М13. Спецкурс по безопасности движения ПР

Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ

ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

СПЕЦКУРС ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

для обучающихся по специальности

23.05.03 "Подвижной состав железных дорог
специализация «Грузовые вагоны»

Составитель: Г.Г. Киселев

Самара 2023

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ НА
ГАРАНТИЙНОМ УЧАСТКЕ

Надёжность вагонов представляет собой совокупность трёх свойств:

  • - сохранение работоспособности (безотказность);
  • - быстрота восстановления после отказа (ремонтопригодность);
  • - продолжительность службы, или долговечность.

Безотказность рассматривается, как свойство вагона непрерывно
сохранять работоспособность в течение некоторого периода времени или
наработки. Безотказность характеризует как бы самостоятельную непрерывную
работу вагона без каких-либо вмешательств для поддержания
работоспособности. Работоспособность - это состояние вагона, при котором он
способен выполнять заданные функции, сохраняя значения выходных
параметров в пределах, установленных технической документацией, которая
определяет условия эксплуатации, систему и методы технического
обслуживания и ремонта, нормы и допустимые отклонения от установленных
параметров.

Полная или частичная утрата работоспособности вагона, узла, детали
называется отказом. Основным показателем надежности вагона является
вероятность безотказной работы P(t), который означает, что в пределах
заданной наработки t не возникнет отказ. Значение P(t) находится в пределах
0<P(t)<l.

  • 1. Расчёт показателей эксплуатационной надёжности грузовых вагонов.

Исходными данными для расчета являются: длина гарантийного участка
(таблица 1.1); количество составов, проследовавших по участку, количество
вагонов в составе на участке (таблица 1.2) и характеристика отказов вагонов
(таблица 1.3) которые выбираются из таблиц 1.1 - 1.3 по последней цифре
шифра.

Таблица 1.1 - Длина гарантийного участка

Параметр

Значение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Длина
гарантийного
участка, км

122

137

536

501

150

444

368

573

132

252

Таблица 1.2 - Количество составов проследовавших по участку (N) и

количество вагонов в составе (т)

№ Варианта
Последняя

N/m

Месяц

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

Количество
составов. N

8

9

9

9

8

8

7

6

6

7

7

6

Количество
вагонов, m

51

50

49

53

52

50

49

50

47

47

48

50

1

Количество
составов. N

10

8

11

12

9

7

11

8

9

8

9

7

Количество
вагонов, m

46

53

60

61

62

55

54

58

56

59

57

63

2

Количество
составов. N

9

12

13

10

11

6

8

7

9

10

11

11

Количество
вагонов, m

48

53

54

49

61

65

59

62

61

55

51

52

3

Количество
составов. N

7

8

8

7

9

9

10

11

12

6

7

8

Количество
вагонов, m

47

49

54

55

56

58

62

64

63

60

61

48

4

Количество
составов. N

11

10

9

12

11

11

10

8

9

9

10

7

Количество
вагонов, m

53

57

54

58

56

62

60

61

63

64

59

55

5

Количество
составов. N

12

12

11

11

11

9

9

9

8

7

6

8

Количество
вагонов, m

55

59

65

63

62

64

61

58

57

62

63

64

6

Количество
составов. N

12

12

11

12

12

9

9

10

10

11

11

8

Количество
вагонов, m

66

64

65

67

63

59

58

61

62

58

57

56

7

Количество
составов. N

9

9

10

10

12

12

8

8

8

11

9

7

Количество
вагонов, m

67

68

64

62

59

59

55

56

54

58

53

52

8

Количество
составов. N

11

11

9

9

8

7

6

12

11

9

9

12

Количество
вагонов, m

65

63

64

58

59

59

61

55

54

53

52

51

9

Количество
составов. N

10

10

11

9

9

12

11

8

8

8

6

7

Количество
вагонов, m

59

58

57

56

49

48

47

53

52

51

54

55

Таблица 1.3 - Характеристика отказов вагонов

№ Варианта

Всего

______
отказов. Hq

Причины отказов

Буксовый узел

Тормоза

Автосцепка

Прочие

0

2

1

0

1

0

1

3

1

1

0

1

2

5

2

1

1

1

3

4

2

2

0

0

4

3

1

1

1

0

5

2

1

1

0

0

6

3

2

0

1

0

7

4

1

1

1

1

8

5

3

2

0

0

9

2

0

1

1

0

Пример выполнения задания для шифра, у которого последние две цифры
«00».

Среднее количество составов проследовавших по участку определяется
по формуле:

12

ХЛ',

Nep =^,(1-D

8 + 9 + 9 + 9 + 8 + 8 + 7 + 6 + 6 + 7 + 7 + 6 _

=-------------------------------------= 7,5 шт.

ср12

Среднее количество вагонов в составе

12

Х"г/

ср = ЛГ’

51 + 50 + 49 + 53 + 52 + 50 + 49 + 50 + 47 + 47 + 48 + 50

= = 49,666 ваг.

ср12

Показатели, характеризующие эксплуатационную надежность вагонов:

параметр потока отказов

п

т = 707

Л • т • /

(1.3)

где п - количество отказов, возникших у вагонов на гарантийном участке
за определенный промежуток времени;

Nср - количество составов, проследующих по этому участку;

шср - среднее количество вагонов в составе;

7 - длина гарантийного участка.

2

т =-------------------= 1,467 • 10

7,5 • 49,666 • 122 •

-6 1

вагоно • км

- наработка на отказ

Nep • тср •

п

(1.4)

7,5 • 49,666 4 22 • 30

2

= 681665,85 вагоно• км;

- вероятность безотказного проследования поезда по участку
т

PQ) =

6 -

-1.46740 422/681665

PQ} = е

= 0,999

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что на
гарантийном участке объем работ имеет тенденцию к падению. Полученный
результат позволяет в дальнейшем оценить качество работы ПТО.

  • 2. Оценка качества технического обслуживания вагонов на ПТО

Исходными данными для расчета являются: длина гарантийного участка
(таблица 1.1); количество составов, проследовавших по участку и количество
вагонов в составе на участке (таблица 1.2); характеристика отказов вагонов
(таблица 1.3); структура парка вагонов на участке (таблица 1.4); параметр
потока отказов при условии, что вагоны не проходили техническое
обслуживание на ПТО (таблица 1.5). Исходные данные выбираются по
последней цифре шифра.

Качество работы ПТО характеризуется следующими показателями:

  • - вероятность восстановления работоспособности вагона при
    обслуживании на ПТО;
  • - ожидаемое количество отказов вагонов после обслуживания на ПТО;
  • - выигрыш в надежности при обслуживании вагонов на ПТО.

Основными показателями ремонтопригодности вагонов являются
вероятность восстановления их работоспособного состояния за
регламентированное время обслуживания и среднее время его восстановления.

В процессе эксплуатации работоспособность вагонов восстанавливается
при подготовке их к перевозкам и на пунктах технического обслуживания в
пути следования.

Учитывая, что на ПТО применяется бригадная организация
обслуживания вагонов в поездах, фактически реализуемые затраты труда
ремонтной бригады можно представить в виде суммарных затрат времени всех
рабочих, участвующих в подготовке составов в рейс. Тогда функция
распределения общих затрат труда ремонтных бригад на восстановления
работоспособности вагонов за время обработки состава будет иметь вид

-

W = 1-а+-^)т/Ч (1.6)

ср

где Лф- фактически реализуемые затраты труда на техническое
обслуживание вагонов в поездах за нормируемое время обработки состава /обр;

Яср - средние (статистические) затраты труда на выявление и устранение
неисправностей и выполнение профилактических мероприятий при подготовке
состава в рейс.

При определении численного значения вероятности восстановления
работоспособности вагонов при техническом обслуживании и текущем ремонте
их на конкретном ПТО фактически реализуемые затраты труда, ч,
подсчитываются по формуле

^ф = ^ЯВ ’ ^обр ’ (1-7)

где R^- среднее явочное число работников ремонтно-смотровой бригады,
участвующих в подготовке каждого состава в рейс;

/обр - средняя продолжительность простоя составов под обработкой, ч.

Средние затраты труда на подготовку состава в рейс зависят от

приспособленности вагонов к обнаружению и устранению неисправностей;
квалификации обслуживающего персонала; организационно-технического
уровня обслуживания, наличия технических средств и стабильности снабжения
ПТО запасными частями и материалами.

Основным показателем оценки качества работы ПТО служит
сокращение числа отказов (задержек поездов и отцепок вагонов по техническим
неисправностям на гарантийных участках). Для этого определяют ожидаемое
число отказов за рассматриваемый отрезок времени для расчетного значения
уровня восстановления работоспособности вагонов и сравнивают его с
фактическим числом отказов, возникшим за отчетный период. Если пож < п^, то
работа ПТО оценивается как неудовлетворительная. При пож > п^ работа на
ПТО считается удовлетворительной.

Выигрыш в надежности при обслуживании на ПТО определяется из
выражения

1
И =----------,

1 -v^

которое показывает, во сколько раз сократятся отказы вагонов в результате
восстановления их работоспособности в системе технического обслуживания и
ремонта.

Показатели, характеризующие эксплуатационную надежность вагонов:

  • - параметр потока отказов

по
— ---7 (1-

и Nml v

где п0 - количество отказов, возникших у вагонов на гарантийном
участке за определенный промежуток времени t;

N - среднее количество составов, проследовавших по этому участку;

т - среднее количество вагонов в составе;

/ - длина гарантийного участка, км;

  • - наработка на отказ

Т _ Nml

п0

  • - вероятность безотказного проследования поезда по участку
    Р(1)=е~ш°1 (1.11) '

Расчет и оценка показателей качества работы ПТО

Качество работ ПТО характеризуется следующими показателями:

  • - вероятность восстановления работоспособности вагона при
    обслуживании на ПТО;
  • - ожидаемое количество отказов вагонов после обслуживания на ПТО;
  • - выигрыш в надежности при обслуживании вагонов на ПТО.

Восстановление работоспособности вагонов в процессе эксплуатации
играет важную роль в обеспечении безотказной работы. Чем лучше
организована система технического обслуживания и ремонта вагонов, тем
меньше отказов возникает в процессе перевозочной работы; ожидаемое
количество отказов на гарантийном участке

Иож = ИоЦО = М1- V(t)],

(1.12)

где йож - число отказов вагонов в процессе движения поездов по
участку за рассматриваемое время t с учетом восстановления их
работоспособности на ПТО;

н0 - общее число отказов на участке при отсутствии технического
обслуживания на ПТО;

V(t) - вероятность восстановления работоспособности вагонов (после
возникновения отказа) за допустимое время t;

n0V(t) - число отказов, которые были выявлены и устранены на ПТО за
указанное время t при подготовке составов в рейс.

Ожидаемое количество отказов на участке при отсутствии технического
обслуживания на ПТО:

п0 = ЗОы™ Nml

(1.13)

где Mq - параметр потока отказов при условии, что вагоны не
проходили техническое обслуживание на ПТО;

/С — количество поездов, проследовавших по участку за сутки;

т - среднее количество вагонов в поезде;

I - длина гарантийного участка, км.

Основным показателем оценки качества работы ПТО служит
сокращение числа отказов (задержек поездов и отцепок вагонов по
техническим неисправностям на гарантийных участках). Для этого
определяют ожидаемое число отказов за рассматриваемый отрезок времени
для расчетного значения уровня восстановления работоспособности вагонов
и сравнивают его с фактическим числом отказов, возникшим за отчетный
период. Если йож < йф, то работа ПТО оценивается как неудовлетворительная.
При йф < йож работа на ПТО считается удовлетворительной.

Выигрыш в надежности от обслуживания на ПТО определяется из
выражения:

Г} = ^~ 1.14

' l-K(t) v

где V(t) - вероятность восстановления работоспособности вагонов.

Данное выражение показывает, во сколько раз сократятся отказы вагонов в
результате восстановления их работоспособности в системе технического
обслуживания и ремонта.

Вероятность восстановления работоспособности вагона при обслуживании
на ПТО V(t) принимается равным 0,6.

Таблица 1.4- Структура парка вагонов на участке

Тип вагона

Процентное содержание вагонов в составе, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Крытые

23,5

25

18,4

20,2

19,3

24,1

21,7

21,2

22,8

15

Платформы

13

15

16

12,4

П,7

18,9

14

17,4

15

10

Полувагоны

30,7

30

27,6

26,8

24,5

28,2

33,5

32,4

30

25

Цистерны

24,5

22

23,3

30,6

29

17,8

25,4

25,8

28,4

30

Прочие

8,3

8

14,7

10

15,5

11

5,4

6,2

3,8

20

Ожидаемое количество отказов на участке при отсутствии
технического обслуживания на ПТО рассчитаем по формуле (1.13). Для этого
сначала определим параметр потока отказов при условии, что вагоны не
проходили техническое обслуживание на ПТО.

Значения Wo™ приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Параметр потока отказов при условии, что вагоны не
проходили техническое обслуживание на ПТО

Тип вагона

,.т

0 ТО 6, 1/вагкм

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Крытые

11,43

13,71

12

4,8

10,24

14,17

7,12

6,9

15,12

7,9

Платформы

12,33

14,76

10,52

13,85

15,92

8,54

7,0

17,43

8,2

Полувагоны

8,43

10,11

П,1

3,5

9,62

12,64

5,93

5,3

13,84

6,6

Цистерны

9,33

11,96

14,42

3,9

12,73

13,48

4,36

5,3

16,78

7,6

Прочие

9,04

10,85

14,67

3,8

11,36

10,73

6,27

4,9

11,35

7,4

Пример выполнения задания для шифра, у которого последние две цифры
«00».

Все значения ш0 умножаются на поправочный коэффициент у = 0,73 и
принимаются к дальнейшим расчетам.

Среднее расчетное значение параметра потока отказов для вагона:

®о=О,73 (11,43 0,235 + 12,33 0,13 + 8,43 0,307 + 9,33 0,245 + 9,04 0,083) 10'
6=7,237 10'6 1/вагкм

Тогда ожидаемое количество отказов

но = 30-7,237 10“6 • 8 • 49,666 • 122 = 10,52.

Принимаем «о = И отказов.

Ожидаемое количество отказов на гарантийном участке рассчитаем по
формуле (1.12):

йож =11 (1-0,6) = 4,4.

Так как «ф = 2 < йож = 4,4, то работа на ПТО считается
удовлетворительной.

По формуле (114) определим выигрыш в надежности при
обслуживании на ПТО:

77 =----= 2,5 раза

' 1-0,6 ’ г

Получаем, что в пути следования отказы сократятся в 2,5 раза, если
отправляемые в рейс поезда подвергать техническому обслуживанию на ПТО с
вероятностью восстановления работоспособности вагонов V(t) = 0,6.

Так как ожидаемое количество отказов меньше фактического на
гарантийном участке, то необходимо дальнейшее совершенствование работы
ПТО.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНЫХ СОСТОЯНИЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА

В результате частотного анализа опасных состояний S0K должны быть
определены частоты переходов процесса движения поезда в опасные состояния
Qr(Sok) за расчетное время Т. При этом частота того, что движение поезда не
перейдет в опасное состояние Sok за это время, определяется выражением:

P^S^l-Q^, (2.1)

где Qr(Sok) количество переходов процесса движения поезда в опасное
состояние; S0K- опасные состояние.

Переходы движения в опасные состояния Sok происходят под воздействием
опасных дестабилизирующих факторов Fh,. Анализ причин крушений и аварий
поездов позволяет сделать заключение, что Fh, являются событиями
независимыми.

Возникновение опасного дестабилизирующего фактора еще не является
достаточным условием для перехода движения поезда в какое-либо опасное
состояние. Дополнительно необходимо, чтобы опасный дестабилизирующий
фактор повлиял на движение поезда. Поэтому вероятность перехода движения в
опасное состояние Sok под действием опасного дестабилизирующего фактора
Fhl за расчетное время Т определяется выражением:

QT(s;k)=QT (7) -QT (Fkn), (2.2)

где OT\ —) - условная вероятность перехода движения поезда в состояние
S”k, если возник опасный дестабилизирующий фактор Fkn, QT (Fkn) -
вероятность возникновения н-ого опасного дестабилизирующего фактора,
способного перевести движение поезда в к-е опасное состояние.

Вероятность того, что движение поезда не перейдет в к-Q опасное состояние
под действием н-го дестабилизирующего фактора за расчетное время,
определяется по формуле 2. L

Если под F^ понимать опасные дестабилизирующие факторы отдельных
структурных составляющих подсистем маневровой или поездной работы, то
взаимосвязи между и определяются, как при последовательном соединении
этих структурных составляющих. Предполагается также, что все опасные
дестабилизирующие факторы являются независимыми. Тогда движение не
перейдет в k-Q опасное состояние за расчетное время, если в течение этого
времени на него не окажет воздействия ни один дестабилизирующий фактор,
способный перевести его в это опасное состояние, поэтому

^ЖОШ^ Рт^), (2.3)

Решение задачи частотного анализа опасных состояний, т.е. решение задачи
определения величин Рт(8ок), сводится, таким образом, к решению задачи
частотного анализа дестабилизирующих факторов и возможности их влияния
на процесс движения поезда. Исходные данные для выполнения

индивидуального задания практической работы представлены в таблице 2.2 и
2.3.

В табл. 2.1 представлены вероятности возникновения и-го опасного
дестабилизирующего фактора Fkn, способного перевести движение поезда в к-е
опасное состояние.

Таблица 2.1 - Показатели безопасности движения поездов

№пп

Показатель безопасности

Годы

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

1

Проезд запрещающего
сигнала светофора

1

2

1

2

1

3

1

1

1

1

2

Столкновения грузовых
поездов с другими
поездами или

железнодорожным
подвижным составом

1

3

0

1

2

4

1

1

2

3

3

Прием поезда на занятый
путь

1

1

2

0

2

0

1

4

2

1

4

Развал груза в пути
следования

1

0

1

0

0

1

0

1

1

0

5

Сходы

железнодорожного
подвижного состава при
маневрах

1

0

1

1

2

3

1

1

2

0

6

Прием или отправление
поезда по неготовому
маршруту

2

1

2

3

1

0

1

2

1

0

7

Перевод стрелки (под
поездом. маневровым
составом или
локомотивом)

5

1

5

9

6

4

2

4

1

1

8

Взрез стрелки

3

4

2

2

5

4

3

5

0

2

9

Пропуск пассажирских
поездов по

неспециализированным
путям

4

2

3

5

5

5

6

5

1

0

10

Стоянки поездов у
входных сигналов

4

4

4

5

2

7

0

2

0

1

11

Уход вагонов

6

1

7

1

8

4

1

0

1

0

В табл. 2.2 представлены значения условных вероятностей перехода
движения поезда в состояние Sgk, если возник опасный дестабилизирующий
фактор Fkn. Выбор значений условных вероятностей осуществляется по
последней цифре шифра студента.

Если в ячейке табл. 2.2 стоит «прочерк», это означает, что
соответствующий дестабилизирующий фактор не может перевести процесс
движения поезда в рассматриваемое опасное состояние Sok и поэтому не
рассматривается, т.е. условная вероятность перехода движения поезда в опасное
состояние равняется 0 (хотя в табл. 2.2 представлено не нулевое значение).

Таблица 2.2 - Вероятность возникновения опасного дестабилизирующего
фактора

Опасный
дестабилизирующий
фактор. Fkn

Последняя цифра шифра студента

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Fkl

3,5-10'6

7,840^

1,2-ПГ6

-

-

5,5-Ю'7

-

1,5-Ю'7

-

-

Fk2

-

2,540^

-

3,5-Ю'7

-

6,5-Ю'7

3,2-Ю'7

-

2,1-Ю'6

2,7-10'6

Fk3

3,3210"6

2,1-Ю'6

2,340'6

9,6-Ю’7

0,4-Ю'7

-

-

5,1-Ю'7

8,2-Ю'6

-

Fk4

-

4,2-10'6

3,4-Ю'6

3,3-Ю'7

1,510"7

-

1,5-Ю'7

-

2,9-10'6

3,9-10'6

Fk5

1,5-10'6

-

9,8-Ю'6

-

0,9-10'7

1,5-Ю'7

-

2,4Ю'7

-

-

Fk6

-

8,3-Ю'6

-

1,8Ю'7

2,5-Ю'7

6,7-Ю'7

4,210'7

6,3-10'6

7,6-10'6

Fk7

7,45-Ю'6

4,9-Ю'6

9,1-Ю'6

-

9,2-10'7

-

-

8,9-Ю'7

-

-

Fk8

-

3,610"6

2,540'6

-

8,6-Ю'7

3,2-Ю'7

8,110'7

-

5,0-10'6

2,6-Ю'6

Fk9

2,940^

-

6,5-Ю'6

5,9-Ю’7

4,110'7

-

-

7,2-Ю'7

8,3-Ю'6

-

FklO

-

-

-

3,4-Ю'7

-

3,910"7

0,4-Ю'7

2,7-Ю'7

-

4,2-Ю'6

Таблица 2.3 - Условная вероятность перехода движения поезда в опасное
состояние при возникновении дестабилизирующего фактора

Опасный
дестабилизирующий
фактор. Fkn

Последняя цифра шифра студента

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Fkl

0,099

0,057

0,039

0,122

0,016

0,117

0,074

0,024

0,046

0,008

Fk2

0,062

0,041

0,049

0,04

0,051

0,01

0,068

0,032

0,06

0,027

Fk3

0,025

0,058

0,05

0,141

0,144

0,072

0,027

0,04

0,013

0,014

Fk4

0,049

0,025

0,061

0,042

0,079

0,083

0,005

0,047

0,148

0,017

Fk5

0,067

0,0151

0,018

0,073

0,002

0,023

0,04

0,027

0,006

0,028

Fk6

0,113

0,13

0,009

0,021

0,036

0,083

0,048

0,047

0,066

0,007

Fk7

0,072

0,018

0,128

0,073

0,08

0,016

0,081

0,019

0,086

0,012

Fk8

0,056

0,054

0,016

0,05

0,005

0,193

0,005

0,024

0,048

0,022

Fk9

0,009

0,023

0,098

0,121

0,103

0,003

0,047

0,067

0,025

0,022

FklO

0,013

0,074

0,121

0,01

0,122

0,257

0,082

0,086

0,025

0,013

Необходимо определить частоту переходов процесса движения поезда в
рассматриваемое опасное состояние Qr^ok) за расчетное время Т и частоту
того, что движение поезда не перейдет в данное опасное состояние Sok за это
время.

Пример выполнения задания для шифра, у которого последние две цифры
«00».

Исходные данные выбираются из табл. 2.2 и 2.3 и представляются в виде
табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Исходные данные для варианта «00»

Опасный
дестабилизирующий
фактор Fkn

Fkl

Fki

Fk5

Fk7

Fk9

Значение QT(Fkn)

3,5- 10“6

3,32 ■ 10“6

1,5- 10“6

7,45 ■ 10-6

2.9 ■ 10“6

Значение QT(Sok/Fkn)

0,099

0,025

0,067

0,072

0,009

Вероятность перехода движения поезда в опасное состояние Sok под
действием опасного дестабилизирующего фактора Fkl за расчетное время Г.

0т(А)=0т(4г « (Fki>3,5-10<0,099=0,3465 10-Г
г kl т

Вероятность того, что движение поезда не перейдет в к-е опасное состояние
под действием первого дестабилизирующего фактора за расчётное время:

РЖД = 1 - Qt(.S^ = 1 - 0,3465 • 10-6 = 0,999999654.

Аналогично производятся расчеты для остальных опасных

дестабилизирующих факторов. Результаты сводятся в виде табл. 2.5.

Таблица 2.5 - Результаты расчётов для варианта «00»

Опасный
дестабилизирующий
фактор Fkn

Fki

Fki

Fks

Fk7

Fk9

Значение QT(Fkn)

3,5-10'6

3,32-10'6

l,5-10'6

7,45-10'6

2.9-10'6

Значение QT(Sok/Fkn)

0,099

0,025

0,067

0,072

0,009

Значение Qr(Sok)

0,3465 IO'6

0,083 IO'6

0,1005-10'6

0,5364-10'6

0,0261 IO'6

Значение Рт^к~)

0,999999654

0,999999917

0,9999999

0,999999464

0,999999974

Далее определяется частота того, что процесс движения поезда не перейдет
в опасное состояние Sok за расчетное время по формуле:

Nk

PT(Sok)= Рт( S^=PT(s;k)PT(Si)PTp^^
11=1

7^(5^,) = 0,999999654 0,999999917 0,9999999 0,999999464 0,999999974 =
= 0,999998908.

Тогда частота переходов процесса движения поезда в рассматриваемое
опасное состояние QT(Sok) 1-Р TQSok)=l-0,99999S90S=l,0925 ■ Ю'6. за расчетное
время Т определяется как:

QT(Sok) l-PT(Sok)=l-0,999998908=1,0925-Ю'6.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
РАСЧЕТ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ПОЕЗДА ПРИ ЭКСТРЕННОМ
ТОРМОЖЕНИИ

Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом за
время от момента воздействия на приборы и устройства для управления
тормозной системой, в том числе срабатывания крана экстренного
торможения (стоп-крана), до полной остановки. Измеряется при экстренном
положении.

Экстренным торможением называется торможение, применяемое в
случаях, требующих немедленной остановки поезда, путем применения
максимальной тормозной силы.

Служебным торможением называется торможение ступенями любой
величины для плавного снижения скорости или остановки поезда в заранее
предусмотренном месте, различаемое на служебное и полное служебное
торможение.

На тормозной путь основное влияние оказывают следующие факторы:

  • - скорость поезда в начале торможения;
  • - профиль пути;
  • - состояние пути и погодные условия;
  • - масса и длина поезда;
  • - обеспечение поезда тормозами и тип тормозной системы;
  • - режим торможения.

При расчетах тормозной путь условно делят на две части:

  • 1) Подготовительный тормозной путь. Принимается, что за время
    прохождения подготовительного пути тормоза в действие еще не пришли.
  • 2) Действительный тормозной путь. Принимается, что все тормоза
    состава начинают действовать одновременно и с максимальной силой.

При расчетах тормозной путь поезда принимаем равным сумме
подготовительного и действительного путей торможения, м, по формуле 3.1:

ST=Sn+S, (3.1)

Подготовительный тормозной путь Sn, м, определяется по формуле:
Sn=0,278Vinaxtn. (3.2)

Sn=0,278-90-10,996=275,119 м.

  • гд е Vmax- скорость поезда в начале торможения (максимальная), км/ч;

tn- время подготовки тормозов к действию, с.

Время подготовки тормозов к действию при полном служебном и
экстренном торможении определяется по следующим формулам:

для грузовых составов длиной 200 осей и менее

_ 10 •

1П =7—-—; (3.3)

Ьт

для грузовых составов длиной более 200 осей (до 300 осей)

15-L

tn = ю-^; (3-4)

tn =10

15 -(-8)
120,52

= 10,996

для грузовых составов длиной более 300 осей

t„ =12-^; (3.5)

где ic- приведенный уклон,°/00;

Ьт - удельная тормозная сила, кГс/т, равная для каждого интервала
скоростей.

Ьт=1000-Зр-фкр, (3.6)

Ьт=1000-0,46-0,262=120,52

где фкр - расчётный коэффициент трения для композиционных колодок при
средней скорости на выбранном интервале скоростей;

Фкр = °36

Г + 150

2 -Г+ 150

(3.7)

Фкр = °36

90 + 150

2 -90 + 150

= 0,262

Зр - расчётный тормозной коэффициент поезда (при экстренном
торможении, а при полном служебном его уменьшают на 20%):

Отношение суммы расчётного нажатия тормозных колодок поезда к его
весу называют коэффициентом расчётного тормозного нажатия колодок. Он
характеризует степень обеспеченности поезда тормозными средствами.

Для грузового поезда, который должен следовать по спуску крутизной до
20%о, масса и тормозное нажатие локомотива не учитывается (берётся в запас),
то есть:

^ =^T"’ (ЗЮ

где Qc - масса состава, т.

Qc=88-10+168-20+24-12=4528 т.

Суммарное расчётное нажатие тормозных колодок состава вычисляется
по формуле:

Skp^zfkfXj + z2-k2-x2+...+ z1-k1-x1 (3.9)

где zi, z2, ..., zi - количество тормозных осей вагона;

кь k2, ..., Г - расчётное нажатие одной тормозной колодки для вагонов
данного типа, тс (все грузовые вагоны, оборудованные композиционными
тормозными колодками (в пересчете на чугунные) при включении: на
груженый режим - 8,5; на средний режим - 7; на порожний режим - 3,5) к -
принять равным для груженого режима 8,5;

ХЬХ2, ..

Xj - количество однотипных вагонов в поезде.

EkDC= 4-8,5-10 + 8-8,5-20 +4-8,5-12=2108

i9p =

2108

4528

= 0,46

Суммарный действительный тормозной путь (определяем по интервалам в
10 км/ч), м, определяем по формуле 3.10:

Л УУУ^^-^у (3.10)

УУГ + «Ол. + 1С )

где VH и VK - начальная и конечная скорости поезда на принятом расчётном
интервале скоростей (рекомендуется принимать этот интервал равным 10 км/ч);

^ - замедление поезда [км/ч за час] под действием замедляющей силы, для
грузовых поездов принимается равным 120 км/ч2;

Ьт - удельная тормозная сила, кГс/т, рассчитанная по формуле 3.6.

шох - основное удельное сопротивление движению поезда при езде без тяги,
кГс/т;

ic - приведённое значение уклона пути, %о.

Основное удельное сопротивление движению поезда равно:

«х

«уОс+^л^л .

Qc л

(3.11)

где Qc - масса состава, т;

Рл - расчётная масса локомотива, т. Принять вес электровоза 82 т.

2,958 -4528 + 5,863-82

«V = =

4528 + 82

Основное удельное сопротивление грузового состава определяется по
формуле:

®о" =а • шо4" + у • ®о8", [кГс/т],

(3.12)

где а,
вагонов в

®о4
тс), кГс/т;

®о8 “

у - соответственно десятичные (не процентные !) доли 4- и 8-осных
составе по весу;

основное удельное сопротивление движению 4-осных вагонов (qo4 > 6

основное удельное сопротивление движению 8-осных вагонов, кГс/т.
ш0" =0,24 • 2,043 + 0,28 • 5,627 +0,48-1,862=2,958

Основное удельное сопротивление движению на звеньевом пути равно:
для 4-осных гружёных вагонов на роликоподшипниках:

„ 3 + 0,1-7 + 0,0025-V2

«04 = 0,2 +--------------------

(3.13)

70

где V - средняя скорость в диапазоне скоростей от VH до VK в интервале 10
км/ч;

q0 - осевая нагрузка подвижного состава.

«04 = 0,2 +

3 + 0,1-85 +0,0025-852

«04 = ^Q +

22

3 + 0,1-85 + 0,0025-85

= 2,043

6

2

- = 5,627

для 8-осных вагонов на роликоподшипниках:

, 6 + 0,038-3’+ 0,0021-3’2

«08=0,7 +-----;--------------------; (3.14)

^08 = 0,7 +

6 + 0,03 8-85 +0,0021-852

21

= 1,862

для локомотивов на холостом ходу:

^. = 2,4 + 0,011-И + 0,00035-И2; (3.15)

^ = 2,4+ 0,011-85 +0,00035-852 =5,863

Таблица 3.1 - Исходные данные


варианта

Состав поезда

Скорость,
км/ч

Уклон
пути
(спуска)
°/оо

4-осн. грузовые
(брутто 88 т)

8-осн. грузовые
(брутто 168 т)

4-осн. грузовые
(брутто 24 т)

0

10

20

12

70

-8

1

35

15

80

-10

2

30

5

90

-5

3

25

5

20

60

-9

4

40

20

90

-4

5

22

18

70

-12

6

12

33

24

90

-7

7

42

16

60

-14

8

15

35

80

-6

9

14

28

18

70

-11

В практической работе приводятся примеры расчетов для одного
диапазона скоростей (VK - VH), а далее результаты расчетов сводятся в
табличную форму аналогично табл. 3.2.

Таблица 3,2 - Расчет тормозного пути _________________________

>
>

1
и

Г'

>

&

&

н

S

*
о

S

+

о
S

>
1

>

§

ч
СП

§

ч
ОО

<

И

2
в
GO

СП

90 80

85

0,264

121,44

2,958

3,009

116,449

7089

60,876

272,835

275,119

547,954

80 70

75

0,27

124,2

2,492

2,54

118,74

6255

52,678

211,959

70 60

65

0,276

126,96

2,17

2,213

121,173

5421

44,737

159,281

60 50

55

0,284

130,64

1,884

1,992

124,632

4587

36,804

114,544

50 40

45

0,292

134,32

1,635

1,67

127,99

3753

29,322

77,74

40 30

35

0,303

139,38

1,421

1,452

132,832

2919

21,975

48,418

30 20

25

0,315

144,9

1,246

1,275

138,175

2085

15,089

26,443

20 10

15

0,33

151,8

1,105

1,132

144,932

1251

8,631

11,354

10 0

5

0,348

160,08

1,002

1,027

153,107

417

2,723

2,723

Примечание: при определении А8Д - суммирование производится снизу
вверх.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ ИНЦИДЕНТОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ
НАРУШЕНИЯ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Согласно определению Федерального закона Российской Федерации от
10 января 2003 г. N 17-ФЗ "О железнодорожном транспорте Российской
Федерации", перевозочный процесс является совокупностью организационно
и технологически взаимосвязанных операций. Несвоевременное или
некачественное выполнение какой-либо из операций ведет к сбою во всей
технологической цепочке. Ввиду того, что перевозка грузов или пассажиров
на инфраструктуре ОАО "РЖД" осуществляется в составе организованных
поездов по установленному графику, неисполнение или ненадлежащее
исполнение технологической операции, как правило, ведет к сбою,
выражающемуся в форме инцидента, вызывающего нарушение графика
движения поездов.

График движения поездов: организационная основа управления
движением железнодорожных поездов, объединяющая деятельность всех
технологических подразделений, выраженная для каждой железнодорожной
станции и перегона в графической или табличной форме расписания
движения поездов по техническим и технологически обоснованным нормам;

Нарушение графика движения поездов: несоблюдение времени хода
поезда по перегону или времени стоянки на станции, установленных
графиком движения поездов, в том числе разрабатываемым на период
производства работ по техническому содержанию объектов инфраструктуры.

В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 10
января 2003 г. N 18-ФЗ "Устав железнодорожного транспорта Российской
Федерации" ОАО "РЖД", как перевозчик, несет ответственность перед
грузоотправителем и грузополучателем, а перед компаниями-перевозчиками,
в ведении которых находятся пассажирские перевозки, как владелец
инфраструктуры. Одновременно "РЖД", как холдинг, в состав которого
входят дирекции-филиалы, обеспечивающие большую часть функций
перевозочного процесса, несет дополнительные расходы, вызванные с
задержками поездов.

Ориентировочный ущерб от простоя поезда с учетом объемов
движения по участку составит, руб.:

П _ Тг ' М1 + Тприг ■ АПрИГ + Тпас ■ Апас

24

где Nr, Nnpm, Nnac - количество грузовых, пригородных и пассажирских
поездов, принимаемое по исходным данным;

Тг, Тприг, Тпас - тарифная ставка поездо-часа простоя поезда (Т) на
электротяге и на теплотяге в ОАО «РЖД» согласно распоряжению ОАО
"РЖД" от 30.03. 2023 г. N 784/р., принимается по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Тарифная ставка простоя для поезда (Т), руб./час

на электротяге

на тепловозной тяге

грузовой,
ТГ

пассажирский,
Тпас

пригородный,
Тприг

грузовой,
ТГ

пассажирский,
Тпас

пригородный,
Тприг

3 053,36

2906,65

3 792,99

4 964,50

4305,4

3 792,99

Стоимость остановки поездов без учета простоя составит, руб.:

_ _3,45(Ог ■ Nv + ОПрИГ ■ WnpHr + Опас ■ Nnac

ост “ 24

где Nr, Nipus, Nliac - количество грузовых, пригородных и пассажирских
поездов, принимаемое по исходным данным;

Ог, Оприг, Опас - тарифные ставки стоимости ущерба от остановки
поезда (О) на электротяге и на теплотяге., принимается по табл. 4.2

Таблица 4.2

Тарифная ставка от остановки поезда (О), руб.

на электротяге

на тепловозной тяге

грузовой,
Or

пассажирский,
Опас

пригородный,
Оприг

грузовой,
Or

пассажирский,
Опас

пригородный,
Оприг

118,81

74,88

31,99

499,87

187,42

67,56

Ущерб от задержки движения поездов по участку, руб.:

У пр ^ОСТ Т И ' 1 прост?

где Тпрост- общее время остановки движения на участке.

Ущерб от схода подвижного состава

Для расчета ожидаемого ущерба принимается стоимость нового вагона
(цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов), стоимость которого
принимается из открытых источников. Средняя стоимость нового вагона
составляет: Сваг = 2 500 000 руб./ваг.

Для расчета ожидаемого ущерба принимается дизтопливо, стоимость
которого определяется из открытых источников и составляет СгРУз = 42 500
руб./т.

При массе груза в цистерне 60 т стоимость груза составит: СгРУз = 2 550
ООО руб./ваг.

Расчет производится исходя из реализации угроз, согласно исходным
данным.

Ущерб от схода подвижного состава составит:

ваг Нсх ' Ксх ■ ККр ■ Кн ■ (Сваг + СГру3),

где Нех - количество вагонов, подверженных сходу соответственно
скорости движения поезда в случае повреждения верхнего строения пути;

Кек - коэффициент, зависящий от максимальной скорости движения по
участку, принимается по табл. 4.3;

КкР= 1,5 - коэффициент, учитывающий наличие кривых участков пути;

Кн= 1,5 - коэффициент, учитывающий наличие насыпей.

Таблица 4.3

Скорость движения, км/час

Количество сошедших вагонов

Кпас

Кек

до 40

5

0,01

0,4

41-60

8

0,03

1,0

61-90

10

0,03

1,5

91-120

15

0,04

1,6

Более 120

22

0,11

1,7

Расчет количества пострадавших

Количество пострадавших от схода подвижного состава пассажирского
поезда составит:

^пас Нпас ' Кпас,

где Нше - населенность поезда (пассажирского - 400/пригородного -
160), пасс.;

Кпас - коэффициент, зависящий от скорости движения поездов по
участку, принимается по табл.З.

Ущерб от разрушения элементов транспортной инфраструктуры:

Ур — X си ■ ьп ■ км,

где Си - стоимость элемента инфраструктуры, руб. (стоимость
производства 1 км восстановительного ремонта пути на новых материалах,
рельсы Р65, шпалы ж.б. - 9,9 млн. руб.);

Ln - длина поврежденного участка верхнего строения пути, км
(согласно табл.4.4);

Км = 1,4 - коэффициент, учитывающий стоимость монтажа элемента
транспортной инфраструктуры.

Таблица 4.4

Скорость движения, км/час

Разрушение пути, км

до 40

1,3

41-60

1,9

61-90

3,0

91-120

3,9

Таблица 4.5 - Исходные данные


варианта

Скорость,
км/ч

Размеры движения пассажирских
поездов

Размеры
движения
грузовых
поездов

Время
остановки
движения
на участке

Пассажирские
поезда дальнего
следования

Пригородные
поезда

0

60

42

13

84

13

1

80

41

12

70

15

2

70

21

7

42

14

3

90

6

2

12

2

4

80

39

11

78

12

5

70

7

2

14

3

6

90

43

14

86

10

7

60

40

10

80

11

8

80

8

3

16

4

9

80

41

И

82

9

Необходимо произвести расчет показателей экономического ущерба от
инцидента, вызвавшим нарушение графика движения поездов.

Пример выполнения задания для шифра, у которого последние две цифры
«00». Исходные данные выбираются из табл. 4.5.

3053,36 ■ 84 + 3792,99 ■ 13 + 2906,65 ■ 42

Пэл =------------------------------------= 17827,9 руб.

4964,5 ■ 84 + 3792,99 ■ 13 + 4305,4 ■ 42

Птеп —----------------57----------------— 26964,7руб.

Стоимость остановки поездов без учета простоя составит, руб.:

3,45(118,81 ■ 84 + 31,91 ■ 13 + 74,88 ■ 42

Пост эл —-----------------—-----------------— 1946,7

Стоимость остановки поездов без учета простоя составит, руб.:

3,45(499,87 ■ 84 + 67,56 ■ 13 + 189,42 ■ 42

Сост.теп — — 7305,8 руб.

Ущерб от задержки движения поездов по участку, руб.:

Упр.эл = 1946,7 + 17827,9 ■ 13 = 233709,4 руб.

Упр.теп = 7305,8 + 26964,7 ■ 13 = 357846,9 руб.

Ущерб от схода подвижного состава составит:

Уваг = 8 ■ 1 ■ 1,5 ■ 1,5 ■ (2500000 + 2 550 000) = 90,9 млн. руб.

Количество пострадавших от схода подвижного состава пассажирского
поезда составит:

Упас = 400 ■ 0,03 = 12 пассажиров,

Уприг = 160 ■ 0,03 = 5 пассажиров

Ущерб от разрушения элементов транспортной инфраструктуры:

Ур = 9,9 -1,9 -1,4 = 2 6,334 мл и. руб.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  • 1. Техническая эксплуатация железных дорог и безопасность движения:
    Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Э. В. Воробьев, А. М. Никонов, А. А.
    Сеньковский, Ю. В. Ефремов, А. А. Сидраков. - М.: Маршрут. - 2005. - 533
    с.
  • 2. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской
    Федерации: утверждены приказом Минтранса России от 23.06.2022г. №250 -
    М.:ЦЕНТРМАГ, 2023. - 524 с.
  • 3. Методика определения причинно-следственных связей нарушений
    безопасности движения. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от
    29.12.2017 № 2832р.
  • 4. Костерев, В. В. Надежность технических систем и управление риском:
    учебное пособие / В. В. Костерев. - М.: МИФИ. - 2008 - 280 с.
  • 5. Воронцовский, А. В. Управление рисками: Учебное пособие / А. В.
    Воронцовский. - СПб.: Изд-во С.-Пб. университета, 2000.
  • 6. Акимов, В. А. Надежность технических систем и техногенный риск.
    Учебное пособие / В. А. Акимов, В. Л. Лапин, В. М. Попов, В. А. Пучков, В.
    И. Томаков, под общ. ред. М. И. Фалеева. - М: ЗАО ФИД «Деловой
    экспресс», 2002. - 368 с.
  • 7. Лисенков В. М. Статистическая теория безопасности движения поездов
    : учеб, для вузов ж.-д.трансп. / В. М. Лисенков. - М. : ВИНИТИ РАН, 1999
  • 8. Горелик, А. В. Теория безопасности движения поездов: Учебное
    пособие, деривативное электронное издание / А. В. Горелик, П. А.
    Неваров, Н. А. Тарадин. - Москва : Российский университет транспорта,
    2019.- 133 с. '
  • 9. Методические указания к выполнению контрольных работ по
    дисциплине "Автоматические тормоза и безопасность движения поездов" : для
    студ. спец. 190302 "В" заоч. формы обуч. / М-во трансп. РФ, ФАЖТ, СамГУПС,
    Каф. В ; сост.: Г. Г. Киселев, И. Н. Глущенко, Я. В. Акименко. - Самара :
    СамГУПС, 2010. -18 с
  • 10. Методика определения убытков ОАО "РЖД" от инцидентов,
    вызывающих нарушения графика движения поездов, на железнодорожных
    путях общего пользования, возникших по ответственности контрагентов и
    третьих лиц. Распоряжение от 30 марта 2023 г. №784/р

Комментарии (0)

Чтобы оставить комментарий, нужно войти в личный кабинет или зарегистрироваться.