Применение методологии урран на этапе проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики
Термины, допущения и задачи применения методологии УРРАН на этапе проектирования систем ЖАТ
Проектирование систем ЖАТ является одним из первых и основных этапов жизненного цикла и является длительным и сложным процессом. Причём под проектированием можно понимать решение двух разных задач:
- разработка новых систем или устройств автоматики и телемеханики или их модернизация, т.е. конструирование;
- адаптация технических средств систем железнодорожной автоматики и телемеханики для конкретного объекта по типовым или индивидуальным проектным решениям, согласно ГОСТ Р 53431- 2009.
На этапе проектирования расчёт показателей надёжности и риска для систем и устройств ЖАТ проводится для выявления принципиальной возможности обеспечения системой (устройством) заданных требований по безотказности и допустимого уровня риска, выбора оптимального (по критерию безотказности) варианта построения системы (устройства) ЖАТ, выявления комплектующих изделий низкого качества, оказывающих значительное влияние на надёжность устройства.
Расчёт показателей надёжности систем ЖАТ должен быть основан на использовании значений интенсивности отказов, поправочных коэффициентов, учитывающих реальные условия хранения и режимы эксплуатации, способов восстановления устройств ЖАТ после наступления отказов. При этом принимаются следующие допущения:
- каждый элемент, блок элементов, устройство в целом могут находиться в одном из двух состояний – работоспособном или неработоспособном;
- отказы элементов – события независимые и случайные, а одновременно два и более элемента отказать не могут;
- при расчётах показателей надёжности защитный и опасный отказы не различаются: защитный и опасный отказ систем и устройств ЖАТ является отказом изделия;
- вероятность безотказной работы связана с интенсивностью отказов по экспоненциальному закону;
- время восстановления работоспособности распределено по экспоненциальному закону.
В концепции УРРАН в качестве базового понятия при определении проектных показателей надёжности, безопасности и риска функционирования систем ЖАТ лежит понятие эталонного объекта - типового, наиболее распространенного на сети дорог элемента соответствующих систем железнодорожной автоматики и телемеханики.
Определение проектных показателей надёжности и безопасности функционирования системы ЖАТ в целом должно осуществляться с использованием в качестве исходных данных показателей, рассчитанных для отдельных эталонных объектов, с учетом эквивалентной схемы их взаимосвязей в процессе функционирования.
Проектные показатели надежности и безопасности функционирования эталонных объектов определяют отдельно для эталонных и фактических условий эксплуатации.
Под эталонными условиями понимаются усреднённые по сети дорог условия эксплуатации систем ЖАТ, на основе которых получены данные о надёжности элементов систем или аналогичных элементов и устройств.
Под фактическими условиями эксплуатации понимаются условия эксплуатации на участке, для которого проектируется рассматриваемая система ЖАТ.
При расчётах можно выделять и рассматривать различные эталонные объекты, относящиеся к определённому классу систем ЖАТ. Причём в зависимости от уровня рассмотрения системы ЖАТ могут быть объединены в более крупные или мелкие группы по разным признакам.
Например, всё множество систем ЖАТ можно разделить на перегонные и станционные системы. Тогда необходимо рассматривать эталонный объект перегонной системы ЖАТ и эталонный объект станционной системы ЖАТ [7]. Под эталонным объектом перегонной системы ЖАТ понимают эталонный блок-участок (ЭБУ) – соответствует участку железнодорожного пути на перегоне, на котором по условиям безопасности движения поездов может находиться одна подвижная единица, оборудованный числовой кодовой автоблокировкой при электротяге постоянного тока. Элементами ЭБУ являются: устройство контроля свободности, устройство сигнализации и управления светофорами, устройство канализации обратного тягового тока, устройство передачи сигналов на локомотив. ЭБУ обладает следующими характеристиками:
– Электротяга постоянного тока.
– Система автоблокировки АБ-2-К-25-50-ЭТ-82.
– Частота сигнального тока 50 Гц.
– Трёхзначная сигнализация.
– Используется аппаратура с центральным питанием.
Под эталонным объектом станционной системы ЖАТ понимают эталонный комплекс технических средств управления стрелкой ЭКС – соответствует участку железнодорожного пути на станции, на котором по условиям безопасности движения поездов может находиться одна подвижная единица, оборудованный стрелкой, включённой в электрическую централизация релейного типа с одним электроприводом переменного тока. Элементами ЭКС являются: устройство обеспечения логической зависимости, комплект переводных и замыкающих устройств, устройство управления и контроля, устройство электропитания. ЭКС обладает следующими характеристиками:
– Участок стрелочный.
– Электротяга постоянного тока.
– Используются станционные рельсовые цепи частотой 50 Гц с реле ДСШ.
– Система централизации МРЦ-13.
– Один стрелочный электропривод с электродвигателем постоянного тока.
– Схема управления стрелочным электроприводом двухпроводная.
– Установлен один 4-значный карликовый светофор.
– Используется аппаратура с центральным питанием.
Если отдельно выделять и рассматривать горочные системы или системы диспетчерской централизации, то необходимо определить состав и характеристики эталонных объектов именно для этих систем.