Admin

Особенности проведения испытаний на ЭМС микроэлектронных систем ЖАТ

РОЗЕНБЕРГ Ефим Наумович,
АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», первый заместитель генерального директора, профессор, д-р техн, наук, Москва, Россия

КУЛИКОВ
Борис Андреевич,
ФБУ «Регистр сертификации на федеральном железнодорожном транспорте», заместитель начальника отдела сертификации электрооборудования, автоматики и телемеханики, Москва, Россия

БОЧКОВ
Константин Афанасьевич, УО «Белорусский государственный университет транспорта», научный руко водитель-заведующий НИЛ «Безопасность и ЭМС технических средств», профессор, д-р техн, паук, г. Гомель, Республика Беларусь

ХАРЛАП
Сергей Николаевич,


■ Железнодорожный транспорт, как правило, играет ведущую роль в транспортных системах многих государств. Особое место среди автоматизированных си стем управления перевозочным процессом занимают современные микроэлектронные системы железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), призванные в первую очередь обеспечивать безопасность движения поездов.
Функциональная безопасность - это свойство объекта железнодорожного транспорта, связанного с безопасностью, выполнять требуемые функции безопасности при всех предусмотренных
условиях в течение заданною период;! времени по I ОСТ 33358 2015 [11, который । армонизирован с международным стандартом верхнего уровня ГОСТ Р МЭК 61508-4-2012 [2].
Опасный отказ системы ЖАТ может привести к возникновению аварии или крушению поезда. В подавляющем большинстве случаев этого не происходит, поскольку причины возникновения аварии (крушения) связаны также с существующей в данный момент поездной ситуацией и действиями человека-оператора (машиниста, дежурного по станции, поездного диспетчера, электромеханика и др.).
Вероятность возникновения аварии (крушения) при этом определяется выражением:
Q. = Q • Q ■ Q ,
А оп пс чо’
где Qon - вероятность опасного от каза системы ЖАТ;
Qnc - вероятность существования аварийной поездной ситуации;
Q40 - вероятность невыполнения человеком-оператором действий по предотвращению (парированию) аварии (крушения).
Исходя из этого, отказ системы ЖАТ считается опасным, если нарушен критерий опасного отказа, даже если авария (крушение) при этом не произошла Эго позволяет рассматривав, ос (опасность системы или отдельного ее элемента как свойство объекта вне связи с ошибками человека или движением поездов. Диаграмма состояний объекта ЖАТ представлена на рисунке, где Би, Sp, S3, So - подмножества исправных, работоспособных, защитных и опасных состояний. Безопасность системы ЖАТ при этом определяется, как свойство системы непрерывно сохранять исправное, работоспособное или защитное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Защитный отказ нарушает безотказность, но не нарушает безопасность. Опасный отказ нарушает и безотказность, и безопасность.
Безотказность характеризуется множеством состояний
SH = ° Sp> а безопасность - множеством состояний
$Б = §И ° $Р U $з-
При этом критерии опасных отказов в обязательном порядке устанавливаются в соответствующих технических нормативных правовых актах на каждый вид систем ЖАТ. Такой подход позволяет сконцентрироваться на относительно небольшом множестве функций и критических элементов.
Системы ЖАТ должны обеспечивать самые высокие требования по уровню полноты функциональной безопасности УПБ-4 (SIL-4) по головному основополагающему международному и гармонизированному с ним межгосударственному стандарту ГОСТ ЕС 61508. Основным положением этого стандарта является выполнение мероприятий по обеспечению безопасности на всех этапах жизненного цикла параллельно с разработкой систем, связанных с безопасностью. Это требует привлечения независимых, аккредитованных испытательных центров (лабораторий) для согла
сования, экспертизы технической документации и проведения испытаний. Такой порядок регламентирован ГОСТ 33477-2015 «Система разработки и постановки продукции на производство. Технические средства железнодорожной инфраструктуры. Порядок разработки, постановки на производство и допуска к применению» [3].
В таблице выделены «работы и разрабатываемая документация» обязательного приложения Б из ГОСТ 33477-2015, в которых предусмотрено участие испытательной лаборатории на этапах жизненного цикла технических средств систем ЖАТ.


Такой порядок позволяет минимизировать риски опасных систематических отказов, связанных с ошибками человека на всех этапах жизненного цикла, в том числе и при испытаниях по подтверждению соответствия.
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 003/2011 «О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта» (в редакции 2023 г.) [4] определяет системы ЖАТ как «Автоматизированные системы оперативного управления технологическими процессами, связанные с обеспечением безопасности движения и информационной безопасности». Он распространяется на инфраструктуру железнодорожного транспорта, включающую в себя железнодорожный путь, устройство электроснабжения и электросвязи, системы ЖАТ, а также станционные здания и сооружения. Эти элементы имеют разное влияние на безопасность движения поездов и соответственно разные требования по подтверждению соответствия.
Регламент также предоставляет возможность неприменения или частичного применения стандартов, определяющих требования функциональной безопасности (ФБ) к конкретным объектам инфраструктуры. Для систем ЖАТ, непосредственно отвечающих за безопасность движения поездов, неприменение или частичное применение стандартов может привести к значительному увеличению рисков нарушения безопасности движения поездов. Принять решения о допустимости неприменения или частичного применения стандартов могут только квалифицированные специалисты в области ФБ, владеющие информацией о критериях опасных отказов, режимах функционирования, способах и методах их имитации при проведении испытаний.

ГОСТ 33477-2015 [3] решает эту проблему путем согласования программы и методики испытаний и обязательного участия либо проведения испытаний независимыми, аккредитованными на ФБ испытательными центрами или лабораториями (см. таблицу). Программа и методика испытаний представляют собой «организационно-методический документ, обязательный для выполнения, устанавливающий объект и цели испытаний, виды, последовательность и объем проводимых экспериментов, порядок, условия, место и сроки проведения испытаний, обеспечение и отчетность по ним, правила реализации методов испытаний, а также ответственность за обеспечение и проведение испытаний».
Испытания систем ЖАТ проводят в режиме функционирования, предусмотренном в технической документации, обеспечивающем наибольшую восприимчивость к воздействию помехи конкретного вида (п.5.1.6 ГОСТ 33436.4-1-2015 [5]). При проведении испытаний в соответствии с требованиями этого
ГОСТ необходимо выбрать степени жесткости испытаний по каждому из видов электромагнитных помех, а по результатам воздействия определить критерий качества функционирования технических средств ЖАТ. При этом согласно требованиям (ГОСТ 33436.4-1-2015 [5]) для ТС ЖАТ, техническое состояние которых непосредственно влияет на обеспечение безопасности движения поездов, в части функций (технических характеристик), должен быть «критерий качества функционирования А». В таких режимах системы ЖАТ могут перейти в опасное состояние при воздействии внешних факторов. При наличии опасной поездной ситуации это может привести к крушениям и гибели людей, а также к значительным потерям материальных ценностей.
Дополнительным, особенно важным документом подтверждения требований ФБ систем ЖАТ является доказательство безопасности, разработка и экспертиза которого предусмотрены ГОСТ 33477-2015 [3]. При этом, к сожалению, ТР ТС 003 не учитывает особенности систем ЖАТ, для которых типовые методики испытаний не конкрети зируют наиболее неблагоприя 11 и >ie «режимы работы, в которых си стема наиболее чувствительна к внешним воздействиям».
При согласовании или разрабо! ке ПМИ испытатегпя и ими i iei и рами (лабораториями) ус i аланпинан> юн режимы работы системы, н котор! >ix необходимо проводил, испьпания, а также определил, критерии качо ства функционирования, которые могут быть связаны с критериями опасных отказов. При этом только специалисты в области ФБ, уча ствую! i (ие в экспертизе Texi 1ичоской документации на разных этапах жизненного цикла, могут определить режимы и критерии качества функционирования систем ЖАТ.
Имеются факты проведения испытаний системы ЖАТ в испытательном центре (лаборатории), аккредитованном только на ЭМС без участия специалистов по ФБ. При этом испытания проводились по типовым методикам ГОСТ 33436.4-1 -2015 в нормальном режиме функционирования, и получены положительные результаты на соответствие требованиям ТР ТС 003.
Испытания этой же системы ЖАТ в другом аккредитованном испытательном центре (лаборатории) с участием специалистов по ФБ в соответствии с согласованной ПМИ, учитывающей наиболее кри
тические режимы работы системы ЖАТ, выявили несоответствие требованиям ГОСТ 33436.4-1-2015 и ТР ТС 003.
Таким образом, подтверждается необходимость выполнения требований ГОСТ 33477-2015 об обязательном участии испытательных центров (лабораторий), аккредитованных на ФБ в согласовании ПМИ и проведении испытаний систем ЖАТ. Только в этом случае обеспечивается необходимый уровень безопасности движения поездов при приемке и вводе в постоянную эксплуатацию современных микроэлектронных систем ЖАТ. Все эти требования относятся к микроэлектронным системам ЖАТ, критичным к безопасное i и на всех этапах жизненного цикла при i ipoee-дении испытаний на устой11ивость к внешним факторам
Для умет и .11 id 1ия рисж( и i при проведении испытаний на подтверждение cootboiсiвия 1|>обованиям технических pel ламонюв рекомендуется учи । ыпа 11.1 акио документы:
ГОСТ 33477-2015 в перечень стандартов, определяющих требования к объемам 1пхнического ре-।улирования, II’ 1С()()2и ГРТС003;
IOCI 33436 I 2015 совместно со С1андар1ами, определяющими требования но функциональной безопасное! и к си<1омам ЖАТ, в iiepoHoiu. шандор! он, содержащих методы испышний.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. ГОС1 333!>0 ;■(> I!> безопасность функциональная Сишомы управления и опоспочония Позоплсноши движения поездов Термины и определения. Введ. 01.03.2016. Изм (II I2.2008 М : Стандар-гинформ, 2010.
2. 1 OCI РМЭК (И!.он 4 2012 Функциональная оозопасносп. сисюм электрических, электронных, npoi раммируемых электронных связанных с оезопасностью. Часть 4. Термины и определения. Введ. 01.08.2013. Изм. 01.04.2020 М : Стандар-тинформ, 2020.
3. ГОСТ 33477-2015. Система разработки и постановки продукции на производство. Технические средства железнодорожной инфраструктуры. Порядок разработки, постановки на производство и допуска к применению. Введ. 01.07.2016. М.: Стандартинформ, 2016.
4. ТР ТС 003/2011. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта»: утв. Решением Комиссии ТС от 15.07.2011 Nq 710 (в ред. от 30.03.2023).
5. ГОСТ 33436.4-1-2015. Совместимость технических средств электромагнитная. Системы и оборудование железнодорожного транспорта. Часть 4-1. Устройства и аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. Требования и методы испытаний. Введ. 01.09.2016. Изм. 01.09.2019. М.: С|апдартинформ, 2019.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК