Оценка риска отказа участка контактной сети

Железнодорожный транспорт по показателям грузоперевозок занимает одно из лидирующих положений в России. Состояние защищенности процесса движения железнодорожного подвижного состава и самого железнодорожного подвижного состава, при котором отсутствует недопустимый риск возникновения транспортных происшествий и их последствий, влекущих за собой причинение вреда жизни или здоровью граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических или юридических лиц − это безопасность движения и эксплуатации железнодорожного транспорта [24].

Основная задача управления рисками на железнодорожном транспорте − достижение и поддержание допустимого уровня риска при обеспечении функциональной безопасности объектов инфраструктуры и подвижного состава [25]. Следовательно, необходимо непрерывно повышать надежность и функциональную безопасность технических средств, входящих в состав объектов инфраструктуры и подвижного состава.

Допустимый уровень риска для конкретного опасного события определяют с целью формулировки разумных критериев частоты (или вероятности) опасного события и его последствий, которые в дальнейшем могут быть использованы при оценивании риска [26].

Контактная сеть как важнейший элемент инфраструктуры электрифицированных железных дорог должна обладать высокими показателями надежности. Техническое состояние элементов и устройств контактной сети оказывает прямое влияние на безопасность движения поездов. Для обеспечения достаточного уровня надежности контактной сети и выявления недопустимых рисков отказов могут применяться различные методики [27].

В основе методики оценки рисков контактной сети лежит матрица рисков отказов. Матрица рисков − инструмент, позволяющий ранжировать и отражать риски путем определения уровней частот и тяжести последствий [25]. Матрица рисков дает информацию в наглядной форме об уровнях рисков для конкретного события.

Оценка рисков позволяет получить достоверную информацию для анализа с целью принятия обоснованных решений при определении уровня риска и дальнейшем выборе оптимальных способов обработки риска [29].

Оценка рисков включает в себя различные этапы: идентификация риска. Идентификация риска − процесс нахождения, составления перечня и описания элементов риска [25]; анализ риска, включающий анализ частот и анализ последствий, а также определение (оценивание) уровня риска (построение матрицы рисков на основе результатов анализа риска). Матрица рисков помогает правильно расставить приоритеты в определении мер, направленных на обработку и управление риском.

Проведение оценки рисков необходимо для описания риска и его возможного воздействия на объект железнодорожного транспорта; предоставления необходимой информации лицам, принимающим решения; получения информации, позволяющей оценить допустимость риска после сравнения с предварительно установленными критериями; выбора оптимальных способов обработки риска.

Принятию верных решений в процессе управления рисками способствует учет неопределенности условий и возможности наступления определенных событий или обстоятельств в будущем (запланированных или нет), а также их влияние на достижение поставленных целей ОАО «РЖД» [29].

Опоры контактной сети является одним из главных элементов, от срока службы которой зависит надежность всей магистрали [22,23]. При определении СЖЦ, например, опоры контактной сети (КС) железнодорожного транспорта, исходя из сметы на строительно-монтажные работы, становятся известны размеры годовых эксплуатационных расходов, сопутствующих единовременных затрат, ликвидационная стоимость объекта, период жизненного цикла, но расчет лимитной цены и коэффициента дисконтирования выполняется пошагово.

Помимо непосредственного определения стоимости жизненного цикла, необходимо находить оптимальные решения по ее уменьшению. Число неизвестных в задаче оптимизации параметров всегда больше числа уравнений. Оптимальное решение может быть получено для заданного типа подвижного состава, скорости движения, конкретного месторасположения анкерного участка, так как в процессе взаимодействия анкерный участок ведет себя как единое целое. Учитывая конечную скорость распространения колебаний вдоль подвески и ее соизмеримость со скоростью движения, можно с полной уверенностью охарактеризовать систему «анкерный участок-токоприемники» как объект с памятью. Последнее означает, что мгновенное значение силы нажатия на любом токоприемнике зависит не только от приложенных в текущий момент сил, но и от состояния системы в предыдущие моменты времени и величин сил в эти моменты времени. Одним из сильных возмущающих факторов является вход токоприемников в переходной пролет анкерного участка. Параметры этого входа зависят от многих местных особенностей. Поэтому оптимальная регулировка различных анкерных участков, расположенных друг за другом по одному и тому же пути, будет различной (даже для одного и того же типа). То, что оптимально в одном случае, не станет таковым в другом. Необходимо учитывать вероятностную природу событий: параметры токоприемников и скорости движения ЭПС, случайный характер внешних нагрузок и разрегулировок. Можно добиться «стохастической» оптимальности, когда оптимальный режим работы (максимальный ресурс, лучшие показатели качества токосъема) будет обеспечиваться для системы в целом с учетом законов распределений случайных величин и функций, описывающих поведение отдельных элементов. Но для каждой отдельной реализации оптимальность может быть никогда не достигнута. Достижение оптимальности можно будет оценить по некоторым интегральным показателям, таким, например, как накопленный износ контактного провода.

Исходные данные для расчета

Таблица 2.1.1 – Исходные данные

Интервал наблюдения	3 года
Тип проекта анкерных участков	КС-120
Количество перегонных анкерных участков
Количество отказов контактной сети на участке	3 первой категории и 2 третьей категории
Продолжительность устранения отказов до возобновления движения	2,35 час
Ущерб, соответствующий рассматриваемую риску	задержка поездов, час
Допустимый уровень риска	задержка поездов на перегоне