Владимир Г. Попов – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия и инженерная экология»
Москва
Vladimir G. Popov, Doctor of Engineering, Professor, Head of Department of Chemistry and Ecological Engineering
Moscow
Филипп И. Сухов – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химия и инженерная экология»
Москва
Filipp I. Sukhov, Candidate of Engineering, Senior Lecturer, Department of Chemistry and Ecological Engineering
Moscow
Юлия К. Боландова – аспирант, ассистент кафедры «Химия и инженерная экология»
Москва
Yulia K. Bolandova, post-graduate student, teaching assistant, Department of Chemistry and Ecological Engineering
Moscow
Цель. Статья посвящена вопросу оценки риска транспортного происшествия, обусловленного воздействием природных чрезвычайных ситуаций, при движении поездов по определенному маршруту. Постоянно увеличивающаяся антропогенная нагрузка на окружающую среду неизбежно приводит к изменениям климата, которые в свою очередь провоцируют увеличение числа экстремальных погодных явлений. Последние, как правило, инициируют техногенные аварии и катастрофы. Оценка факторов климатического риска, количественно характеризующих последствия влияния на инфраструктуру железнодорожного транспорта, служит отправным моментом для управления рисками бедствий и адаптации человеческой деятельности к постоянно изменяющемуся климату.
Методы. Авторы данной статьи предлагают метод оценки риска, учитывающий влияние различных видов природных чрезвычайных ситуаций, воздействующих на подвижной состав в процессе его следования. В основе этого метода лежат элементы теории вероятностей и математической статистики. Благодаря разработанной методике можно произвести оценку риска транспортного происшествия, вызванного природными чрезвычайными ситуациями, при движении поездов не только для конкретного участка железной дороги, но и для определенного маршрута или направления на сети железных дорог.
Результаты. Для маршрута «Невинномысская – Туапсе», состоящего из 6 участков Северо-Кавказской железной дороги, один из которых был поврежден в результате выпадения обильных осадков 24-25 октября 2018 года, был рассчитан риск транспортного происшествия в результате воздействия на социотехническую систему этого направления трех видов ЧС природного характера, а именно:
• наводнения;
• урагана с силой ветра более 22 м/c;
• сильного дождя.
Параметры этих чрезвычайных ситуаций охарактеризованы следующими составляющими:
• частота возникновения среди других видов ЧС;
• среднее годовое число природных ЧС;
• характерный пространственный масштаб природной ЧС;
• характерное время действия природной ЧС.
Условные вероятности воздействия на социотехническую систему железнодорожного транспорта события, имеющего характерный пространственный и временной масштаб, и приведшего к транспортному происшествию с поездом, были оценены из предположения, что поток поездов в пространстве подчиняется нормированному закону Эрланга k-го порядка. Риск транспортного происшествия при движении поезда в четном и нечетном направлениях по i-му участку j-ой железной дороги, вызванного опасным воздействием природного ЧС m-го вида определен с учетом совместности событий. С помощью метода дисконтирования получено уравнение для оценки математического ожидания экономического ущерба от нарушений безопасности движения, что позволило оценить экономическую составляющую риска.
Выводы. В результате предложен метод оценки риска транспортного происшествия вследствие воздействия природной ЧС, приведен пример оценки данного риска, включая эго экономическую составляющую, для направления движения «Невинномысская – Туапсе».
Aim. The paper is dedicated to the evaluation of the risk of transportation accidents caused by natural emergencies affecting train traffic on a specific line. The ever-growing anthropogenic burden on the environment inevitably causes climate change that, in turn, gives rise to higher numbers of extreme weather events. The latter usually cause industrial accidents and disasters. The assessment of the factors of climate-related risk that quantitatively characterize their effect on the railway infrastructure is the starting point of calamity risk management and adaptation of human activities to the ever-changing climate.
Methods. The authors propose a method of risk assessment that takes into consideration the effect of various natural emergencies that affect rolling stock in motion. The method is based on elements of the probability theory and mathematical statistics. The developed method enables the assessment of the risk of a transportation accident caused by natural emergencies specific to not only a line, but a route on a railway network.
Results. For the Nevinnomysskaya – Tuapse line that includes 6 sections of the North Caucasus Railway, one of which was damaged due to abundant precipitations on October 24 and 25, 2018, the risk of transportation accident caused by the effects of three types of natural emergencies on the sociotechnical system of this line has been calculated:
– flood,
– hurricane with wind strength of over 22 mps,
– heavy rain.
The parameters of such emergencies are characterized by the following factors:
– frequency as compared to other types of emergencies,
– average annual number of natural emergencies,
– characteristic spatial scale of the natural emergency,
– characteristic duration of the natural emergency.
The conditional probabilities of the effects on the railway sociotechnical system of an event that has characteristic spatial scale and duration and has caused a transportation accident involving a train were estimated based on the assumption that a train flow in space follows the normal Erlang distribution of the k-th kind. The risk of transportation accident involving up and down trains travelling along the i-th line of the j-th railway caused by a hazardous effect of a natural emergency of the m-th type is identified subject to the jointness of events. Using the discounting method, an equation was obtained for estimating the mathematical expectation of economic damage by traffic safety disturbances, which allowed estimating the economic component of the risk.
Conclusions. As the result, a method is proposed for estimation of the risk of transportation accidents caused by natural emergencies, an example is provided of such risk estimation, including the economic component, for the Nevinnomysskaya – Tuapse line.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.