Методика определения зон (не)допустимых значений факторов для уменьшения риска схода с рельсов вагонов грузового поезда по причине излома боковой рамы

Цель. По данным протоколов расследования крушений/сходов с рельсов вагонов грузовых поездов в 2013-2016 гг. на сети железных дорог Российской Федерации при поездной работе сходы и крушения наиболее часто происходят по причине неисправности подвижного состава, и около трети этих сходов произошло вследствие излома боковой рамы тележки вагона. Причем среднее количество сошедших единиц подвижного состава равно 4,16 в случае сходов с рельсов по причине излома боковой рамы против 1,73 в случае сходов с рельсов из-за прочих неисправностей подвижного состава. Ранее была разработана методика, позволяющая принять решение о выбраковке определенной партии боковых рам. В то же время боковые рамы из партий, не подлежащих выбраковке, с течением времени могут изломаться. В этой связи актуальной представляется разработка методики, на основании которой можно было бы своевременно отцепить вагон в капитальный/деповской ремонт для предотвращения излома боковой рамы. Для этой цели стоит рассмотреть факторные модели оценки опасности возникновения излома. В качестве таких факторов могут выступать количество километров от последнего пункта технического обслуживания (ПТО), а также количество километров и количество дней до следующего планируемого капитального/деповского ремонта. А в качестве количественной характеристики опасности излома боковой рамы можно использовать вероятность излома боковой рамы. Однако оценка вероятности, например, в форме частоты, излома боковой рамы возможна только при наличии наблюдений, когда излом или критический дефект боковой рамы не происходил, которые не ведутся. Поэтому следует разработать индекс опасности излома боковой рамы. Так как управление частотой появления вагона на ПТО сложноосуществимо, то индекс опасности должен зависеть только от количества дней и километров до ремонта. На основе построенного индекса надо построить зоны (не)допустимых значений факторов с целью принятия решения об отцепке вагона в ремонт, если у осмотрщика вагонов на ПТО возникают сомнения в целесообразности отцепки. Методы. В работе использовались методы математического программирования. Результаты. Выводы. Был построен индекс влияния, который характеризует опасность излома боковой рамы вагона грузового поезда в зависимости от оставшегося количества дней и километров до планового ремонта вагона. На основе данного индекса были предложены две методики построения зон (не)допустимых значений факторов. Первая методика строилась на основе значений индекса влияния. Вторая строилась на основе фиксации некоторых параметров зон (не)допустимых значений факторов и выборе среди всех зон наилучших с точки зрения наименьшей опасности излома боковой рамы. Данный выбор был осуществлен путем решения задач смешанного целочисленного программирования с квадратичным ограничением.

1. ГОСТ 33433-2015. Безопасность функциональная. Управление рисками на железнодорожном транспорте [Текст]. – Введ. 2016–09–01. – М.: Стандартинформ, 2016. – 39 с.

2. Новожилов Е.О. Принципы построения матрицы рисков [Текст] / Е.О. Новожилов // Надежность. – 2015. – № 3. – C. 73-86.

3. Liu X. Analysis of U.S. freight-train derailment severity using zero-truncated negative binomial regression and quantile regression [Text] /X. Liu, M.R. Saat, X. Qin, C.P.L. Barkan // Accident Analysis and Prevention. – 2013. – Vol. 59. – P. 87-93.

4. BagheriM. Reducing the threat of in-transit derailments involving dangerous goods through effective placement along the train consist [Text] / M. Bagheri, F. Saccomanno, S. Chenouri, L.P. Fu // Accident Analysis and Prevention. – 2011. – Vol. 43. – P. 613–620.

5. Замышляев А.М. Построение функциональной зависимости между рядом распределения количества вагонов в сходе и различными факторами движения [Текст] / А.М. Замышляев, А.Н. Игнатов, А.И. Кибзун, Е.О. Новожилов // Надежность. 2018. №1. С. 53-60.

6. Anderson R.T. Derailment probability analysis and modeling of mainline freight trains [Text] / R.T. Anderson, C.P.L. Barkan // Proceedings of the 8th International Heavy Haul Conference, International Heavy Haul Association, Rio de Janeiro. – 2005. – P. 491-497.

7. Schafer D.H. Effect of Train Length on Railroad Accidents and a Quantitative Analysis of Factors Affecting Broken Rails. MS thesis [Text] / D.H. Schafer. – University of Illinois at Urbana–Champaign, 2006.

8. Замышляев А.М. Статистическая оценка опасности возникновения происшествий на железнодорожномтранспорте [Текст] / А.М. Замышляев, Ю.С. Кан, А.И. Кибзун, И.Б. Шубинский // Надежность. – 2012. – № 2. – С. 104-117.

9. Лукин В.В. Расчет боковой рамы и надрессорной балки тележки грузового вагона методом конечных элементов [Текст] / В.В. Лукин, А.О. Бельский // Известия Транссиба. – 2013. – Т. 13. – № 1. – C. 7-12.

10. Галиев И.И. Причины нарушения безопасности движения грузовых вагонов в эксплуатации [Текст] / И.И. Галиев и др. // Известия Транссиба. – 2013. – Т. 15. – № 3. – C. 133-141.

11. Kim J.S. Durability evaluation of a composite bogie frame with bow-shaped side beams [Text] / J.S. Kim, K.B. Shin, H.J. Yoon, W.G. Lee // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2012. – Vol. 26. – No. 2. – P. 531 536.

12. Методика отнесения грузовых вагонов к категории со сниженным уровнем эксплуатационной безопасности по показателям надежности и функциональной безопасности литых деталей тележек (рам боковых). Согласовано Комиссией Совета по железнодорожному транспорту по вопросам безопасности движения на железнодорожном транспорте. Протокол № 1 от «6-7» июня 2013 года. Согласовано Комиссией Совета по железнодорожному транспорту полномочных специалистов вагонного хозяйства железнодорожных администраций. Протокол № 55 от «19-21» февраля 2013 года.

13. Положение о системе технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов, допущенных в обращение на железнодорожные пути общего пользования в международном сообщении. Утверждено протоколом пятьдесят седьмого заседания Совета по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества 16-17 октября 2012 г.

14. Кибзун А.И. Методика организации профилактики транспортного происшествия [Текст] / А.И. Кибзун, А.Н. Игнатов // Труды второй научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте ИСУЖТ-2013». – 2013. – С. 177-179.