[05-2020] Нарушения режимов эксплуатации и их влияние на техническое состояние локомотивов
 

Нарушения режимов эксплуатации и их влияние на техническое состояние локомотивов

И.Ю. ХРОМОВ, аспирант РУТ (МИИТ)
Современные локомотивы оборудованы микропроцессорными системами управления и диагностирования (МСУД), позволяющими не только автоматизировать управление приводом локомотива, но и контролировать техническое состояние локомотива. Кроме того, есть возможность контролировать его режимы эксплуатации и даже защищать от опасных из них. Но при этом необходимо определить, к каким рискам и возможным последующим отказам приводят те или иные нарушения режимов эксплуатации.
Во время эксплуатации локомотивы испытывают колоссальные нагрузки. Помимо погодных факторов, оказывающих негативное влияние на техническую составляющую (большой разброс температур, повышенная влажность и др.), существенно влияют на надежность локомотивов нарушения режимов эксплуатации (НРЭ), которые являются одной из причин заходов локомотивов на неплановый ремонт (HP).


Для анализа количества НРЭ и их влияния на надежность локомотивов автором проанализированы данные по ним и неплановым ремонтам локомотивов за 2018 г. Для этого были использованы данные из информационных систем ОАО «РЖД» и ООО «ДокоТех» — крупнейших эксплуатационной и сервисной компаний. За 2018 г. на сети дорог России было более 60 тыс. нарушений режимов эксплуатации (по результатам статистического анализа автора).
На рис. 1 приведена статистика НРЭ по сериям локомотивов. Ввиду того, что локомотивный парк насчитывает разное количество единиц в каждой из серий (от нескольких десятков до нескольких тыс. ед.), имеет смысл также рассмотреть какое количество НРЭ приходится на секцию локомотива. Для этого воспользуемся неким удельным показателем (количество НРЭ на одну секцию локомотива) — общее количество НРЭ по серии необходимо поделить на количество секций локомотивов той же серии.

На рис. 1 такой удельный показатель представлен в виде красной изогнутой линии с метками. Следует отметить, что изогнутая линия на этом рисунке приведена для упрощения восприятия информации (для наглядного отображения разброса удельного показателя по сериям локомотивов). Численное значение удельного показателя отображено черными маркерами на красной линии с подписями значений.
Рассмотрим ситуацию с нарушениями режимов эксплуатации только по тепловозным сериям. На рис. 2 приведена статистика НРЭ по тепловозам за 2018 г. в виде диаграммы Парето.

Анализ данных по тепловозам показал, что на первые шесть серий локомотивов приходится более 81 % от всех НРЭ по тепловозным сериям. При этом пять из шести серий локомотивов (кроме ТЭМ2) оборудованы микропроцессорными системами
управления (МСУ). Благодаря функциональным возможностям данных систем можно снизить количество НРЭ или предотвратить их полностью путем внедрения специальных алгоритмов управления режимами работы локомотива — так называемых алгоритмических защит.
Работы по внедрению алгоритмических защит уже ведутся [1 — 3], но их интеграция охватывает только ограниченное количество локомотивов. Необходимо отметить, что из девяти серий локомотивов, показанных на рис. 2, только одна пассажирская (ТЭП70БС и ТЭП70У — по сути один и тот же локомотив) и две маневровые серии (ТЭМ2 и ТЭМ18Д), что позволяет предположить о склонности к НРЭ именно у машинистов грузовых локомотивов.


Нарушения режимов эксплуатации по маневровым сериям локомотивов чаще всего происходят из-за необходимости соблюдения регламента действий эксплуатирующей компании — ввиду необходимости проведения срочных маневров, запуска/остановки дизеля. Эти действия приводят к таким НРЭ как быстрый набор позиций (без выдержки времени на позиции), остановка дизеля при превышенной температуре теплоносителей или переключение реверсивной рукоятки в движении.
Существенную статью расходов сервисных компаний (ООО «ЛокоТех» в частности) составляют неплановые ремонты. Большинство НРЭ происходит по дизельному оборудованию и колесно-моторному блоку локомотивов (рис. 3), что, со временем, приводит к дорогостоящим неплановым ремонтам. Таким образом, снижение количества НРЭ должно быть общей задачей для эксплуатирующих и сервисных компаний.
Как видно из представленного рисунка, более половины неплановых ремонтов тепловозов происходит по причине неисправности дизеля и дизельного оборудования, а у электровозов — отказа электрооборудования силовой цепи, вспомогательных цепей и цепей управления.
С 2012 г. в компании ООО «ЛокоТех» созданы группы диагностики, которые занимаются расшифровкой бортовых данных МСУ [4, 5] и претензионной работой в случае возникновения неплановых ремонтов из-за нарушений режимов эксплуатации. Специалистами Инжинирингового центра группы компаний «ЛокоТех» (ранее департамент научно-технического развития ТМХ-Сервис) были проведены анализ и обобщение данных работы групп диагностики, результатом чего стало распоряжение ОАО «РЖД» от 1.03.2016 № ЦТ-47/р, а позже от 2812.2018 № ЦТ-289/р.
В них был утвержден «Порядок оценки качества эксплуатации и ремонта локомотивов, предполагающий взаимный контроль и повышение прозрачности отнесения виновности за допущенные отказы», приложение к которому был «Классификатор НРЭ». Благодаря данному распоряжению, неплановые ремонты локомотивов, произошедшие из-за регламентированных (в распоряжении) НРЭ, стали оплачиваться за счет эксплуатирующей компании (ОАО «РЖД»).
За 2018 г. было зафиксировано несколько десятков тысяч неплановых ремонтов, из которых только около б % признаны ОАО «РЖД» как произошедшие из-за НРЭ. Следует отметить, что далеко не все неплановые ремонты, произошедшие из-за НРЭ, относятся к ОАО «РЖД». Это связано как с человеческим (рис. 4) фактором (ошибки групп диагностики при расшифровке, потеря данных, отказ в приеме вины со стороны ОАО «РЖД»), так и с несовершенством системы — отсутствие дистанционной передачи данных бортовых МСУ, частые неисправности дисплейных модулей (блок индикации) бортовых МСУ, USB-разъемов, через которые производится считывание данных. Кроме того, классификатор НРЭ в вышеуказанном распоряжении не устанавливает причинно-следственной связи и охватывает не весь перечень нарушений режимов эксплуатации.


Однако влияние человеческого фактора возможно минимизировать (рис. 5). Для этого, с учетом уже имеющихся аппаратно-программных средств, используемых в сервисных предприятиях группы компаний «ЛокоТех», необходимо организовать:
- использование онлайн-телеметрии: дистанционная передача данных с бортовых МСУ на серверы обработки данных для автоматического определения инцидентов (по примеру АРМ «Умный локомотив»);
- непрерывную передачу данных в автоматическом режиме с сервера обработки данных поездки в АСУ «Сетевой график» (основной информационный ресурс группы компаний «ЛокоТех») сразу после выявления инцидентов;
- проверку/подтверждение инцидентов, попавших в диагностическую карту локомотива АСУ «Сетевой график», определение виновной стороны (в случае, если инцидент привел к HP) — с использованием внутренних алгоритмов для автоматизации процесса.
С учетом вышеизложенного и учитывая статистические данные, предположительно реальный процент неплановых ремонтов, произошедших из-за НРЭ, может составлять примерно до трети от общего их числа.

Для более четкой картины причинно-следственной связи между нарушениями режимов эксплуатации машинистами локомотивов и отказом оборудования необходимо создание программно-аппаратных систем, которые позволят снизить или полностью предотвратить эти нарушения.
Обобщив вышесказанное, можно сделать следующие выводы:
> НРЭ распространены на железных дорогах России;
> наибольшее число НРЭ приходится на дизель и дизельное оборудование, а также на колёсно-моторный блок (как у тепловозов, так и у электровозов);
> нет чёткой картины причинно-следственной связи между НРЭ и отказом оборудования локомотивов;
> нет программно-аппаратных средств для комплексного предотвращения НРЭ;
> необходимо создание программноаппаратных систем для снижения НРЭ или полного их предотвращения.

Библиография
1. Мельников В.А., Аболмасов А.А., Лакин И.И. Алгоритмическая защита локомотивов // Локомотив. 2015. №3. С. 8 —10.
2. Лакин И.И. Мониторинг технического состояния локомотивов по данным бортовых аппаратно-программных комплексов: дис.... канд. техн, наук: 05.22.07 / место защиты : МИИТ. М., 2016.211 с.
3. Аболмасов А.А. Управление техническим состоянием тягового подвижного состава в условиях сервисного обслуживания : дис.... канд. техн, наук : 05.22.07 / место защиты : МГУПС. М., 2017.180 с.
4. Мониторинг технического состояния и режимов эксплуатации локомотивов в ТМХ-Сервис. Теория и практика. / К.В. Липа, А.А. Белинский, В.Н. Пустовой, СЛ. Лянгасов, И.К. Лакин, А.А. Аболмасов, В.А. Мельников, И.И. Лакин, А.А. Баркунова, И.В. Пустовой. М.: ООО «Локомотивные Технологии», 2015.212 с.
5. Мониторинг технического состояния локомотивов по данным бортовых микропроцессорных систем управления / К.В. Липа, В.И. Гриненко, СЛ. Лянгасов, И.К. Лакин, А.А. Аболмасов, В.А. Мельников. М.: ООО «ТМХ-Сервис», 2013.156 с.