Принципы применения методологии УРРАН в хозяйстве автоматики и телемеханики при оценке ресурса систем жат

 

Оценка ресурса для технических средств, устройств и объектов ЖАТ является необходимым этапом при проведении обследования, связанного с принятием решения о продлении назначенного срока службы действующих устройств и объектов ЖАТ (этап 3 рисунок 2.2), либо решения об их модернизации (этап 4 рисунок 2.2) или проведения восстановительного ремонта (этап 5 рисунок 2.2).

На этапе 3 (рисунок 2.2) для планирования и принятия решений по управлению уровнем надежности и безопасности необходимо, в первую очередь, производить оценку остаточного ресурса систем ЖАТ. Данная операция реализуется с помощью Методики оценки остаточного ресурса по видам основных средств хозяйства автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».

Оценка остаточного ресурса базируется на определении интервала времени Т_ост, в течение которого фактические значения показателей при сохранении существующей тенденции в изменении состояния системы ЖАТ достигнут предельных, определяемых на основе критерия предельного состояния, при условии, что в настоящий момент времени фактические значения не превышают предельных. Фактические показатели и тенденцию в их изменении рассчитывают в результате обработки статистических данных о функционировании системы ЖАТ: отказах, предотказных состояниях, замечаниях, восстановлениях процесса функционирования. Результатом расчета является тренд, характеризующий процесс изменения фактического значения интенсивности отказов системы ЖАТ во время эксплуатации на участке железной дороги за заданный период наблюдения.

В качестве критерия предельного состояния системы ЖАТ используется допустимое значение интенсивности их отказов на участке железной дороги, определяемое уровнем допустимых рисков, связанных с уровнем надежности системы ЖАТ.

Для оценки остаточного ресурса систем СЦБ принимаются следующие допущения:

– вероятность безотказной работысистем ЖАТ связана с интенсивностью отказов по экспоненциальному закону;

– случайная величина фактического значения интенсивности отказов распределена по нормальному закону;

– изменения фактического значения интенсивности отказов имеют линейную динамику.

Остаточный ресурс целесообразно определять, в первую очередь, для тех систем ЖАТ, которые уже отработали назначенный ресурс, и требуется решить вопрос о продлении их эксплуатации, однако оценку можно осуществлять также и для систем ЖАТ, не выработавших назначенный производителем ресурс.

Так как оценка остаточного ресурса систем ЖАТ является первой операцией второго блока функциональной схемы применения методологии УРРАН в хозяйстве автоматики и телемеханики (рисунок 2.2), то при отрицательном результате такой оценки происходит пропуск операций 3.2 и 3.3 и переход к этапам 3 – 5. В противном случае необходимо производить оценку функционального ресурса систем ЖАТ. Данная операция выполняется с помощью Методики оценки функционального ресурса технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики.

Функциональный ресурс оценивают на основе совокупности количественных и качественных показателей, учитывающих специфику функциональных требований, предъявляемых к системам ЖАТ на станции или перегоне. Перечень основных характеристик систем ЖАТ и соответствующих им типов показателей приведен в таблице 5.1.

Количественные показатели выражаются их численными значениями (интервалами значений). Перечень количественных показателей, используемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ приведен в таблице 5.2.

 

Таблица 5.1 Перечень характеристик и типов показателей, применяемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ

Тип показа-теля	Характеристика	Пояснение
Количественный	Пропускная и провозная способность железнодорожной линии	Определяется расчетом
Надёжность	Определяется расчетом
Безопасность	Подтверждается расчетом или доказательством в соответствии с СТО РЖД 1.02.032-2010
Качественный	Обязательные функциональные требования, предъявляемые к системам ЖАТ	Определяются ГОСТ Р 54897-2012 для станционных и ГОСТ Р 54900-2012 для перегонных систем ЖАТ, классом и специализацией железнодорожной линии в соответствии с [6]
Дополнительные функциональные требования, предъявляемые к системам ЖАТ	Определяются для перегонных и станционных систем ЖАТ с учетом класса и специализации железнодорожной линии [6]

 

Перечень значений количественных показателей, используемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ, приведен в таблице 5.3.

 

Таблица 5.2 Перечень количественных показателей, учитываемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ

№ п/п	Характеристика	Показатель	Обозначение
	Пропускная и провозная способность железнодорожной линии	Коэффициент использования пропускной способности железнодорожной линии
	Надёжность	Интенсивность отказов системы ЖАТ
	Безопасность	Интенсивность опасных отказов системы ЖАТ

Оценка функционального ресурса для находящихся в эксплуатации систем ЖАТ и новых систем ЖАТ, предназначенных для модернизации или замены выработавших свой ресурс аналогичных систем, осуществляется на основе различных совокупностей значений количественных показателей. Перечни значений показателей, используемых при оценке функционального ресурса для новых и находящихся в эксплуатации системам ЖАТ приведены в таблице 5.4

Перечень качественных показателей, используемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ, соответствует функциональным требованиям или дополнительным (потенциальным) функциональным возможностям систем ЖАТ. Каждый из качественных показателей, используемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ, может принимать одно из возможных значений: «ДА» и «НЕТ». Значение «ДА» означает, что соответствующее функциональное требование (возможность) для данной системы ЖАТ выполняется (имеется), значение «НЕТ» означает, что соответствующее функциональное требование (возможность) для данной системы ЖАТ не выполняется или не подтверждается (отсутствует).

 

Таблица 5.3 Перечень значений количественных показателей, используемых при оценке функционального ресурса систем ЖАТ

№ п/п	Значение показателя	Обозначение
	Проектное значение коэффициента использования пропускной способности железнодорожной линии
	Фактическое значение коэффициента использования пропускной способности железнодорожной линии
	Проектное значение интенсивности отказов системы ЖАТ
	Допустимое значение интенсивности отказов системы ЖАТ в предполагаемых или фактических условиях применения
	Фактическое значение интенсивности опасных отказов
	Допустимое значение интенсивности опасных отказов

 

Качественные показатели, учитываемые при оценке функционального ресурса систем ЖАТ, подразделяются на обязательные и дополнительные.

Обязательные качественные показатели формируются на основе функциональных требований к системам ЖАТ на станции и перегоне, в соответствии с ГОСТ [7, 8], с учетом класса и специализации железнодорожной линии.

Таблица 5.4 Перечни значений показателей, применяемых при оценке функционального ресурса для новых и находящихся в эксплуатации систем ЖАТ

Характеристика	Перечень значений количественных показателей
Новая система ЖАТ	Находящаяся в эксплуатации система ЖАТ
Пропускная способность железнодорожной линии
Надежность	,	–*
Безопасность	Уровень безопасности**	,
Примечание: * – Расчет и анализ надежности для находящихся в эксплуатации систем ЖАТ при оценке их функционального ресурса не осуществляется. ** – Уровень безопасности для новых систем ЖАТ оценивается и подтверждается на основе доказательства безопасности в соответствии с [2].

 

 

Дополнительные качественные показатели оценивают потенциальные функциональные возможности системы ЖАТ к расширению предъявляемых к ней функциональных требований, технических и технологических возможностей.

В зависимости от класса и специализации железнодорожной линии одни и те же качественные показатели включаются в перечень обязательных или дополнительных показателей.

На основе Методики оценки функционального ресурса технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики с использованием количественных и качественных показателей определяются значения:

– интегрального показателя, характеризующего выполнение обязательных функциональных требований ;

– интегрального показателя по дополнительным качественным показателям .

На основе значений данных показателей выполняется анализ функционального ресурса системы ЖАТс использованием матрицы, представленной в таблице 5.5.

Таблица 5.5 Оценка уровня функционального ресурса системы ЖАТ

	Показатель
3	2	1	0
Пока-за-тель		Высокий	Высокий	Высокий	Средний
	Высокий	Средний	Средний	Незначи-тельный
	Средний	Незначи-тельный	Незначи-тельный	Незначи-тельный
	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует

 

 

Оценка функционального ресурса для новых систем ЖАТ позволяет определить их применимость в зависимости от функциональных возможностей в конкретных условиях эксплуатации.

Результаты оценки функционального ресурса для находящихся в эксплуатации систем ЖАТ совместно с результатами оценки их остаточного ресурса являются основой для расчета экономической эффективности продления назначенного срока службы, либо принятия решения об их модернизации или замене.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Рисунок А.1 – Схема применения методологии УРРАН
при назначении капитального ремонта системы ЖАТ

Рисунок А.2 – Схема применения методологии УРРАН при истечении назначенного срока службы системы ЖАТ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Таблица П.1.4 – Ключевые показатели надежности и безопасности и их функции

Наименование показателя	Физический смысл	Единицы измерения	Уровень управления	Функции показателя
Показатели безотказности (свойство надежности)
Интенсивность отказов	Количество отказов объекта за пропущенный тоннаж или за интервал наблюдения	[1/млрд.т.брутто] [1/ч]	Центральный ЦП, ЦЭ, ЦШ. Территориальный П, Э, Ш. Линейный	1. Выявление наиболее часто отказывающих объектов за пропущенный тоннаж или за интервал наблюдения 2. Оценка правильности выбора на этапе проектирования конструкций, устройств и материалов, подтверждение потребительских свойств продукции 3. Сравнительная оценка эффективности деятельности подразделений
Интенсивность предотказов	Количество предотказных состояний (отступлений) объекта за пропущенный тоннаж или за время работы	[1/млрд.т.брутто] [1/ч]	Территориальный П, Э, Ш. Линейный ПЧ, ЭЧ, ШЧ	1. Выявление накопления предотказов (дефектов) 2. Эффективность назначения соответствующих видов ремонта

 

Продолжение таблицы П.1.4

Наименование показателя	Физический смысл	Единицы измерения	Уровень управления	Функции показателя
Интенсивность использования резерва	Количество переключений на резерв за объем переработанной электроэнергии тяговой подстанции	[1/млн.кВт-ч.]	Линейный ЭЧ	1.Выявление наименее надежных объектов при использовании резервирования 2.Эффективность назначения соответствующих видов ремонта
Показатели долговечности
Средний ресурс	Фактический пропущенный тоннаж за срок службы или фактический срок службы	[млрд.т.брутто] [ч]	Центральный ЦП, ЦЭ, ЦШ. Территориальный П, Э, Ш	1. Оценка исполнения нормативного пропущенного тоннажа за назначенный срок службы или фактический срок службы 2. Продление назначенного срока службы.
Показатели готовности
Коэффициент простоя	Отношение времени простоя объекта по причине отказа к общему времени наблюдения		Центральный ЦП, ЦЭ, ЦШ. Территориальный П, Э, Ш	Оценка влияния отказов объекта и оперативности их устранения на перевозочный процесс
Показатели ремонтопригодности
Среднее время до восстановления	Среднее время устранения отказа	[ч]	Территориальный П, Э, Ш. Линейный	1. Оценка оперативности реагирования и устранения отказов 2. Оценка технической оснащенности и кадрового состава подразделения на соответствие требованиям технологии технического содержания. 3. Сравнительная оценка эффективности деятельности подразделений.

 

Окончание таблицы П.1.4

Наименование показателя	Физический смысл	Единицы измерения	Уровень управления	Функции показателя
Показатели безопасности функционирования
Интенсивность опасных отказов	Количество опасных отказов за пропущенный тоннаж или за интервал наблюдения или за количество переработанной электроэнергии	[1/млрд.т.брутто] [1/ч] [1/млн.кВт-ч.]	Территориальный П, Э, Ш	Выявление наиболее опасных объектов
Средняя наработка на опасный отказ	Средний пропущенный тоннаж между двумя последовательными опасными отказами или среднее время работы между двумя последовательными опасными отказами или среднее количество переработанной электроэнергии между двумя последовательными опасными отказами	[млрд.т.брутто] [ч] [млн.кВт.-ч.]	Территориальный П, Э, Ш.	Выявление объектов с наименьшим пропущенным тоннажем между опасными отказами или средним временем работы между двумя последовательными опасными отказами или средним количеством переработанной электроэнергии между двумя последовательными опасными отказами

 

Таблица П.1.5 – Классификация тяжести последствий в методологии УРРАН[31]

Уровни тяжести последствий	Последствия по рискам
Внутренним	Внешним
Катастрофический [крушения]	Гибель одного или более человек или тяжкие телесные повреждения пяти или более человек, связанных с функционированием железнодорожного транспорта, или повреждение объекта подвижного состава до степени исключения из инвентарного парка или причинение ущерба объекту инфраструктуры в размере более 5000 минимальных размеров оплаты труда [МРОТ]	Гибель одного или более человек или тяжкие телесные повреждения пяти или более человек, связанных с функционирование железнодорожного транспорта, или причинение ущерба для окружающей среды, вызвавшего чрезвычайную ситуацию федерального или межрегионального характера
Критический [события 1 категории]	Причинение тяжких телесных повреждений до пяти человек, связанных с функционированием железнодорожного транспорта. Гибель одного человека или причинение тяжких телесных повреждений одному или более человек в результате умышленных или неосторожных действий самого пострадавшего или других лиц, не связанных с функционированием железнодорожного транспорта или повреждение объекта подвижного состава, требующее проведения капитального ремонта для восстановления его работоспособности или причинение ущерба объекту инфраструктуры в размере от 1500 до 5000 МРОТ или полная утрата груза	Тяжкие телесные повреждения до пяти человек, связанных с функционированием железнодорожного транспорта. Гибель или тяжкие телесные повреждения одного или более человек в результате умышленных или неосторожных действий самого пострадавшего или других лиц, не связанных с функционированием железнодорожного транспорта, или причинение ущерба для окружающей среды, вызвавшего чрезвычайную ситуацию регионального или межмуниципального характера.

 

 

Окончание таблицы П.1.5

Уровни тяжести последствий	Последствия по рискам
Внутренним	Внешним
Несущественный [событие 2 категории]	Причинение вреда здоровью средней тяжести или повреждение объекта подвижного состава, требующее проведения среднего или деповского ремонта для восстановления его работоспособности, или причинение ущерба объекту инфраструктуры в размере от 500 до 1500 МРОТ или частичная утрата груза	Причинение вреда здоровью средней тяжести или возникновение угрозы для окружающей среды, вызвавшей чрезвычайную ситуацию муниципального или локального характера.
Незначительный [отказы технических средств и нарушения технологии, не приведшие к крушениям и событиям 1 и 2 категории]	Причинение легкого вреда здоровью или повреждение объекта подвижного состава, требующее проведения текущего ремонта для восстановления его работоспособности или причинение ущерба объекту инфраструктуры в размере менее 500 МРОТ

Таблица П.1.6 – Классификация частоты событий в методологии УРРАН[32]

Частота событий (вероятность)	Описание
Частое	Вероятность частого возникновения. Постоянное наличие опасности.
Вероятное	Неоднократное возникновение. Ожидается частое возникновение опасного события.
Случайное	Вероятность неоднократного возникновения. Ожидается неоднократное возникновение опасного события.
Редкое	Вероятность того, что событие будет иногда возникать на протяжении жизненного цикла объекта. Обоснованное ожидание возникновения опасного события.
Крайне редкое	Вероятность возникновения маловероятна, но возможна. Можно предоположить, что опасное событие может возникнуть в исключительном случае.
Маловероятное	Вероятность возникновения крайне маловероятна. Можно предположить, что опасное событие не возникнет.

[1] Горьканова Т.Н. Анализ состояния безопасности движения поездов в путевом хозяйстве ОАО «РЖД» в 2011 г.// Путь и путевое хозяйство 2012.– №5. С.2-8.

[2] Плетнев С. Собственные поездные формирования нужно тарифицировать по-новому // http://www.gudok.ru/newspaper/?ID=702469&page_print=Y

[3] Чепланова М. РЖД не хватает на рельсы. // Ведомости № 3471 от 12.11.2013

[4] Стратегические направления научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г. («Белая книга» ОАО «РЖД»).

Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года // Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р), 2008.

[5] Чепланова М. РЖД не хватает на рельсы. // Ведомости № 3471 от 12.11.2013

[6] Официальный сайт ОАО «РЖД» // http://annrep.rzd.ru/reports/public/ru?STRUCTURE_ID=4473

[7] Официальный сайт ОАО «РЖД» // http://rzd.ru/news/public/ru?layer_id=3327&rubrics=

1135&STRUCTURE_ID=704

[8] Объем грузоперевозок ФГК по итогам 2014 года вырос на 8,3% до 162 млн. тонн //http://www.morvesti.ru/detail.php?ID=31085

[9] Объем грузоперевозок РЖД сократился к ноябрю на 0.9% // http://www.vestifinance.ru/

articles/48986

[10] Динамика объемов грузовых перевозок. Годовой отчет // http://ar2012.rzd.ru/performance-overview/freight-transportation/dynamics-of-freight-transportation-volumes/

[11] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014.

[12] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014, С.17.

[13] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014, С.18.

[14] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014, С.22.

[15] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014, С.23.

[16] Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году //М.-РЖД: Управление автоматики и телемеханики центральной дирекции инфраструктуры, 2014, С.6.

[17] Горьканова Т.Н. Анализ состояния безопасности движения поездов в путевом хозяйстве ОАО «РЖД» в 2011 г.// Путь и путевое хозяйство 2012.– №5. С.2-8.

[18] Стратегические направления научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г. («Белая книга» ОАО «РЖД»).

[19] CSN EN 50126-1 - Railway applications - The specification and demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS), 2001.

[20] UK Defence Standard 00-56 Safety Management Requirements, 1999

[21] Система УРРАН. Управление ресурсами, рисками и надежностью объектов железнодорожного транспорта на всех этапах жизненного цикла. В.А. Гапанович, старший вице-президент ОАО «РЖД». Использование методологии УРРАН. Тематическая подборка//инв.№ 299113. Западно-Сибирский центр научно-технической информации и библиотек. Новосибирск, 2014.

[22] Управление ресурсами, рисками на всех этапах жизненного цикла на основе анализа надежности УРРАН. Инновационный дайджест // http://www.rzd-expo.ru/innovation/accelerating_and_increasing_the_reliability_of_the_service_life_of_facilities/resource_management_risk_to_the_life_cycle_and_reliability_analysis_of_urr/

[23] ГОСТ Р54505-2011 «Безопасность функциональная. Управление рисками на железнодорожном транспорте»

[24] Управление ресурсами, рисками на всех этапах жизненного цикла на основе анализа надежности УРРАН. Инновационный дайджест // http://www.rzd-expo.ru/innovation/accelerating_and_increasing_the_reliability_of_the_service_life_of_facilities/resource_management_risk_to_the_life_cycle_and_reliability_analysis_of_urr/

[25] Гапанович В.А. Методология анализа работы структурных подразделений / Гапанович В.А., Безордный Б.Ф., Горелик А.В., Шалягин Д.В., // Автоматика, связь, информатика, 2013, №1, с.2-5.

Гапанович В.А. Внедрение методологии УРРАН в хозяйстве АТ / Гапанович В.А., Безордный Б.Ф., Горелик А.В., Шалягин Д.В // Автоматика, связь, информатика, 2012, №4, с.12-15

Гапанович, В.А. Универсальный инструмент поддержки принятия решений / В.А. Гапанович // Железнодорожный транспорт.– 2012. – №10. – С. 16-22.

СТО РЖД 10.001-2011, СТО РЖД 1.02.031-2010, СТО РЖД 1.02.033-2010, СТО РЖД 1.02.034-2010, СТО РЖД 1.02.035-2010 -2010, СТО РЖД 02.044-2011

[26] Розенберг Е.Н. Экономические критерии принятия решений /Розенберг Е.Н., Рачковский М.Ю., Никифорова М.С. // Железнодорожный транспорт. 2012., № 10. – С. 29-33.

[27] Смит Д. Дж. Безотказность, ремонтопригодность и риск. Практические методы для инженеров, включая вопросы оптимизации надёжности и систем, связанных с безопасностью. – М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. – 432 с.

[28] Замышляев А.М. Прикладные информационные системы управления надежностью, безопасностью, рисками и ресурсами на железнодорожном транспорте/ А.М. Замышляев. – Ульяновск: Областная типография «Печатный двор», 2013. – 143 с., ил.

[29] Методика расчета показателей надежности, безопасности и оценки рисков функционирования горочных систем автоматики / Безродный Б.Ф., Горелик А.В., Шалягин Д.В., Журавлев И.А и. др.// М.: МИИТ, 2012. Деп. в ВИНИТИ, № 299-В2012

Методика расчета показателей надежности, безопасности и оценки рисков функционирования систем интервального регулирования // Безродный Б.Ф., Горелик А.В., Шалягин Д.В., Журавлев И.А и. др.// М.: МИИТ, 2012. Деп. в ВИНИТИ, № 298-В2012

^[30] Журавлев И.А. Модели и методы оценки показателей надежности систем железнодорожной автоматики и телемеханики /дисс. на соискание ученой степени канд.техн.наук. М.:2013.

[31] Система УРРАН. Управление ресурсами, рисками и надежностью объектов железнодорожного транспорта на всех этапах жизненного цикла. В.А. Гапанович, старший вице-президент ОАО «РЖД». Использование методологии УРРАН. Тематическая подборка//инв.№ 299113. Западно-Сибирский центр научно-технической информации и библиотек. Новосибирск, 2014.

[32] Система УРРАН. Управление ресурсами, рисками и надежностью объектов железнодорожного транспорта на всех этапах жизненного цикла. В.А. Гапанович, старший вице-президент ОАО «РЖД». Использование методологии УРРАН. Тематическая подборка//инв.№ 299113. Западно-Сибирский центр научно-технической информации и библиотек. Новосибирск, 2014.