[06-2011] Совершенствование функций регионального ситуационного центра путевого хозяйства

[Admin]

Совершенствование функций регионального ситуационного центра путевого хозяйства

Ю.М. КРАКОВСКИЙ, докт. техн. наук, В.А. НАЧИГИН

Важнейшим фактором обеспечения безопасности движения поездов в хозяйстве пути является комплексный диагностический мониторинг верхнего строения. Этому вопросу уделяется большое внимание [1—3]. Эффективность применения результатов мониторинга во многом зависит от наличия многофункциональных региональных ситуационных центров управления рисками и сокращения частоты возникновения транспортных происшествий.

В данной статье приведены рекомендации по совершенствованию функций регионального корпоративного ситуационного центра применительно к путевому хозяйству на примере опыта Восточно-Сибирской дороги (ВСЖД). Учитывая Концепцию ситуационного центра мониторинга и управления чрезвычайными ситуациями ОАО «РЖД» [4], при создании регионального ситуационного центра (РСЦ) ВСЖД в качестве основного было выбрано направление «Безопасность движения», а из двух возможных режимов работы — «Штатный режим». Сложные условия плана и профиля пути, значительное количество километров с различными просроченными ремонтами, а также ограниченность ресурсов обосновывают особое внимание к путевому хозяйству.

Задачи РСЦ для путевого хозяйства

Целью создания в РСЦ первоочередного для путевого хозяйства математического и программного продукта является обеспечение остаточного уровня риска при имеющихся ресурсах мониторинга верхнего строения и путевого хозяйства в целом. Основная функция подсистемы в штатном режиме — сокращение частоты возникновения транспортных происшествий за счет выполнения профилактических работ при текущем содержании.

Основные задачи РСЦ для путевого хозяйства следующие:

мониторинг верхнего строения пути, включая сбор информации о взаимосвязи видов транспортных происшествий и факторах, оказывающих влияние на их возникновение;

обработка и анализ результатов мониторинга, включая расчет уровня влияния факторов на возникновение транспортных происшествий и определения класса технического состояния (опасности возникновения транспортных происшествий);

прогнозирование основных показателей и опасных ситуаций, включая формирование прогнозов возникновения транспортных происшествий и дестабилизирующих факторов, влияющих на появление этих происшествий и событий, а также развитие неисправностей рельсовой колеи;

практическое приложение методики оценки рисков применительно к путевому хозяйству;

формирование корректирующих мероприятий по снижению влияния дестабилизирующих факторов с учетом статистического анализа и их экспертного ранжирования по степени влияния на транспортные происшествия;

подготовка предложений по выработке предупреждающих действий, направленных на постоянное улучшение уровня безопасности движения поездов в хозяйстве пути.

На первом этапе наибольшее внимание уделено первым четырем задачам. Пятая — является перспективной, так как требует решения первых четырех. Шестая — имеет стратегическую направленность и обеспечивается через инвестиционные программы.

Дежурно-диспетчерский аппарат

В составе сменного дежурно-диспетчерского аппарата ВСЖД, входящего в РСЦ путевого хозяйства, представлены работники трех подразделений: службы пути ВСЖД, в том числе диспетчеры линейных предприятий;

Восточно-Сибирской дирекции по ремонту пути; Дирекции по эксплуатации и ремонту путевых машин.

Исходя из перечня основных обязанностей, помимо функций контроля, работы с программами различных автоматизированных систем, формирования различных справок, сотрудники аппарата участвуют в анализе причин отказов технических средств, задержек поездов, ограничений скоростей движения, т.е. они вынуждены оперативно принимать управленческие решения в меру своей компетенции. В связи с этим считаем необходимым создать классификатор отказов, программы-советчики, направленные на следующие действия: анализ причин отказов элементов пути, средств мониторинга, технологического оборудования и т.д.;

разбор задержек поездов по причинам путевого хозяйства и его ремонтных подразделений;

наблюдение за «окнами» и выявление причин их срывов дистанциями пути и путевыми машинными станциями;

слежение за ограничениями скоростей движения поездов, включая задержки пассажирских и грузовых поездов.

Технические средства мониторинга пути

Основными техническими средствами мониторинга пути являются:

вагоны-путеизмерители — КВЛ-П 2.1, ЦНИИ-4; средства дефектоскопии — тележки, автомотрисы, вагоны;

ручные средства измерений.

Для получения комплексной оценки состояния пути используется следующая информация:

данные технического паспорта дистанции пути по элементам пути — рельсам и металлическим частям стрелочных переводов, скреплениям, шпалам и стрелочным брусьям, балласту, земляному полотну, искусственным сооружениям;

данные о состоянии элементов пути по результатам генеральных осмотров;

результаты контроля и оценки состояния пути по данным проверки КВЛ-П;

первичной документации, ведущейся на околотках, участках и в дистанциях пути; промеры пути.

Данные о состоянии пути по результатам прохода вагонов-путеизмерителей и средств дефектоскопии силами инженеров отдела диагностики загружаются в СБД-П (систему баз данных путевого хозяйства) АСУ-П. Таким образом, говоря о мониторинге пути, необходимо подчеркнуть, что основная информация содержится в СБД-П АСУ-П. Этот процесс необходимо автоматизировать.

Сокращение частоты возникновения происшествий

Помимо сбора и накопления информации о текущем состоянии пути, мониторинг должен содержать задачи и программные средства по обработке и анализу результатов. Для этого необходимо следующее: выделить виды транспортных происшествий (В., j = 1...J), связанных с путевым хозяйством, например: сход грузовых и пассажирских поездов (вагонов), остановка движения, снижение скорости и др.;

установить факторы, влияющие на возникновение этих транспортных происшествий (F, i = 1...I). Применительно к пути основными факторами являются: сужение и уширение колеи, перекос, просадки, изменения уклона профиля, боковой износ, зазоры, рихтовка, искусственные сооружения;

предложить методы расчета уровня влияния факторов на возникновение транспортных происшествий;

определить методы расчета критериев, позволяющих определять уровень опасности возникновения транспортных происшествий — область положительных событий, допустимых отклонений, негативных событий;

разработать комплекс мероприятий по снижению влияния дестабилизирующих факторов и реализовать экспертный отбор мероприятий для сложившейся ситуации, на основе созданных ситуационных моделей;

подготовить и реализовать методику оценки рисков применительно к уровню опасности возникших транспортных происшествий и принятых мероприятий по снижению влияния дестабилизирующих факторов.

При реализации базовой функции «Сокращение частоты возникновения происшествий и событий», помимо информации СБД-П АСУ-П, необходимо использовать данные автоматизированной системы управления безопасностью движения (АС РБ) и комплексной автоматизированной системы учета, контроля устранения отказов технических средств и анализа их надежности (КАС АНТ).

Учитывая наличие хорошо поставленной системы сбора информации о состоянии пути, большой объем сведений, считаем обязательным значительно расширить функционально программные средства по обработке и анализу результатов мониторинга. Для этого необходимо следующее:

методы расчета уровня влияния факторов на возникновение транспортных происшествий;

методы расчета критериев, позволяющие определять уровень опасности возникновения транспортных происшествий — область положительных событий, область допустимых отклонений, область негативных событий;

экспертная система по выбору мероприятий для улучшения сложившегося положения, использующей ситуационные модели.

Методы расчета уровня влияния факторов на возникновение транспортных происшествий должны включать разработки ОАО «НИИАС», направленные на определение уровня безопасности движения на основе статистического анализа и индексов оценки ситуации.

Прогнозирование основных показателей и опасных ситуаций

Говоря о прогнозировании, необходимо учитывать многозначность этого научного направления, что отражается и в нормативных документах ОАО «РЖД». Базовой задачей прогнозирования для ситуационного центра является определение возможного появления негативных событий с тем, чтобы, используя контрмеры, значительно уменьшить вероятность их возникновения и, как следствие, управлять рисками. Это достаточно сложная задача, требующая привлечения помимо математических методов средств интеллектуальной поддержки, Другое направление применения методов прогнозирования связано с обслуживанием и ремонтом пути. Возможны следующие ситуации:

комплексная оценка состояния пути, заключающаяся в «Оценке состояния пути и разработке мероприятий по его техническому обслуживанию, прогнозированию состояния и ремонту»;

определение периодичности контроля, оцениваемое (рассчитываемое) остаточным ресурсом, Специалисты в области диагностики пути отмечают [3]: «Дальнейшее повышение эффективности системы комплексного мониторинга рельсового пути связано с определением остаточного ресурса до очередного цикла неразрушающего контроля. Это, в свою очередь, требует разработки средств и методологии оценки реальных размеров выявленных дефектов и их потенциальной опасности». В этом классе задач необходимо уметь прогнозировать развитие дефектов, для чего необходимо введение количественных параметров технического состояния. Следует отметить, что продолжительность межконтрольных интервалов зависит от грузонапряженности участка, наличия надежных методов для оценки степени риска изломов рельсов, учета температурного режима и скоростей движения подвижного состава и др.;

проведение расчетного прогнозирования отказов и технического ресурса рельсов [5];

использование полного спектра автоматизированных средств диагностики открывает возможность получения оценки не только одномоментного текущего состояния инфраструктуры, но и его изменения во времени.

Как правило, в подобных задачах речь идет о прогнозировании значений некоторых параметров технического состояния (показателей), которые могут носить комплексный характер. Для них часто применяют аддитивные или мультипликативные свертки, что требует привлечения экспертов для определения весовых коэффициентов локальных показателей, влияющих на комплексный.

Наличие подобных прогнозных моделей способствует решению предыдущих задач: определению остаточного ресурса, продолжительности меж-контрольных интервалов, внедрению стратегии обслуживания по техническому состоянию и т.д.

Как мы уже отмечали, в СБД-П АСУ-П хранится информация по мониторингу пути за значительный интервал времени и в технологиях анализа данных мониторинга подчеркивается возможность ее использования, но базовые программные средства для выстраивания временных рядов отсутствуют. Во многом технология оценки состояния пути базируется на последней информации: проходе вагонов-путеизмерителей, вагонов-де-фектоскопов и других диагностических средств в текущий момент времени. Это относится и к комплексной оценке состояния пути, которая основывается на информации из разных источников, но «слабо» использует предысторию, дополнительные факторы.

Для автоматизированного применения предыстории необходимы программные средства, которые из СБД-П АСУ-П могут формировать временные ряды по показателям мониторинга для пикета, километра, кривой, переезда и других элементов пути. Подобный подход реализован специалистами Иркутского государственного университета путей сообщения и ВСЖД [5, 6], применительно к боковому износу рельсов и оценке по нему остаточного ресурса. Созданное программно-математическое обеспечение использует данные мониторинга пути, полученные путеобследо-вательской станцией ЦНИИ-4.

Оценка рисков

В Концепции [4] предложен двухфакторный табличный (матричный) подход к оценке степени риска. Предложено шесть уровней для частоты возникновения опасного события: частое (Ч), вероятное (В), случайное (С), редкое (Р), крайне редкое (КР), маловероятное (MB). Уровни частоты определяются исходя из статистических данных о транспортных происшествиях и событиях, допущенных по вине конкретного хозяйства.

Предусмотрены четыре уровня тяжести последствий опасного события: незначительный (НЗ), несущественный (НС), критический (КР), катастрофический (КАТ). Уровни тяжести устанавливаются исходя из статистических данных об ущербах в результате их возникновения.

Уровни степени риска имеют четыре градации: не принимаемый в расчет (НПР), допустимый (Д), нежелательный (НЖ), недопустимый (НД).

Связь между частотой возникновения опасного события (ЧС), уровнем тяжести последствий опасного события (УП) и уровнем степени риска задается таблицей (см. таблицу).

Например, если частота опасного события имеет уровень С, а последствия — КР, то уровень риска НЖ — нежелательный.

С другой стороны, в Концепции и других нормативных документах ОАО «РЖД» ставится задача создания факторного анализа рисков, учитывающего связь видов транспортных происшествий и факторов, влияющих на их возникновение.

В связи с этим, мы считаем, что оценка уровня риска должна базироваться не на двух-, а на трехфакторной модели, т.е.

R = Рф * Ртп * Сп.

где R — уровень риска;

Рф — частота появления влияющего фактора;

Ртп — частота появления транспортного происшествия или события;

Сп — тяжесть последствия от опасного события.

Для трехфакторной модели связь между частотой появления влияющего фактора, частотой возникновения опасного события, уровнем тяжести последствий опасного события и уровнем степени риска задается таблицей, которую составляют эксперты. Оценка рисков осуществляется до и после внедрения корректирующих мероприятий по каждому фактору в сочетании с каждым опасным событием.

Качество оценки рисков во многом зависит от качества оценки компонентов трехфакторной модели и этому вопросу следует уделять большое внимание. Необходимы специальные программные средства, содержащие электронные справочники и модуль специальных вопросов, разделенных на группы: статистика, технические средства мониторинга пути, используемые программные системы, кадровый состав, наличие организационных мероприятий, куда может входить ситуационный центр и др.

На основе введенных таким образом данных специальная программа автоматически формирует информацию об отклонениях (несоответствиях), которые оцениваются количественно, что позволяет достаточно достоверно установить уровень вероятностей и потерь для трехфакторной модели. Для определения отклонений необходим утвержденный руководством ОАО «РЖД» стандарт, описывающий «эталонную» конфигурацию и регламентирующий работу программы.

Список литературы

1. Архангельский С.В. и др. Новые технологии в диагностике технических объектов // Путь и путевое хозяйство. 2008, N9 4. с. 9—12.

2. Волков А.Н. Безопасность движения — на уровень международных стандартов // Железнодорожный транспорт. 2009, № 4. с. 14—25.

3. Марков А.А. Комплексный диагностический мониторинг рельсового пути // В мире неразрушающего контроля. 2008, № 3. с. 34-36.

4. Тишанин А.Г. Концепция ситуационного центра мониторинга и управления чрезвычайными ситуациями ОАО «РЖД». М. : ОАО «РЖД». 2010.

5. Лысюк B.C., Сазонов В.И., Башкатова Л.В. Прочный и надежный железнодорожный путь. М. : ИКЦ Академкнига», 2003. 589 с.

6. Краковский Ю.М , Начигин В.А. Прогнозирование бокового износа рельсов как процедура оценки их остаточного ресурса // Контроль. Диагностика. 2010, № 6. с. 30—35.

7. Краковский Ю.М., Начигин В.А. Прогнозирование остаточного ресурса рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2010, N9 5. с. 15—17.

Начигин Владимир Александрович — начальник службы технической политики Восточно-Сибирской железной дороги. Адрес в Intranet: ntpNachiginVA@esrr.rzd

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin