flauwvalt op een zipline met handrem als primaire rem, hoe wordt hij dan gestopt aan het einde van de zipline? Wat als een rat door de omleidingslijn van een zipSTOP kauwde en deze afsneed van de rest van het remsysteem? Er moet een back-upsysteem zijn om alle passagiers veilig tot stilstand te brengen.

Veel zipline-operators sturen een gids naar beneden voordat passagiers naar het terminalplatform gaan, zodat ze hun passagiers aan het einde van de reis kunnen begroeten. Wat is de noodrem van die begeleider als hij of zij fungeert als noodrem voor inkomende deelnemers? We hebben gehoord van minstens één gids die door de bliksem werd getroffen en tijdens de afdaling bewusteloos raakte, waardoor remmen met de hand onmogelijk werd.

Het is anekdotisch, maar zipline-gidsen lopen meer kans dan deelnemers om ernstig gewond te raken. De belangrijkste reden is dat ze vaker tokkelen dan de gemiddelde deelnemer, waardoor ze meer bekendheid krijgen. Het is vergelijkbaar met het idee dat ervaren backcountry-skiërs meer kans hebben om in een lawine terecht te komen, omdat hun blootstellingstijd in lawine-terrein zo veel langer is. Hoe langer je bezig bent met iets gevaarlijks, hoe groter de kans dat er iets ergs zal gebeuren. Als iets verhinderde dat een primaire rem werkte zoals bedoeld, had de persoon die het meest op de zipline reed statistisch gezien de meeste kans om getroffen te worden. Gidsen moeten dezelfde waarborgen krijgen als betalende klanten om hen te beschermen. Als gevolg hiervan worden door de gids geactiveerde noodremmen niet aanbevolen als EAD’s.

Door de gids geactiveerde EAD’s worden ook niet aanbevolen vanwege het grotere risico op menselijke fouten bij een poging om de EAD te activeren, zoals het niet resetten van een handmatige rem of het niet op tijd activeren van een rem. Een prusik-knoop is een populaire back-up, maar het vereist de gids om aan de knoop te trekken om te activeren. Overweeg de omstandigheden waarin deze back-up nodig zou zijn. Een gids moet de prusik-knoop binnen een paar seconden activeren als de primaire rem uitvalt.

Overweeg een scenario waarin een door een gids geactiveerd noodstopapparaat vereist is. Wanneer de deelnemer de remzone bereikt, rijdt hij met 60 kilometer per uur (37 mijl per uur) en wordt de primaire rem niet geactiveerd. De maximale remafstand van de zipSTOP IR is 20 meter (65 voet), en de deelnemer legt die afstand in 1,2 seconden af. Voordat de rijder het einde van de lijn bereikt, is het onwaarschijnlijk dat de gids de noodrem gebruikt. Volgens de Harvard Database of Useful Biological Numbers is de hoogste gemiddelde tijd voor een enkele oogknippering 0,4 seconden. Anders gezegd, de gids heeft het equivalent van drie keer knipperen om te reageren en een noodstop te activeren. Op zijn zachtst gezegd, die reactietijd zou ongelooflijk zijn.

G-belastingen ervaren tijdens het remmen

Er zijn veel factoren die van invloed zijn op het al dan niet oplopen van ernstig letsel of overlijden van een rijder tijdens het remmen. Deze kunnen de reden zijn dat de deelnemer wordt gestopt, de oriëntatie van de rijder, het type hardware dat wordt gebruikt, enzovoort. De g-load, of het gevoel van gewicht dat bij vertraging wordt gevoeld, is een nuttige parameter om de krachten te begrijpen die tijdens het remmen op een fietser worden uitgeoefend. Een persoon voelt 1 G verticaal wanneer hij op de grond staat (eigen lichaamsgewicht). Wanneer een automobilist op de rem trapt, worden hoge horizontale g-belastingen gevoeld, terwijl lage g-belastingen worden gevoeld wanneer een bestuurder voorzichtig stopt. De g-belastingen die worden ervaren door een item dat op korte afstand vertraagt (stopt) zijn groter dan die ervaren door een object dat over een lange afstand vertraagt.

Bij het vertragen in de +X-richting, zoals de meeste zip-lijnen doen bij het remmen, mag een deelnemer 6 keer de zwaartekracht (6 G) ervaren volgens ASTM F2291 (zie figuur 4). Binnen de zipline-industrie is het echter algemeen vastgesteld dat als een persoon 6 G ervaart tijdens het remmen, deze omhoog zal zwaaien en misschien contact zal maken met het zipline-touw. Vanwege het omhoog zwaaien van de rijder en het comfort, wordt elk remscenario met een zipSTOP of zipSTOP IR waarbij een deelnemer meer dan 2,5 G tegenkomt, niet gesuggereerd. De remafstand Minimum (BD MIN) lijn op de Stop Distance Charts in de zipSTOP Zip Line Brake Installatie-, Bedienings- en Onderhoudshandleiding wordt bepaald door deze limiet.

Laten we een theoretische blik werpen op hoe verschillende remsystemen g-belastingen creëren, rekening houdend met de maximale g-belastingen zoals aangegeven door ASTM (6 G) en onze (2,5 G). Onthoud dat de remweg cruciaal is om g-belastingen te begrijpen. De g-belastingen die worden ervaren door een item dat op korte afstand vertraagt (stopt) zijn groter dan die ervaren door een object dat over een lange afstand vertraagt.

Laten we eens kijken naar een remsituatie bij de maximale snelheid van de zipSTOP IR om te zien hoeveel G’s een rijder kan tegenkomen. De primaire rem werkt niet omdat een eekhoorn door de omleidingslijn heeft gekauwd. De gids zou 1,2 seconden hebben om de back-up prusik-knoop te activeren. Een noodrem met prusik-knoop zou, indien functioneel, de berijder op ongeveer 0,5 meter (1,6 ft) stoppen. De rijder wordt onderworpen aan 28,3 G, ongeveer 5 keer het ASTM-maximum. De berijder zou 14 G lijden, zelfs als de remafstand een hele meter (3,3 ft) was. Nogmaals, we erkennen dat de meeste zip-lijnen geen aankomstsnelheden van 60 kilometer per uur (37mph) hebben. Zelfs een meer gemiddelde aankomstsnelheid van rond de 40 km/u kan tot een gevaarlijke situatie leiden. Met hetzelfde voorbeeld: een persoon die 40 km/u (25 mph) rijdt, ervaart 13 G als hij binnen 0,5 m (1,6 ft) wordt gestopt. Bedenk wat er zou gebeuren als een ineffectieve EAD zou worden gebruikt, zoals een kabelklem die de berijder op een veel kortere afstand zou stoppen.

Houd er rekening mee dat de gegeven berekeningsmethode een vereenvoudigde theoretische berekening is die alleen de best-case g-load-scenario’s laat zien. De berekeningen zijn gebaseerd op het feit dat de deelnemer gedurende de hele noodremweg met een constante snelheid afremt. Als een deelnemer die zich met 38 km/u (24 mph) beweegt, bijvoorbeeld een remweg van 1 meter krijgt, ervaart hij 6 G. (3,3 ft). Dit geldt niet in elk noodremscenario.

Een deelnemer zal in werkelijkheid een minimale en maximale g-load ervaren. Naarmate de veren worden samengedrukt, neemt de vertraging van een veerpakket toe, wat resulteert in hogere vertraging en g-belastingen dan berekend in het voorbeeld. Een deelnemer is ook niet permanent aan een trolley bevestigd, waardoor de berijder kan slingeren en mogelijk de remweg wordt vergroot, waardoor de g-belastingen worden verlaagd. Theoretische gegevens kunnen als uitgangspunt dienen, maar er zijn ook andere variabelen die van invloed zijn op de omstandigheden van noodremming. Als gevolg hiervan is praktijktesten met speciaal gebouwde testapparatuur, uitgevoerd door een gekwalificeerde ontwerper of ingenieur, de voorkeursmethode voor het bevestigen van een EAD. ASTM F2137 Standard Practice voor het meten van de dynamische kenmerken van amusementsattracties en apparaten schetst dit type testen.

Een primaire rem en EAD testen?

De ACCT-normen stellen dat een noodrem is: Een rem op een zipline die ingrijpt zonder enige input van de deelnemer bij het falen van de primaire rem om ernstig letsel of overlijden te voorkomen. De normen specificeren bepaalde soorten apparaten of merken niet, en we onderschrijven bepaalde producten niet. Elke zipline-installatie is uniek en anders, en het is de verantwoordelijkheid van de installateurs, operators en bouwers om ervoor te zorgen dat de zipSTOP Zip Line Brake wordt geïnstalleerd en bediend volgens ACCT- en/of ASTM-normen en de zipSTOP-bedieningshandleiding met een adequate EAD .

Volgens ACCT zijn er testvereisten voor een zipline-remsysteem:

Een gekwalificeerd persoon ontwerpt de methoden, houdt toezicht op de prestaties en beoordeelt de resultaten van operationele tests. Alle tests moeten het volgende aantonen:

  • Operationele kenmerken van het remsysteem aan het uiterste van het ontwerpcontinuüm voor deelnemersgewicht en aankomstsnelheid
  • Bevestiging dat het remsysteem betrouwbaar en volgens ontwerp werkt

Aangezien een noodrem deel uitmaakt van een compleet remsysteem, zoals gedefinieerd door ACCT, moet het worden getest volgens de ACCT-normen als: Bij uitval van de primaire rem, kunnen beide van de volgende situaties optreden:

  • De deelnemer arriveert bij het landingsgebied van de zipline met een snelheid van meer dan 10 km / u
  • De deelnemer ervaart onbedoeld en/of schadelijk contact met terrein, objecten of mensen in het landingsgebied van de zipline

Volgens ASTM F1193 moeten prestatietests worden voltooid:

  • Prestatietests – Dit moet bestaan uit een reeks gespecificeerde tests die kunnen worden gebruikt om te bepalen of de nieuw opgerichte rit of het nieuw opgerichte apparaat voldoet aan de oorspronkelijke ontwerpcriteria

Aangezien de oorspronkelijke ontwerpcriteria van het remsysteem zijn dat het faalveilig is, moet het worden getest om te bewijzen dat het remsysteem inderdaad faalveilig is. We Technologies raadt aan de doeltreffendheid van een voorgestelde EAD te testen door de primaire rem los te koppelen en een reeks testgewichten (onbemand) langs de zipline te sturen. Let op de aankomstsnelheid en de gewichten die van invloed zijn op de voorgestelde EAD. Kan er ernstig letsel of de dood optreden, lijkt dit te leiden tot een veilige toestand? Als er ernstig letsel of de dood kan optreden of als het niet tot een veilige toestand leidt, is het niet
een noodstopapparaat.

Het wordt niet direct vermeld in de ASTM- of ACCT-normen, maar er moet worden opgemerkt dat bepaalde omstandigheden de aankomstsnelheid van een deelnemer sterk kunnen beïnvloeden. Koude temperaturen, natte omstandigheden en harde wind kunnen allemaal de aankomstsnelheden van de rijder aanzienlijk verhogen en moeten tijdens het testen in overweging worden genomen en worden verantwoord door de primaire rem en EAD

Conclusie

Voor een compleet zipline-remsysteem en risicobeperking zijn een primaire rem en een EAD vereist. In het ergste geval kan het hebben van een goed ontworpen, geïnstalleerde en geteste primaire rem en EAD op uw zipline het verschil zijn tussen leven en dood. Dit is een van de redenen waarom alle zipline-installaties die gebruikmaken van de zipSTOP en zipSTOP IR Zip Line-remmen het gebruik van EAD’s vereisen. Dit criterium is gebaseerd op ACCT- en ASTM-richtlijnen.

Deze richtlijnen, evenals onze EAD-vereisten, zijn bedoeld om de hele zipline-industrie ten goede te komen. Naarmate zip-voering populairder wordt, zullen minder gevaar, betere betrouwbaarheid en minder gevallen van letsel helpen om het vertrouwen te vergroten en de gezondheid van de industrie te verbeteren. We stellen voor om fysieke tests en regelmatige inspecties uit te voeren om de werkzaamheid van alle remsystemen te garanderen, en om ervoor te zorgen dat uw primaire rem en EAD goed zijn ontworpen voor de slechtste situatie.

Zipline-veiligheidsoplossingen

Zipline-veiligheidsoplossingen

Thrill Syndicate is de leverancier voor professionele zipline oplossingen

Winkel nu

Aanvullende deskundige informatie over Zipline-technologie

Geïnteresseerd om meer te lezen over Zipline-technologie en meningen van experts?