Разработка методики информационного обеспечения функционирования системы управления путевой безопасностью

Оглавление


Цикл статей:
Глава 1 – Анализ и оценка состояния вопроса по обеспечению безопасности перевозок на промышленных железных дорогах

Глава 2 – Методические основы разработки организационно – технических решений по повышению технической безопасности пути промышленных железных дорог

Глава 3 – Разработка методики информационного обеспечения функционирования системы управления путевой безопасностью

Глава 4 – Композиция общей цели из целей подсистем

Глава 5 – Технико – экономическое обоснование предполагаемых мероприятий по повышению уровня путевой безопасности на промышленном железнодорожном транспорте

Определение зависимости количества нарушений путевой безопасности от внутренних факторов

Эффективность функционирования всех элементов системы управления путевой безопасностью зависит от своевременности принятия решения.

Если проблема проста, а неблагоприятные факторы достаточно ясны и управляемы, то при процессе принятия решения может применяться интуитивный подход. Однако качество решений при этом основывается на опыте лица, его принимающего. При этом данный способ не всегда может привести к положительным результатам.

В том же случае, когда проблема сложна, а ее решение неоднозначно, процесс принятия решений требует структурирования и моделирования.

Обязательным элементом процесса принятия решения является информационное обеспечение. Работа по сбору, обработке и оценке информации проводится на всех этапах принятия решений (рис. 18).

Сложность и неоднозначность процессов, многообразие информации в
процессе эксплуатации пути требует применения аналитической деятельности при
подготовке управленческого решения.
Проведение процедуры анализа и оценки риска нарушений путевой
безопасности — это этап, имеющий целью определить его количественные
характеристики: вероятность появления нарушений путевой безопасности и
возможный размер ущерба.
Рис. 18 Информационное обеспечение процесса управления
В настоящее время сохранение традиционного подхода к решению проблемы
оценки состояния путевой безопасности недопустимо в связи с принятием Законов
Российской Федерации «О защите прав потребителей», «О федеральном
железнодорожном транспорте» и «О техническом регулировании», в соответствии с которыми, транспортные услуги должны сертифицироваться на их соответствие
требованиям безопасности.
При этом необходимо иметь установленые количественные показатели
аварийности и безопасности, методики оценки значений этих показателей.
Однако, известные и рекомендуемые к применению в нормативных
документах методы количественной оценки техногенного риска («потоковые
графы», «деревья происшествий» и др.), имеют существенные недостатки, так как
чрезвычайно трудоемки и требуют высокой квалификации исполнителей, а для их
реализации необходимы многочисленные исходные данные. Указанные недостатки
явились причиной того, что эти методы не нашли широкого практического
применения.
Следовательно для реализации системы управления необходимо разработать и
обосновать методы количественной оценки состояния путевой безопасности и
определения зависимости количества нарушений путевой безопасности от
различных факторов, которые позволят разрабатывать организационные и
технические мероприятия при принятии управленческого решения, направленного на
снижение аварийности.
При анализе безопасности перевозок на промышленных железных дорогах
использовались абсолютные показатели, которые фактически отражали аварийность.

Для более полного анализа и оценки состояния путевой безопасности
промышленных железных дорог необходимо получить из совокупности главных
событий количественные параметры, которые могут охарактеризовать риск
нарушений путевой безопасности в целом, не оперируя отдельными ситуациями.
Проанализируем динамику нарушений путевой безопасности во времени. Для
того чтобы определить количественную модель, выражающую основную тенденцию
изменения уровней динамического ряда нарушений путевой безопасности (рис. 3) во
времени, используем аналитическое выравнивание ряда динамики.
Основным содержанием метода аналитического выравнивания в рядах
динамики является то, что общая тенденция развития рассчитывается как функция
времени [8]:

где У, – уровни динамического ряда, вычисленные по соответствующему
аналитическому уравнению на момент времени и
Расчет параметров функции обычно производится методом наименьших
квадратов, в котором в качестве решения принимается минимум суммы квадратов
отклонений между теоретическими и эмпирическими уровнями [8]:

где У, – расчетные уровни;
У,. – фактические уровни.
Произведем выравнивание ряда динамики нарушений путевой безопасности
по линейной зависимости [8]:

Параметры а0, а1 согласно методу наименьших квадратов находятся
решением следующей системы нормальных уравнений, полученной путем
алгебраического преобразования условия (3.2):

где у – фактические (эмпирические) уровни ряда;
I – время (порядковый номер периода).
Расчет параметров значительно упрощается, если за начало отсчета времени
0=0) принять центральный интервал (момент). При этом = 0, так что система
нормальных уравнений (3.4) принимает вид:

Из первого уравнения:

Из второго уравнения:

Для облегчения расчетов составим таблицу № 3

Год	Фактический	Скользящая средняя по	Выровненные
	показатель	пятилетиям	значения
	аварийности
1	2	3	4
1979	421	–	400,58
19.80	377	–	385,72

Таблица 3 Расчет показателей

1	2	3	4
1981	343	359	370,86
1982	345	350	355,99
1983	307	342	341,14
1984	379	327	326,27
1985	335	310	311,42
1986	270	297	296,55
1987	258	268	281,70
1988	244	252	266,83
1989	234	244	251,98
1990	252	242	237,11
1991	233	236	222,26
1992	248	232	207,39
1993	213	222	192,54
1994	214	210	177,67
1995	202	181	162,82
1996	173	151	147,95
1997	104	124	133,10
1998	64	101	118,23
1999	78	–	103,38
2000	86	–	88,51

Продолжение таблицы 3 Расчет показателей

Год	г	У	/²	У<	А У,	А Л-у,	(и, -У,)²
1	2	3	4	5	6	1	8
1979	-21	421	441	-8841	400,58	20,42	416,98
1980	-19	377	361	-7163	385,72	-8,72	76,04
1981	-17	343	289	-5831	370,86	-27,86	776,18

Табл. 4 Выравнивание по линейной зависимости ряда динамики нарушений
путевой безопасности

1	2	3	4	5	6	7	8
1982	-15	■ 345	225	-5175	355,99	-10,99	120,78
1983	-13	307	169	-3991	341,14	-34,14	1165,54
1984	-И	379	121	-4169	326,27	52,73	2780,45
1985	-9	335	81	-3015	311,42	23,58	556,02
1986	-7	270	49	-1890	296,55	-26,55	704,90
1987	-5	258	25	-1290	281,70	-23,70	561,69
1988	-3	244	9	-732	266,83	-22,83	521,21
1989	-1	234-	1	-234	251,98	-17,98	323,28
1990	+1	252	1	252	237,11	14,89	221,71
1991	+3	233	9	699	222,26	10,74	115,35
1992	+5	248	25	1240	207,39	40,61	1649,17
1993	+7	213	49	1491	192,54	20,46	418,61
1994	+9	214	81	1926	177,i67	36,33	1319,87
1995	+11	202	121	2222	162,82	39,18	1535,07
1996	+13	173	169	2249	147,95	25,05	627,50
1997	+15	104	225	1560	133,10	-29,10	846,81
1998	+17	64	289	1088	118,23	-54,23	2940,89
1999	+19	78	361	1482	103,38	-25,8	644,14
2000	+21	86	441	1806	88,51	-2,51	6,30
Итого	Е/ = 0	5380	3542	-26316	5380		18328.49
			Е/²	Еyt

Продолжение Табл. 4 Выравнивание по линейной зависимости ряда динамики нарушений путевой безопасности

Уравнение, представляющее собой трендовую модель искомой функции будет иметь вид:

Подставляем в полученное уравнение значения 1, находим выравненные значения у,.

Выявление общей тенденции произведено методом скользящей средней по пятилетием. Расчет скользящей средней по данным нарушений путевой безопасности за период с 1979 по 2000 год приведен в таблице №3.

Сглаженный ряд динамики нарушений путевой безопасности короче фактического на два члена в начале и конце ряда. Он меньше чем фактический подвержен колебаниям из-за случайных причин, и четче, в виде плавной линии на графике (Рис. 19), выражает основную тенденцию снижения нарушений путевой безопасности за изучаемый период, связанную с действием долговременно существующих причин и условий.

Недостатком сглаживания ряда является «укорачивание» сглаженного ряда по сравнению с фактическим, а следовательно, потеря информации и невозможность получить обобщенную статистическую модель тренда.

Фактические и расчетные значения по методу скользящей средней и аналитического выравнивания представлены в виде графика (Рис. 19)

Рис.19. Динамика нарушений путевой безопасности.

Определенные теоретические (расчетные) уровни, произведенные на основе адекватной математической модели, наилучшим образом, отображают (аппроксимируют) основную тенденцию ряда динамики.

Тенденция снижения нарушений путевой безопасности в изучаемом периоде отчетливо проявляется в результате построения выравненной прямой:

Анализ графика позволяет сделать вывод о том, что:

нет необходимости строить график и исследовать по скользящей средней по пятилетиям;
математическая функция отражает в данном случае общие тенденции развития явления (абсолютные показатели аварийности во времени);имеются периоды с различными зависимостями во временном аспекте, которые требуют проведения более детального анализа, поиска направлений исследования и определения зависимости влияния различных факторов;
в данном случае выявлена общая тенденция снижения абсолютных показателей аварийности, которая не является только результатом деятельности цеха пути, а результат воздействия различных факторов и представляет многофакторную модель.

Проведем исследование зависимости количества нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок в 1980, 1985, 1990, 1995 и 2000 гг.

Графическая зависимость представлена на рис. 20.

При построении графика зависимости количества браков по параметрам пути от объема грузоперевозок в 1980, 1985, 1990, 1995, 2000 годах (Рис. 20) выявлено, что в разные периоды времени существовала различная зависимость.

Например, при увеличении объемов грузоперевозок с 1980 по 1985 год происходило снижение количества браков, в основном, за счет увеличения трудозатрат на содержание и ремонт пути.

Основными причинами наличия различных зависимостей является:

1. резкое увеличение объемов капитального ремонта железнодорожного пути с 1980 года.

смена руководства цеха пути в 1984, 1989, 1998 годах.
1. изменение организационной структуры подразделений путевого хозяйства путем создания цеха по капитальному ремонту пути в 1994 году.
1. перераспределение материальных и трудовых ресурсов в сторону увеличения объемов по капитальному ремонту стрелочных переводов с 1980 г., в 1984, 1996,2000 годах.
1. значительное падение производства и грузоперевозок в 1998 году.

Из анализа видно, что, например, за период с 1990 г. по 1995 г. объем грузоперевозок снизился на 35 %, а количество нарушений путевой безопасности при этом снизилось только на 20 %.

Поэтому появилась необходимость в анализе динамики удельных нарушений путевой безопасности на 10 млн. тонн грузоперевозок за период с 1979 года по 2000 г. Результаты расчетов представлены в таблица 5, 6.

Год	Фактические показатели удельной аварийности на 10 млн. тонн	Выровненные значения
1	2	3
1979	88,63	80,79
1980	83,13	78,83
1981	78,13	76,87
1982	76,58	74,91
1983	66,71	72,95
1984	82,46	70,99
1985	70,08	69,03
1986	55,56	67,07
1987	50,29	65,11
1988	47,29	63,15
1989	45,44	61,19
1990	52,61	59,23
1991	56,55	57,27
1992	66,85	55,31
1993	65,54	53,35
1994	70,86	51,39
1995	65,37	49,43
1996	59,66	47,47
1997	40,47	45,51
1998	37,87	43,55
1999	34,82	41,59
2000	29,70	39,63

Табл.5 Расчет показателей

Год	t	У	/²	yt	У,	л – Л	Ы – Я)²
1	2	3	4	5	6	7	8
1979	-21	88,63	441	-1861,23	80,79	7,84	61,47
1980	-19	83,13	361	-1579,47	78,83	4,30	18,49
1981	-17	78,13	289	-1328,21	76,87	1,26	1,59
1982	-15	76,58	225	-1148,70	74,91	1,67	2,79
1983	-13	66,71	169	-867,23	72,95	-6,24	38,94
1984	-11	82,46	121	-907,06	70,99	11,47	131,56
1985	-9	70,08	81	-630,72	69,03	1,05	1,10
1986	-7	55,56	49	-388,92	67,07	-11,51	132,48
1987	-5	50,29	25	-251,45	65,11	-14,82	219,63
1988	-3	47,29	9	-141,87	63,15	-15,86	251,54
1989	-1	45,44	1	-45,44	61,19	-15,75	248,06
1990	1	52,61	1	52,61	59,23	-6,62	43,82
1991	3	56,55	9	169,65	57,27	-0,72	0,52
1992	5	66,85	25	334,25	55,31	11,54	133,17
1993	7	65,54	49	458,78	53,35	12,19	148,60
1994	9	70,86	81	637,74	51,39	19,47	379,08
1995	11	65,37	121	719,07	49,43	15,94	254,08
1996	13	59,66	169	775,58	47,47	12,19	148,60
1997	15	40,47	225	607,05	45,51	-5,04	25,40
1998	17	37,87	289	643,79	43,55	-5,68	32,26
1999	19	34,82	361	661,58	41,59	-6,77	45,83
2000	21	29,70	441	623,70	39,63	-9,93	98,60
Итого	0	1324,6	3542	-3466,5	1324,6	-0,02	2417,61

Табл. 6 Выравнивание по линейной зависимости удельной аварийности на 10 млн. тонн грузоперевозок по параметрам пути за период с 1979 по 2000 год.

Определим параметры а0, а, по формулам: (3.6); ( 3.7):

Уравнение примет вид:

Результаты выравнивания по линейной зависимости представлены на графике (Рис. 21).

Сравнивая коэффициенты а/ по формулам (38) и (39) видно, что темпы снижения количества нарушений путевой безопасности различны. А это означает наличие других факторов.

Внутренними факторами являются объем грузоперевозок и трудозатраты на содержание и ремонт пути. Проведем исследования зависимости количества нарушений путевой безопасности от этих факторов.

Между тем в статистической практике приходится сталкиваться с задачами измерения связи между количественными признаками, к которым параметрические методы анализа в их обычном виде неприемлемы. Методы, с помощью которых можно измерить связь между явлениями, не используя при этом количественные значения признака, а значит, и параметры распределения, получили название непараметрических.

Применим методику ранжирования т.е. упорядочение единиц совокупности по значению признака на примере определения наличия зависимости количества нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок.

Исходные данные поместим в табл. 7.

№ п/п	Год	Объем грузоперевозок У_пер, млн.т.	п
1	2	3	4
1	1979	47,5	421
2	1980	45,35	377
3	1981	43,9	343
4	1982	45,05	345
5	1983	46,02	307
6	1984	45,96	379
7	1985	47,8	335
8	1986	48,6	270
9	1987	51,3	258
10	1988	51,6	244
11	1989	51,5	234
12	1990	47,9	252
13	1991	41,2	233
14	1992	37,1	248
15	1993	32,5	213
16	1994	30,2	214
17	1995	30,9	202
18	1996	29,0	173
19	1997	25,7	104
20	1998	16,9	64
21	1999	22,4	78
22	2000	28,96	86

Табл.7 Исходные данные по объему грузоперевозок и количество нарушений путевой безопасности на Кузметкомбинате за 1979 -2000г.г.

При ранжировании каждой единице совокупности присваивается ранг, т.е. порядковый номер. При совпадении значения признака у различных единиц им присваивается объединенный средний порядковый номер(таблица 8).

Год	^пер	Ранг У_перЯу	Ранг п Я_Р	а^Яу-Яр	а²
1	2	3	4	5	6
1998	16,9	1	1	0	0
1999	22,4	2	2	0	0
1997	25,7	3	4	-1	1
2000	28,96	4	3	1	1
1996	29,0	5	5	0	0
1994	30,2	6	8	-2	4
1995	30,9	7	6	1	1
1993	32,5	8	7	1	1
1992	37,1	9	12	-3	9
1991	41,2	10	9	1	1
1981	43,9	11	18	-7	49
1982	45,05	12	19	-7	49
1980	45,35	13	20	-7	49
1984	45,96	14	21	-7	49
1983	46,02	15	16	-1	1
1979	47,5	16	22	-6	36
1985	47,8	17	17	0	0
1990	47,9	18	13	5	25
1986	48,6	19	15	4	16

Табл 8. Ранжирование зависимости количества нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок

Тесноту связи между признаками оценим ранговым коэффициентом
корреляции Спирмена:

где (1 – разность рангов признаков;

п -число рассматриваемых значений.

Рассчитаем коэффициент Спирмена:

6*570

В случае отсутствия связи р- 0. Положительный знак дроби означает, что рассматриваемые признаки имеют прямую связь, т.е. с увеличением ранга одного признака ранг другого признака также возрастает.

Сравним рассчитанное значение с предельным значением коэффициента корреляции рангов Спирмена при условии верности нулевой гипотезы об отсутствии корреляционной связи при уровне значимости а = 0,05. [17]

Полученное значение р превышает критическую величину. А это означает, что нулевая гипотеза может быть отвергнута, т.к. величина р не является результатом случайных совпадений рангов.

Следовательно зависимость количества нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок имеет сильную прямую связь и означает, что при увеличении объемов грузоперевозок возрастает количество, нарушений путевой безопасности.

Данный метод применим не только для качественных, но и для количественных показателей, так как непараметрические методы ранговой корреляции не связаны ни с какими ограничениями относительно характера распределения признака.

Аналогичную методику применим для определения зависимости количества нарушений путевой безопасности от трудозатрат на ремонт и содержание пути.

Исходные и расчетные данные представлены в табл. 9 и 10

№ п/п	Год	Количество нарушений путевой безопасности	Затраты на ремонт и содержание пути, тыс.чел.час
1	2	3	4
1	1979	421	526
2	1980	377	573
3	1981	343	570
4	1982	345	617
5	1983	307	694
6	1984	379	825
7	1985	335	767
8	1986	270	775
9	1987	258	741
10	1988	244	745
11	1989	234	709
12	1990	252	692
13	1991	233	644
14	1992	248	693
15	1993	213	737
16	1994	214	672
17	1995	202	645

Табл. 9. Данные по количеству нарушений путевой безопасности и трудозатратам на ремонт и содержание пути за 1979 – 2000 гг

1	2	3	4
18	1996	173	746
19	1997	104	583
20	1998	64	426
21	1999	78	522
22	2000	86	726

Продолжение табл.9

Год	Трудозатраты 3; тыс.чел*час	РангЗ Яу	Рангп ИТ	а=яу-яг	а²
1	2	3	4	5	6
1998	426	1	1	0	0
1999	522	2	2	0	0
1979	526	3	22	-19	361
1981	570	4	18	-14	196
1980	573	5	20	-15	225
1997	583	6	4	2	4
1982	617	7	19	-12	144 .
1991	644	8	9	-1	1
1995	645	9	6	3	9
1994	672	10	8	2	4
1990	692	И	13	-2	4
1992	693	12	12	0	0
1983	694	13	16	-3	9
1989	709	14	10	4	16
2000	726	15	3	12	144

Таблица 10. Ранжирование зависимости количества нарушений путевой безопасности от трудозатрат на ремонт и содержание пути

При этом коэффициент Спирмена составит:

Таким образом, между количеством нарушений путевой безопасности и затратами на ремонт и содержание пути имеется прямая связь, хотя и не очень сильная.

Для установления математической функции на основе анализа исходной информации о состоянии путевой безопасности используем методологию парной корреляции, представляющую собой однофакторный корреляционный и регрессионный анализ.

Уравнение однофакторной (парной) линейной корреляционной связи имеет вид:

Исходные и расчетные данные представлены в табл. 11

Год	Трудозатраты, тыс. ч. * час, Б	количество нарушений путевой безопасности, шт п	Расчетные значения
Год	Трудозатраты, тыс. ч. * час, Б	количество нарушений путевой безопасности, шт п	8	п²		п
1	2	3	4	5	6	7
1998	426	64	181476	4096	27264	190
1999	522	78	272484	6084	40716	.212
1979	526	421	276676	177241	221446	213
1981	570	343	324900	117649	195510	223
1980	573	377	328329	142129	216021	223
1997	583	104	339889	10816	60632	226
1982	617	345	380689	119025	212865	234
1991	644	233	414736	54289	150052	240
1995	645	202	416025	40804	130290	240
1994	672	214	451584	45796	143808	246
1990	692	252	478864	63504	174384	251
1992	693	248	480249	61504	171864	251
1983	694	307	481636	94249	213058	251
1989	709	234	502681	54756	165906	255
2000	726	86	527076	7396	62436	259
1993	737	213	543169	45369	156981	261
1987	741	258	549081	66564	191178	262
1988	745	244	555025	59536	181780	263
1996	746	173	556516	29929	129058	263
1985	767	335	588289	112225	256945	268

Табл. 11. Распределение количества нарушений путевой безопасности в зависимости от трудозатрат на содержание и ремонт пути

^: 1	2	3	4	5	6	7
1986	775	270	600625	72900	209250	270
1984	825	379	680625	143641	312675	281
Итого	14628	5380	.9930624	1529502	3623509	5382

Продолжение таблицы 11

Используем методы математической статистики [8], [9] для расчета параметров уравнения:

Подставим в формулу 3.11 в качестве переменной величины трудозатраты на
ремонт и содержание пути (Б) и искомой функции – количество нарушений путевой
безопасности (/?), тогда уравнение 3.11 примет вид:

По результатам расчетов и исходных данных построен график (рис. 22).

В общей тенденции трудозатраты за исследуемый период изменились
практически на 100 %. Однако математическая зависимость показывает рост
количества нарушений путевой безопасности при увеличении трудозатрат на
содержание и ремонт пути.
Поэтому требуется более детальный анализ и определения влияния внешней
среды (сезонные колебания и превышения объема грузоперевозок над проектной).
При анализе нарушений безопасности перевозок в разделе 1.3 выявлено
превышение объема грузоперевозок над проектным (рис. 5), что повлекло к
необходимости определения интегральной зависимости количества нарушений
путевой безопасности от трудозатрат с учетом коэффициента, учитывающего
изменение объема грузоперевозок относительно проектного.
Аналогично определим математическую функцию зависимости количества
нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок (табл. 12)

Год	Объем грузоперевозок, млн.т. У_Пер(Х)	количество нарушений путевой безопасности, шт П (У)	Расчетные значения
Год	Объем грузоперевозок, млн.т. У_Пер(Х)	количество нарушений путевой безопасности, шт П (У)	V² ‘ пер	п²	Vncp *П	п
1	2	3	4	5	6	1
1998	16,9	64	285,6	4096	1081,6	74
1999	22,4	78	501,8	6084	1747,2	115
1997	25,7	104	660,5	10816	2672,8	141
2000	28,96	86	838,7	7396	2490,6	165
1996	29,0	173	841	29929	5017,0	166
1994	30,2	214	912	45796	6462,8	175
1995	30,9	202	954,8	40804	6241,8	180
1993	32,5	213	1056,3	45369	6922,5	192
1992	37,1	248	1376,4	61504	9200,8	227
1,991	41,2	233	1697,4	54289	9599,6	258
1981	43,9	343	1927,2	117649	15057,7	279
1982	45,05	345	2029,5	119025	15542,3	288
1980	45,35	377	2056,6	142129	17096,9	290
1984	45,96	379	2112,3	143641	17418,8	295
1983	46,02	307	2117,8	94249	14128,1	295
1979	47,5	421	2256,3	177241	19997,5	306
1985	47,8	335	2284,8	112225	16013	309
1990	47,9	252	2294,4	63504	12070,8	309
1986	48,6	270	2361,9	72900	13122	315
1987	51,3	258	2631,7	66564	13235,4	335

Табл.12. Распределение количества нарушений путевой безопасности в зависимости от объема грузоперевозок

Пользуясь расчетными значениями (табл. 11) рассчитаем параметры уравнения:

Где: I – количество отчетных периодов в исследуемом периоде. Следовательно регрессионная модель зависимости количества нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок может быть записана:

Для наглядности представим эту зависимость на графике (рис. 23).

Определение зависимости количества нарушений путевой безопасности от внешних факторов

Для оценки влияния внешних факторов на состояние путевой безопасности изучим ‘ воздействие климатических условий и превышения фактических объемов грузоперевозок по сравнению с проектным в условиях Сибири и Кузметкомбината.

При сравнении квартальных и месячных данных нарушений путевой безопасности выявлены периодические колебания, возникающие под влиянием смены времен года. Они являются результатом влияния природно – климатических условий.

В широком понимании к сезонным относятся все явления, которые обнаруживают в своем развитии отчетливо выраженную закономерность внутригодовых изменений, т.е. более или менее устойчиво повторяющиеся из года в год колебания уровней.

В статистике периодические колебания, которые имеют определенный и постоянный период, равный годовому промежутку, носят название «сезонные колебания» или «сезонные волны», а динамический ряд в этом случае называют сезонным рядом динамики.

Сезонные колебания отрицательно влияют на результаты производственной деятельности. Поэтому при планировании мероприятий по повышению уровня путевой безопасности необходимо учитывать результаты исследования сезонных колебаний.

В статистике существует ряд методов изучения и измерения сезонных колебаний. Воспользуемся методом построения специальных показателей, которые называются индексами сезонности Совокупность этих показателей отражает сезонную волну [8].

Для того, чтобы выявить устойчивую сезонную волну, на которой не отражались бы случайные условия одного года, индексы сезонности вычисляют по данным за несколько лет.

Для расчета индекса сезонности воспользуемся статистическим рядом динамики нарушений путевой безопасности за период с 1982 по 2000 год по месяцам года (табл. 13).

Для каждого месяца рассчитывается средняя величина уровня (у,), затем вычисляется среднемесячный уровень для всего ряда у. После чего определяется показатель сезонной волны – индекс сезонности 1₅ как процентное отношение средних для каждого месяца к общему среднемесячному уровню ряда, %:

где у, – средний уровень для каждого месяца;

у – среднемесячный уровень для всего ряда.

Для наглядного представления сезонной волны исчисленные индексы сезонности изобразим в виде графика (Рис. 24)

Анализ данных таблицы позволяет сделать следующие выводы:

количество нарушений путевой безопасности характеризуется резко выраженной сезонностью;
количество нарушений путевой безопасности по отдельным месяцам года отклоняется от среднемесячной до 36%;
минимальное количество нарушений путевой безопасности происходит в феврале и декабре, а максимальное в апреле.

Это объясняется следующими причинами:

отсутствие водоотводных сооружений;
оттаивание земляного полотна (выполненного в основном из глины) и насыщение его талой водой;
отвлечение монтеров пути текущего содержания до 1994 года на выполнение работ капитального характера;
начало выполнения работ по капитальному ремонту пути сторонними организациями до 1994 г в июне месяце.

месяц																				Ср.мес кол-во браков	У₅
месяц	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	Ср.мес кол-во браков	У₅
Январь	31	28	29	25	20	17	19	7	20	20	20	7	5	13	8	6	3	3	3	15	80
Февраль	17	19	21	14	20	14	23	17	15	11	8	13	2	8	6	3	6	5	1	12	64
Март	19	16	35	28	22	18	21	16	21	10	10	13	12	15	10	12	3	6	8	16	86
Апрель	40	20	29	45	30	34	31	28	26	24	24	26	22	20	31	21	6	9	8	25	134
Май	13	29	28	28	26	24	27	31	21	23	40	29	41	31	22	11	9	6	7	24	129
Июнь	20	31	29	34	16	22	21	13	29	22	44	23	31	25	21	6	4	12	4	21	113
Июль	20	27	46	27	30	26	24	22	32	29	28	26	18	15	21	12	3	7	9	22	118
Август	39	28	44	40	34	26	24	22	16	20	23	27	24	20	7	9	5	7	13	23	122
Сент.	38	35	48	23	24	20	18	26	17	15	26	18	25	25	20	6	6	6	13	22	118
Октябрь	46	28	32	27	14	23	18	29	15	34	11	13	15	13	18	10	7	7	8	19	102
Ноябрь	35	31	17	23	17	12	8	13	24	14	5	9	12	10	4	2	3	9	6	13	70
Декабрь	27	15	21	21	17	22	10	10	16	11	9	9	7	7	5	6	9	1	6	12	64
И1																			ГОГО	224	1200
В СРЕДНЕМ																				18,67	100

Таблица 13. Статистический ряд динамики нарушений путевой безопасности и расчет индексов.

Учитывая результаты анализа безопасности перевозок на Кузнецком металлургическом комбинате автором предложено использовать при анализе динамики • нарушений путевой безопасности понятие: коэффициент учитывающий изменение объема грузоперевозок (для учета влияния фактора перегрузки путевой схемы и других технических средств в разные периоды времени) по отношении к проектному:

Данные динамики грузоперевозок и выпуска стали на КМК за период с 1979 по 2000г приведены в табл. 14.

На основе данных таблицы 14 построим график зависимости количества нарушений путевой безопасности от коэффициента,

учитывающего изменение объема грузоперевозок по отношению к проектному.

Таблица 14. Динамика грузоперевозок и выпуска стали на КМК с 1979 по 2000 гг.

1	2	3	4	5	6
1982	45,05	4,47	3,20	1069	225,4
1983	46,02	4,55	3,26	1077	227,3
1984	45,96	4,59	3,26	1112	239,4
1985	47,8	4,66	3,39	1101	237,7
1986	48,6	4,67	3,45	1127	239,4
1987	51,3	4,70	3,64	1121	241,4
1988	51,6	4,71	3,66	1121	248,5
1989	51,5	4,65	3,65	1121	249,6
1990	47,9	4,38	3,40	1102	247,6
1991	41,2	3,74	2,92	1104	245,6
1992	37,1	3,42	2,63	1104	245,6
1993	32,5	3,14	2,31	1104	246,0
1994	30,2	3,40	2,14	1074	241,3
1995	30,9	3,56	2,19	1081	242,3
1996	29,0	3,56	2,06	1084	242,6
1997	25,7	3,08	1,82	1078	239,5
1998	16,9	1,91	1,20	1064	237,7
1999	22,4	2,84	1,59	1064	236,1
2000	28,96	3,59	2,05	1064	233,8

Продолжение таблицы 14.

Исходные и расчетные данные представлены в табл. 15.

Год	К пер (X)	п (у)	Расчетные значения
			^К1ср	п²	К_пер П	п
1	2	3	4	5	6	7
1998	1,20	64	1,44	4096	76,8	69
1999	1,59	78	2,53	6084	124,02	112
1997	1,82	104	3,31	10816	189,28	137
2000	2,05	86	4,20	7396	176,3	162
1996	2,06	173	4,24	29929	356,38	163
1994	2,14	214	4,58	45796	457,96	172
1995	2,19	202	4,80	40804	442,38	178
1993	2,31	213	5,34	45369	492,03	191
1992	2,63	248	6,92	61504	652,24	226
1991 .	2,92	233	8,53	54289	680,36	258
1981	3,11	343	9,67	117649	1066,73	279
1982	3,20	345	10,24	119025	1104	289
1980	3,22	377	10,37	142129	1213,94	291
1983	3,26	307	10,63	94249	1000,82	295
1984	3,26	379	10,63	143641	1235,54	295
1979	3,37	421	11,36	177241	1418,77	307
1985	3,39	335	11,49	112225	1135,65	310
1990	3,40	252	11,56	63504	856,8	311
1986	3,45	270	11,90	72900	931,5	316
1987	3,64	258	13,25	66564	939,12	337
1989	3,65	234	13,32	54756	854,1	338
1988	3,66	244	13,40	59536	893,04	339
Итого	. 61,52	5380	183,71	1529502	16297,76	5375

Таблица 15 Исходные и расчетные данные количества нарушений путевой безопасности в зависимости от коэффициента, учитывающего изменение объема грузоперевозок по отношению к проектному значению.

На основании данных табл. 15 рассчитаем параметры уравнения аналогично формулам 3.12 и 3.13:

Математическая функция зависимости количества нарушений путевой безопасности от коэффициента, учитывающего изменение объема грузоперевозок по отношению к проектному может быть записана в следующем виде:

Следовательно зависимость количества нарушений путевой безопасности от коэффициента, учитывающего изменение объема грузоперевозок по отношению к проектному имеет сильную прямую связь и при анализе необходимо учитывать влияние перегрузки путевой схемы.

Графически зависимость количества нарушений путевой безопасности от коэффициента, учитывающего изменение объема грузоперевозок по отношению к проектному представлена на рис. 25. Учитывая данную зависимость воспользуемся методикой ранжирования для определения изменения тесноты связи между количеством нарушений путевой безопасности и трудозатратами на ремонт и содержание пути.

Год	Трудозатраты с учетом К_пср тыс. чел. Час К„ср	Ранг —— Кпср Rv	Ранг п Rf	d=Rv-Rf	d²
1	2	3	4	5	6
1979	156	1	22	-21	441
1980	178	2	20	-18	324
1981	183	3	18	-15	225
1982	193	4	19	-15	225
1989	194	5	10	-5	25
1990	– 204	6	13	-7	49
1987	204	7	14	-7	49
1988	204	8	11	-3	9
1983	213	9	16	-7	49
1991	221	10	9	1	1
1986	225	11	15	-4	16
1985	226	12	17	-5	25
1984	253	13	21	-8	64
1992	264	14	12	2	4
1995	295	15	6	9	81
1994	314	16	8	8	64
1993	319	17	7	10	100
1997	320	18	4	14	196
1999	328	19	2	17	289
2000	354	20	3	17	289
1998	355	21	1	20	400
1996	362	22	5	17	289
Итого				0	3214

Таблица 16. Исходные и расчетные данные

Коэффициент Спирмена при этом составит:

Таким образом, между количеством нарушений путевой безопасности и затратами на ремонт и содержание пути с учетом К_пср существует обратная и сильная связь.

Рассчитаем математическую функцию этой связи. Исходные и расчетные данные представим в табл. 17.

Год	1Г^(Х) пер тыс. чел. час	п(у)	Расчетные значения
Год	1Г^(Х) пер тыс. чел. час	п(у)	(³ Т тг V ‘”У/	п²	3 Ф —- *п Кпер	п
1	2	3	4	5	6	1
1979	156	421	24336	177241	65676	391
1980	178	377	31684	142129	67106	358
1981	183	343	33489	117649	62769	350
1982	193	345	37249	119025	66585	335
1989	194	234	37636	54756	45396	334
1990	204	252	41616	63504	51408	319
1987	204	258	41616	66564	52632	319
1988	204	244	41616 •	59536	49776	319
1983	213	307	45369	94249	65391	305
1991	221	233	48841	54289	51493	293
1986	225	270	50625	72900	60750	287

Таблица 17. Исходные и расчетные данные количества нарушений путевой безопасности в зависимости от трудозатрат на ремонт и содержание пути с учетом КПСр

1	2	3	4	5	6	7
1985	226	335	51076	112225	75710	285
1984	253	379	64009	143641	95887	245
1992	264	248	69696	61504	65472	228
1995	295	202	87025	40804	59590	181
1994	314	214	98596	45796	67196	152
1993	319	213	101761	45369	67947	145
1997	320	104	102400	10816	33280	143
1999	328	78	107584	6084	25584	131
2000	354	86	125316	7396	30444	92
1998	355	64	126025	4096	22720	91
1996	362	173	131044	29929	62626	80
Итого	5565	5380	1498609	1529502	1245438	5383

Продолжение таблицы 17.

Рассчитаем параметры уравнения:

Математическая функция будет выражена уравнением:

На основании данных табл. 17 построим график зависимости количества нарушений путевой безопасности от трудозатрат на ремонт и содержание пути с учетом К_пср (рис. 26).

При анализе данной зависимости можно сделать вывод, что доля влияния данного фактора является более значимой и при увеличении затрат на ремонт и содержание пути количество нарушений путевой безопасности снижается.

Используя данную зависимость можно ориентировочно с определенной долей вероятности рассчитать необходимый уровень затрат на ремонт и содержание пути (для данного предприятия) для снижения уровня аварийности.

Разработка критериев оценки состояния путевой безопасности

Оценка состояния путевой безопасности, которая может использоваться на практике, включает два аспекта – количественный и качественный.

Первый этап процесса оценки риска нарушений путевой безопасности совпадает с конечным этапом анализа состояния путевой безопасности, а его конечный этап совпадает с первым этапом процесса управления путевой безопасностью.

Данные процессы тесно взаимосвязаны, взаимозависимы и очень трудно отделить один от другого.

Исходными данными для этих процессов служат:

данные, полученные в результате анализа в виде количественных оценок по каждому предлагаемому альтернативному варианту снижения аварийности;
экономические и другие данные по затратам на осуществление каждого варианта и предполагаемого снижения ущерба от нарушений путевой безопасности.

Наиболее приемлемым вариантом эффективной оценки риска нарушений путевой безопасности является комбинация из статистического и экспертного способов оценки.

Экспертный способ оценки может быть реализован путем опроса и обработки мнений и количественных данных опытных специалистов путевого хозяйства, экспертов. По этим оценкам затем можно найти среднее значение экспертных оценок.

• Статистический способ подразумевает использование показателя вероятности посредством вычисления частоты, с которой происходят нарушения путевой безопасности.

Классическое определение вероятности сводится к отношению числа событий (благоприятных или неблагоприятных) к числу всех событий.

Расчет данных показателей производится при наличии возможности получения данных о количестве всех событий, в том числе и неблагоприятных.

Применительно к рассматриваемой проблеме представим количество нарушений путевой безопасности как число неблагоприятных событий. Для определения показателя частоты необходима вторая составляющая – количество всех событий.

Практический опыт работы и эксплуатационные наблюдения, которые подтверждаются выделенными зависимостями при теоретических расчетах, приводят к выводу о возможности использования такого показателя эксплуатационной работы промышленных железных дорог как количество груженых вагонов, перевезенных по путям предприятия.

Анализ работы промышленных железных дорог показал, что количество нарушений путевой безопасности, в основном, зависит от условий взаимодействия подвижного состава и пути.

Этот вывод подтверждает резкий рост количества браков на ряде предприятий после замены думпкаров типа ВС-80 и ВС-85 на думпкары2ВС- 105 [37].

Нарушения путевой безопасности происходят при взаимодействии подвижного состава и пути. В условиях влияния неблагоприятных факторов при каждом контакте подвижного состава и пути возможны нарушения путевой безопасности.

Поэтому для определения числа всех событий при расчете частоты предложено использовать показатель — количество груженых вагонов, перевезенных по путям предприятия.

Абсолютный показатель – количество нарушений путевой безопасности, для детального анализа состояния путевой безопасности не может быть использован. Он не учитывает объема работы на предприятии и экономической составляющей — ущерба от нарушений путевой безопасности.

Для проведения сравнительного анализа при оценке состояния путевой безопасности предлагается использовать показатель: относительная частота нарушений путевой безопасности, приходящаяся на каждую 1000 груженых вагонов.

Применение показателя количества груженых вагонов, разделенное на 1000 вагонов позволит проводить сравнение состояния путевой безопасности предприятия за разные периоды анализа (с разными объемами работ), а также по сравнению с другими предприятиями.

Расчет относительной частоты нарушений путевой безопасности, приходящийся на каждую 1000 груженых вагонов, предложено проводить по формуле:

После преобразования формула примет вид

где: п – количество нарушений путевой безопасности за время Т;
Т – период анализа;
В – количество груженых вагонов, перевезенных по путям предприятия за
время Т, (ваг);
1000 – переводной показатель (ваг), который позволяет определить какое
число нарушений путевой безопасности приходится на каждую 1000 перевезенных
груженых вагонов.

где: п – количество нарушений путевой безопасности за время Т;

Т – период анализа;

В – количество груженых вагонов, перевезенных по путям предприятия за время Т, (ваг);

1000 – переводной показатель (ваг), который позволяет определить какое число нарушений путевой безопасности приходится на каждую 1000 перевезенных груженых вагонов.

Для детального и качественного анализа состояния путевой безопасности предлагается использовать показатель: степень риска нарушений путевой безопасности, учитывающий количественный и экономический аспект оценки. Степень риска нарушений путевой безопасности предлагается рассчитывать по формуле:

Где: Р; – относительная частота нарушений путевой безопасности,

приходящаяся на каждую 1000 груженых вагонов

Ш; – средняя величина ущерба от ¡-го вида нарушения путевой безопасности.

Для принятия своевременных и превентивных мер при планировании

работ по снижению аварийности по каждому виду нарушений путевой

безопасности предлагается применить показатель: наработка на отказ:

где: рассматриваемый интервал времени;

П; – количество нарушений путевой безопасности по каждому виду нарушений путевой безопасности.

При проведении процедуры идентификации состояния путевой безопасности предлагается использовать показатели: вероятность безаварийной работы по параметрам пути на прогнозируемый период и вероятность нарушений путевой безопасности на прогнозируемый период.

Учитывая, что вероятность – это отношение числа (благоприятных и неблагоприятных) событий к числу всех событий, а ранее принятый показатель числа всех событий это – (за определенный период) и п„~ прогнозируемое кол-во нарушений путевой безопасности за этот же период, тогда количественный показатель безаварийной работы может быть определен. Следовательно, вероятность безаварийной работы по параметрам пути на прогнозируемый период можно определить по формуле:

где: Р – вероятность безаварийной работы по параметрам пути на прогнозируемый период;

В – количество груженых вагонов перевезенных по путям предприятия (ваг.); Пп – прогнозируемое количество нарушений путевой безопасности.

С2 = 1 -Р = кию-— в

где: 0 – вероятность нарушений путевой безопасности на прогнозируемый период.

(3.26)

Уровень аварийности по параметрам пути предложено определять в стоимостном выражении ущерба, приходящегося на единицу работы, по формуле:

Ъп_к *К + 1т_А *А + Ит_к*Б

II –

пер

где: Упер – объем грузоперевозок, (тонн);

гпк, шд, Шб – ущерб от крушений, аварий и браков по параметрам пути, соответственно (руб.);

К, А. Б – количество нарушений путевой безопасности (крушений, аварий и браков соответственно).

Для экономической оценки состояния путевой безопасности предложен показатель: экономический уровень путевой безопасности, который рассчитывается по формуле:

У = ——— С + н

где: С- себестоимость грузоперевозок по подъездному пути без затрат связанных с нарушениями путевой безопасности (руб/тонн).

Результаты расчетов показателей (Р, Р, Т₀) приведены в табл. 18.

Год	Количество груженных вагонов, В	Количество нарушений путевой безопасности, п	Р	Р	То
1	2	3	4	5	7
1982	1194063	345	0,2889	0,7111	1,06
1983	1219089	307	0,2518	0,7482	1,19
1984	1203915	379	0,3148	0,6852	0,96
1985	1215507	335	0,2756	0,7244	1,09
1986	1208474	270	0,2234	0,7766	1,35
1987	1187594	258	0,2173	0,7827	1,42
1988	1197521	244	0,2038	0,7962	1,50
1989	1185613	234	0,1974	0,8026	1,56
1990	1105464	252	0,2280	0,7720	1,45
1991	939073	233	0,2481	0,7519	1,57
1992	837032	248	0,2963	0,7037	1,47
1993	741358	213	0,2873	0,7127	1,71
1994	725657	214	0,2949	0,7051	1,71
1995	731715	202	0,2761	0,7239	1,81
1996	715052	173	0,2419	0,7581	2,11
1997	628064	104	0,1656	0,8344	3,51
1998	413775	64	0,1547	0,8453	5,70
1999	550045	78	0,1418	0,8582	4,68

Табл. 18. Расчет частоты нарушений путевой безопасности, вероятности безаварийной работы по параметрам пути и наработки на отказ.

Для установления математической функции воспользуемся уравнением 3.11. Исходные и расчетные данные представим в табл. 19.

Год	Объем грузоперевозок Упер	Частота нарушений путевой безопасности F	Расчетные значения
Год	Объем грузоперевозок Упер	Частота нарушений путевой безопасности F	V² пер	F	V *F ^v пер ¹	F
1	2	3	4	5	6	7
1998	16,9	0,1547	285,6	0,0239	2,6144	0,2084
1999	22,4	0,1418	501,8	0,0201	3,1763	0,2161
1997	25,7	0,1656	660,5	0,0274	4,2559	0,2207
1996	29,0	0,2419	841	0,0585	7,0151	0,2253
1994	30,2	0,2949	912	0,0870	8,9060	0,2270
1995	30,9	0,2761	954,8	0,0762	8,5315	0,2280
1993	32,5	0,2873	1056,3	0,0825	9,3373	0,2302
1992	37,1	0,2963	1376,4	0,0878	10,9927	0,2366
1991	41,2	0,2481	1697,4	0,0616	10,2217	0,2424
1982	45,05	0,2889	2029,5	0,0835	13,0150	0,2478
1984	45,96	0,3148	2112,3	0,0991	14,4682	0,2490
1983	46,02	0,2518	2117,8	0,0634	11,5878	0,2491
1985	47,8	0,2756	2284,8	0,0760	13,1737	0,2516
1990	47,9	0,2280	2294,4	0,0520	10,9212	0,2518
1986	48,6	0,2234	2361,9	0,0499	10,8572	0,2527
1987	51,3	0,2173	2631,7	0,0472	11,1475	0,2565
1989	51,5	0,1974	2652,3	0,0390	10,1661	0,2568
1988	51,6	0,2038	2662,6	0,0415	10,5161	0,2569
Итого	701,63	4,3077	29433,1	1,0766	170,9037	4,3069

Табл 19. Расчет показателей

Математическая функция зависимости частоты нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок может быть записана:

График зависимости частоты нарушений путевой безопасности от объема грузоперевозок представлен на рис. 27

Рис.27. Зависимость частоты нарушений путевой безопасности от объема перевозок.

Разработка методики прогнозирования состояния путевой безопасности

Экономические преобразования в России привели к серьезным изменениям во всех сферах, в том числе и обеспечения безопасности перевозок на железнодорожном транспорте.

Безопасность достигается решением ряда сложных задач, важнейшие из которых – обеспечение требований безопасности на стадии проектно- конструкторских работ, создание надежных автоматических систем диагностики и защиты от аварий, качественное изготовление и производство строительно-монтажных работ, разработка и строгое соблюдение правил эксплуатации и технического обслуживания.

Для количественной характеристики безопасности объектов федеральным законом и другими нормативными документами введен показатель риска. Всесторонняя оценка риска аварийности и связанной с ней угрозы, анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварии необходимы при разработке декларации промышленной безопасности.

В этих условиях задача специалистов – разработать и внедрить современные методы прогнозирования опасности, анализа потенциальных источников предаварийных ситуаций, обоснования возможности продления ресурса опасных объектов.

Поддержание экономически приемлемых показателей безопасности невозможно без заблаговременной их количественной оценки. В связи с тем, что невозможно добиться исключения отдельных предпосылок к происшествиям, а потому необходимо стремиться к такой технологии, при которой такие предпосылки гарантированно выявлялись и устранялись бы до образования причинной цепи происшествия. Снижение ущерба основано на повышении осведомленности и подготовленности к происшествиям. Выявление и характеристика трендов и моделей взаимосвязи при исследовании
рядов динамики предложенных показателей создают базу для прогнозирования, т.е. для определения ориентировочных размеров явлений в будущем.

Для этого используют метод экстраполяции. Поскольку в действительности тенденция развития не остается неизменной, то данные получаемые путем экстраполяции ряда, следует рассматривать как вероятностные оценки [8], [9].

Экстраполяцию рядов динамики осуществляют различными способами, например, экстраполируют ряды динамики выравниванием по эмпирическим формулам. Зная уравнение для аналитических уровней и подставляя в него значения 1 за пределами исследованного ряда, рассчитывают вероятностные значения показателей.

Используя рассчитанное ранее уравнение (3.8):

можно определить ожидаемый уровень нарушений путевой безопасности за пределами изучаемого ряда, например в 2001 и 2002 году (подставляя значения 1=23 для 2001 года и 1=25 для 2002 года).

Определив зависимости нарушений путевой безопасности от различных факторов на конкретном предприятии и зная планируемые объемы производства и финансовый план на ближайший период возможно определить прогнозируемый уровень нарушений путевой безопасности.

При отсутствии достаточного количества статистических данных о нарушениях путевой безопасности предлагается использовать коэффициент прогнозируемого уровня аварийности [13]:

Где: в; – штрафной коэффициент за нарушение ¡-го требования безаварийной эксплуатации (равняется удельному весу нарушений путевой безопасности из-за нарушений ¡-го требования);

П; – число нарушений ¡-го -требования.

Под требованиями безаварийной эксплуатации понимают необходимые меры для уменьшения вероятности нарушений путевой безопасности.

Нарушение требований безаварийной работы подразделяют на три группы:

нарушения при производстве работ;
эксплуатация неисправных технических средств;
неудовлетворительная организация надзора.

Коэффициент К_а позволяет количественно оценить и выделить слабые места в организации их безаварийной работы и спрогнозировать наиболее вероятные причины возникновения аварийных ситуаций.

Анализ нарушений путевой безопасности показывает, что их предвестником является снижение общей и местной прочности и устойчивости верхнего строения пути, надежности промежуточных и стыковых скреплений, появление трещин и гниение деревянных шпал, появление сколов в местах крепления подкладок на железобетонных шпалах, снижение прочности балластного слоя. Со временем происходит износ функциональных элементов, который приводит к росту интенсивности отказов.

Эти фазы являются фазами износовых отказов или просто периодом старения. Основой взаимосвязи этих процессов является общее системное свойство – свойство изменения состояния объектов.

Практика показывает, что структурные изменения предшествуют появлению предвестников аварийных ситуаций и возникают раньше, чем их можно заметить на сооружении.

Старение – это совокупное протекание во времени деградационных процессов, обусловленных совместными действиями внутренних и внешних факторов различных видов нагрузок, условий эксплуатации, климатических изменений, вызывающих накопление деформаций, развитие дефектов,

необратимые изменения свойств и снижения функциональной способности элементов и вслед за этим выход из строя объекта в целом.

Аналогия между смертностью людей и выходом из строя объектов из-за старения позволяет применить математическую теорию демографии [14] для анализа статистических данных наблюдений выхода из строя технических средств транспорта.

Существует зависимость [14]:

Уравнение примет вид:

Прогнозируемый уровень вероятности нарушений путевой безопасности на 2002 год составит:

Используя зависимость (3.29) рассчитаем на какой доле железнодорожных путей возможны нарушения путевой безопасности:

Умножая показатели ц на значение приведенной длины предприятия определим количество возможных нарушений путевой безопасности:

Выводы

Предложенные методы позволяют выявить общие тенденции состояния путевой безопасности и на основе анализа которых разрабатывать необходимые корректирующие меры по снижению аварийности.

Для функционирования системы управления путевой безопасностью предложено анализ состояния путевой безопасности проводить не по абсолютным показателям, а по относительным критериям количественной оценки уровня безопасности.
Разработаны и предложены критерии количественной оценки состояния путевой безопасности:

относительная частота нарушений путевой безопасности, приходящаяся на каждую 1 ООО груженых вагонов;
степень риска нарушений путевой безопасности;
наработка на отказ;
вероятность безаварийной работы по параметрам пути на прогнозируемый период;
вероятность нарушений путевой безопасности на прогнозируемый период;
уровень аварийности по параметрам пути;
экономический уровень путевой безопасности.

Предложен алгоритм определения аналитической зависимости количества и частоты нарушений путевой безопасности от различных факторов.
По предложенной методике проведена оценка влияния внешних факторов на состояние путевой безопасности (природно – климатических условий и повышения объемов грузоперевозок по сравнению с проектным).
Предложена методика прогнозирования количества нарушений путевой безопасности при проведении процедуры идентификации риска нарушений путевой безопасности.

Список литературы

Гринев A.A. Промышленный транспорт в новых экономических условиях // Материалы международной научно – технической конференции. – М, 2000.
Семенов В.Т., Карпущенко Н.И. Состояние и перспективы развития путевого хозяйства. – Новосибирск. – 2000.
Анализ состояния безопасности движения на железнодорожном транспорте предприятий МЧМ СССР за 1979 г. Приложение к указанию № 139 Минчермета СССР от 15.04.80-М., 1980.
Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. / Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986.
Роздействие технологического подвижного состава с большими осевыми нагрузками на железнодорожный пути. / Е.П. Дудкин, В.Ф. Яковлев. // Транспорт промышленных предприятий. Межвузовский сб. науч. тр. – Калинин, 1978.
Козловский М.Ю. оптимальные параметры рельсовой колеи в кривых малых радиусов железнодорожных путей предприятий черной металлургии: Дисс. канд. техн. наук: защищена 11.06.1985. – Л., 1985.
Кравченко Н.Д. Условия работы рельсовых путей при воздействии боковой нагрузки. – ВНИИЖТ. Серия «Достижения науки и техники в производстве». М.: Транспорт, 1977.
Определение рациональной области применения специализированных вагонов с осевыми нагрузками до 35 тонн при существующей конструкции железнодорожного пути на металлургических заводах. Отчет о НИР (заключ.) ЛИИЖТ.: Руководитель В.Ф. Яковлев № ГР 01850023117. Л., 1986. – 63 с. ил.: Отв. Исп. Е.П. Дудкин, Б.И. Рукинов.
Промышленный транспорт. / Под ред. A.C. Гельмана, С.Д. Чубарова, 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат. 1984 – 415 с.
Результаты научных исследований. Рекомендации по конструкции верхнего строения железнодорожного пути для миксерных чугуновозов ПМ – 600. Отчет о НИР. ЛИИЖТ. Руководитель В.Ф. Яковлев. Л.. 1985. – 93 с. ил.: отв. исп. И.В. Прокудин, Е.П. Дудкин, А.П. Звигинцев.
Романовский A.B. Особенности эксплуатации кривых малых радиусов в условиях открытых горных разработок. // Труды ЛИИЖТ. 1975. – Вып. 380.
Смольников В.Г., Хомутов A.C., Красных Г.Б. Анализ причин сходов подвижного состава на железнодорожных путях Качканарского ГОКа.
«Сб.научных трудов «Вопросы надежности и прочности железнодорожных путей и подвижного состава». Тезисы XVII научно – технической конференции УЭМИИТ). – Свердловск, 1973.
Совершенствование существующих конструктивных элементов верхнего строения пути и разработка нормативной документации на ремонт и содержание железнодорожных путей предприятий Минчермета СССР. Корректировка существующей и разработка новой нормативной документации на содержание и ремонт железнодорожных путей: Отчет о НИИР (заключ.)ЛИИЖТ. – Руководитель В.Ф. Яковлев. – № ГР80021137. – Л., 1983. – 240 е.: ил.
Содержание и ремонт железнодорожных путей в черной металлургии: Справ, изд. А.И. Перцев, Г.Г. Семенков, В.И. Ангелейко, В.Ф. Яковлев. М.: Металлургия, 1986 – 232 с.
Яковлев В.Ф. Проблемы устойчивости подвижного состава и пути. Транспорт. Наука. Техника. Управление. М., ВНИИТИ, 1990.
Яковлев В.Ф., Дудкин Е.П., Козловский М.Ю. и др. Определение параметров рельсовой колеи в кривых малого радиуса. – Промышленный транспорт, 1988, № 6 – с. 6 – 8.
Гринев A.A. Основные задачи Минтраса РФ по регулированию деятельности промышленного транспорта. // Материалы международной научно – технической конференции. — М, 2001 – с. 9 – 13.
Ермаков В.М. Комплексная система реализации ресурсосбережения в современных условиях работы железнодорожного пути. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. – М., 2000 – 51 с.
Семенов В.Т., Карпущенко Н.И. Состояние и перспективы развития путевого хозяйства. – Новосибирск, 2000 – 245 с.
Коваленко Н.И. Совершенствование системы планирования ремонтов на основе мониторинга верхнего строения пути. // Труды научно – практической конференции. – М., У – 12.
Путь и безопасность движения поездов. Под. ред. В.Я. Шульги. – 1994-198 с.
Лыскж B.C. Расчетное прогнозирование надежности пути. // Тр. ВНИИЖТ.-М., 1991.
Лысюк B.C., Данилов В.Н. Основные показатели надежности железнодорожного пути. // Межвузовский сборник научных трудов. – М., 1982.
Лысюк B.C. Причины и механизмы схода колеса с рельса. Проблемы износа колес и рельсов. – М., Транспорт, 1992.
Фришман М.А. Как работает путь под подвижным составом. – М., Транспорт. -1969.
Евдокимов Б.А., Карганова Н.И., Яковлев В.Ф. Типизация верхнего строения пути. // Тр. Промтрансниипроект. – 1986.
Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. – М., Транспорт. – 1987.
Амелин C.B., Дановский Л.М. // Путь и путевое хозяйство. – М., Транспорт. – 1972.
Фришман М.А. и др. Железнодорожные пути металлургических заводов. – М., Металлургия, 1975 – 272 с.
Исследование железнодорожного пути промышленных железных дорог. / Под. ред. В.Ф. Яковлева // Тр. ЛИИЖТ. Вып. 416 – 1977.