методология уРРан для определения предотказного состояния
advertisement
Методология УРРАН для определения предотказного состояния инфраструктуры Ю.А. Седёлкин, заместитель генерального директора НПЦ ИНФОТРАНС, В.В. Атапин, старший инженер Обеспечение безопасности движения поездов является одной из ключевых и приоритетных задач ОАО «РЖД». В настоящее время важную роль наряду с действующим комплексом мер и мероприятий, а также нормативно-технической информацией, направленных на решение этой проблемы, занимает методология УРРАН. Ее основная цель — оптимизация затрат на заданный перевозочный процесс с учетом возникающих в нем рисков при существующей системе обслуживания. Специалистами НПЦ ИНФОТРАНС данная методология была адаптирована и использована с целью определения предотказного состояния Рис. 1. Пример карты развития предотказного состояния геометрии рельсовой колеи: 1 — возможность контроля и анализа некачественно выполненных ремонтных работ, а также мест ухудшения состояния пути после них; 2 — оценка состояния пути по геометрии рельсовой колеи после ремонта; 3 — ремонт пути; 4 — возможность мониторинга и отслеживания темпов деградации и изменения состояния пути по геометрии рельсовой колеи; 5 — оценка состояния пути по геометрии рельсовой колеи до ремонта 8 железнодорожной инфраструктуры и принятия рациональных управленческих решений по каждому из ее объектов на основе анализа их фактического состояния. Наиболее подвержена изменениям и расстройствам геометрия рельсовой колеи. Она, как лакмусовая бумага, отражает все нарушения, которые имеются не только в верхнем строении пути, но и в земляном полотне. Поэтому на первоначальном этапе была разработана методика расчета и оценки предотказного состояния геометрии рельсовой колеи. Кроме того, в центрах диагностики по результатам регулярных проверок состояния пути с использованием обычных вагонов-путеизмерителей КВЛ-П по геометрии рельсовой колеи уже накоплено большое количество информации. Необходимо отметить существенное преимущество данной технологии — ее внедрение не требует длительного этапа накопления данных. Все, что надо сделать, это загрузить уже имеющиеся данные в систему. Впоследствии данную методику дополнили определением предотказного состояния рельсовых скреплений на основании анализа тех же геометрических параметров рельсовой колеи, измеряемых вагонамипутеизмерителями КВЛ-П. Разработанные методики выявления предотказного состояния геометрии рельсовой колеи и состояния рельсовых скреплений после их тщательной отработки на полигонах Северной и Куйбышевской дорог реализованы в программе «Расчет предотказного состояния рельсовой колеи» (ПГРК УРРАН). В настоящее время программа ПГРК УРРАН прошла промышленное внедрение на сети ОАО «РЖД» и является одним из важных инструментов при формировании планов реконструкции (модернизации), капитального и среднего ремонта, планово-предупредительных работ, а также при проверке качества их выполнения. Специалисты различных структурных подразделений ОАО «РЖД» обучены работе с данным программным обеспечением на базе лицензированного учебного центра НОУ ДПО «ИНФОТРАНС». Перечислим основные задачи программы ПГРК УРРАН: мониторинг и анализ состояния геометрии рельсовой колеи во времени; определение темпов деградации геометрии рельсовой колеи; ранжирование участков пути в соответствии с матрицей рисков и оценка их влияния на перевозочный процесс; прогнозирование вероятных сроков наступления недопустимого и нежелательного состояния геометрии рельсовой колеи; выявление участков пути с нарушенным содержанием рельсовых скреплений; оценка состояния рельсовой колеи в пределах дистанции пути и всей дороги; определение участков пути, требующих проведения среднего (С) ремонта и плановопредупредительных (П) работ; оценка эффективности использования ресурсов, вложенных в содержание рельсовой колеи (до и после ремонтных работ) и др. Анализ предотказного со- •• •• •• Рис. 2. Пример динамики предотказного состояния геометрии рельсовой колеи: 1 — возможность контроля по геометрии рельсовой колеи перехода состояния пути из нежелательного в недопустимое; 2 — оценка состояния пути по геометрии рельсовой колеи до ремонтных работ; 3 — контроль состояния пути по геометрии рельсовой колеи после ремонта; 4 — определение темпов деградации и прогноз состояния пути на заданный временной интервал стояния рельсовой колеи в программе ПГРК УРРАН осуществляется на основании следующих выходных форм: динамика развития предотказного состояния рельсовой колеи; матрица ранжирования интенсивности; карта развития предотказ- ного состояния рельсовой колеи; сводные ведомости состояния рельсовой колеи; ведомости по локальным участкам пути с нарушениями в содержании геометрии рельсовой колеи и рельсовых скреплений. Примеры анализа предо- •• •• •• •• •• Рис. 3. Пример матрицы ранжирования интенсивности предотказного состояния геометрии рельсовой колеи: 1 — оценка состояния пути по геометрии рельсовой колеи по дистанции пути и всей дороге; 2 — ранжирование состояния пути по геометрии рельсовой колеи в зависимости от степени риска; 3 – прогноз состояния пути на заданный временной интервал 9 Рис. 4. Пример карты развития, матрицы ранжирования и ведомости участков пути, рекомендуемых для проведения среднего ремонта и планово-предупредительных работ Анализируемые факторы Источник информации Угон рельсо- Диагностические вых плетей средства, оснащенные системой видеоконтроля верхнего строения пути Состояние Вагоны-пу теизмерители бесстыкового КВЛ-П (система пути в плане измерения геометрии рельсовой колеи) Состояние рельсовых скреплений То же Состояние плеча балластной призмы Наличие неподбитых и отрясенных шпал Диагностические средства, оснащенные системой пространственного сканирования Вагоны-пу теизмерители КВЛ-П (система измерения геометрии рельсовой колеи) Заполнение шпальных ящиков 10 Решаемые задачи 1. Определение подвижек рельсовых плетей по «маячным» шпалам. 2. Определение величины угона плетей. 3. Мониторинг подвижек плетей относительно «маячных» шпал. 4. Контроль температурного режима работы плетей. 5. Определение мест, требующих разрядки напряжений 1. Определение мест расположения горизонтальных неровностей в плане. 2. Определение мест роста неровностей в плане, соответствующих параметрам выброса. 3. Мониторинг участков пути с интенсивным ростом неровностей в плане. 4. Определение участков пути, рекомендуемых для снятия напряжений в рельсовых плетях Определение участков пути с нарушенным содержанием рельсовых скреплений и выдача рекомендаций Определение участков пути с недостаточной шириной плеча балластной призмы 1. Определение неподбитых и отрясенных шпал. 2. Оценка влияния неподбитых и отрясенных шпал на температурный режим работы рельсовых плетей Диагностические сред- Определение участков пути с нества, оснащенные систе- достаточным заполнением шпальмой пространственного ных ящиков сканирования тказного состояния рельсовой колеи в программе ПГРК УРРАН приведены на рис. 1 и 2, где представлена оценка геометрии рельсовой колеи до и после ремонтных работ на участке. По карте развития можно судить о том, в каком состоянии находится участок пути, и принять решение о необходимости проведения ремонта. Из рис. 2 видно, что на всем участке состояние пути было недопустимым, что потребовало выполнения ремонтных работ. С использованием карты развития появляется возможность также оценить качество ремонта. Анализ эффективности работ в рассматриваемом примере показывает, что после их проведения появились два участка с нарушениями. На обоих геометрия колеи улучшилась только на незначительный период, а затем состояние пути вновь стало нежелательным и недопустимым (см. рис. 2). Примеры матриц ранжирования интенсивности предотказного состояния рельсовой колеи с учетом заданного перевозочного процесса и системы рисков, а так же назначения конкретных видов ремонтных работ представлены на рис. 3 и 4. На втором этапе определения предотказного состояния железнодорожной инфраструктуры особое внимание было уделено ежегодно прогрессирующему количеству нарушений, связанных с безопасностью движения поездов на бесстыковом пути. Решение данной проблемы невозможно без комплексного подхода к определению факторов, влияющих на состояние бесстыкового пути, и их анализу, без прогнозирования развития с целью своевременного выявления мест, опасных с точки зрения выброса. Специалисты НПЦ ИНФОТРАНС определили основные факторы, наиболее полно характе- ризующие состояние бесстыкового пути и оказывающие на него непосредственное воздействие: угон рельсовых плетей; состояние бесстыкового пути в плане; состояние рельсовых скреплений; состояние плеча балластной призмы; наличие неподбитых и отрясенных шпал; заполнение шпальных ящиков. Также фирма разработала программу «Комплексный анализ предотказного состояния бесстыкового пути» (КАПС БП УРРАН). Основным инструментом анализа служит комплексная выходная форма, формируемая с учетом оценки состояния пути по описанным выше факторам. В ней отражено общее состояние бесстыкового пути по каждому из рассматриваемых факторов (рис. 5), на основании которого можно судить об опасности, возникающей на том или ином участке, а также о необходимости проведения ремонтных работ. Следует отметить, что контроль и анализ предотказного состояния бесстыкового пути по таким факторам, как положение его в плане, состояние рельсовых скреплений, наличие неподбитых и отрясенных шпал осуществляется на основании данных диагностических средств, получаемых обычными вагонами-путеизмерителями КВЛ-П. Для контроля бесстыкового пути по остальным факторам — угон рельсовых плетей, состояние плеча балластной призмы и заполнение шпальных ящиков — необходимы диагностические средства, оснащенные системами видеоконтроля верхнего строения пути и пространственного сканирования. Помимо комплексного анализа программа КАПС БП УРРАН предоставляет возможность просмотра информации Рис. 5. Комплексный анализ предотказного состояния бесстыкового пути по каждому из факторов в отдельности. По показателям, ухудшившимся при эксплуатации пути, доступна следующая выходная информация: динамика развития; матрица ранжирования; карта развития; оценка бесстыкового пути по выбранному фактору; ведомость локальных мест с нарушениями в содержании бесстыкового пути по выбранному фактору. Задачи, решаемые с помощью программы КАПС БП УРРАН, перечислены в таблице. Данный подход позволяет, базируясь на данных, полученных диагностическими средствами, комплексно подойти к оценке и анализу состояния бесстыкового пути, учитывая при этом каждый из факторов как в совокупности, так и по отдельности. Следующим, третьим, этапом определения предотказного состояния железнодорожной инфраструктуры, работа над которым уже начата, является оценка состояния рельсов, балластного слоя, земляного полотна и др. Для получения объективной картины и выявления предотказного состояния по данным объектам, прежде всего, требуется необходимое количество диагностических средств, оснащен- ных системами измерения поперечного профиля рельсов (для оценки состояния рельсов), пространственного сканирования (для оценки очертаний балластной призмы и земляного полотна) и георадиолокации (для оценки состояния земляного полотна), а также соответствующая периодичность контроля. В качестве отдельного направления, достаточно тесно переплетающегося с методологией УРРАН, в настоящее время разрабатывается технология оценки плавности хода подвижного состава и комфортности пассажиров. В целом можно говорить, что сейчас специалисты компании перешли на качественно иной уровень обработки и анализа всего многообразия поступающих диагностических данных. Созданные подходы позволяют перейти к анализу готовности инфраструктуры к изменению требований по организации перевозочного процесса, по текущему обслуживанию и ремонтам пути. Эти возможности особенно востребованы в современных условиях, когда рациональное содержание инфраструктуры является залогом эффективного функционирования железнодорожного транспорта и его динамичного развития. 11
