Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Основной задачей, стоящей перед железнодорожным транспортом, является снижение себестоимости доставки грузов, повышение качества обслуживания народного хозяйства перевозками. Важным резервом роста оффективности транспортного процесса является поддержание высокой эксплуатационной надежности вагонного парка. Это может быть достигнуто только при условии своевременного и качественного выполнения плановых и внеплановых мероприятий по его оздоровлению. Анализ показывает, что характерным для вагонного хозяйства Белорусской железной дороги является старение парка грузовых вагонов и сокращение поставок новых. Средний возраст его по типам составляет: полувагоны - 15,61, платформы - 20,57, крытые - 25,07, цистерны - 22,60 года (по переписи 1997 г.). За два последних года эти величины в среднем выросли на 12 %.
Одним из показателей, который наиболее полно отражает техническое состояние вагонов, является частота поступления их в текущий отцепочный ремонт. За последние пять лет она увеличилась в 2,1 раза. В частности, при подведении итогов работы Белорусской
железной дороги на техсовете за 1996 г., было отмечено, что "
половина случаев брака на дороге допущена в службе вагонного хозяйства". Ситуация осложняется тем, что постоянно растут потери от опасных отказов вагонов на гарантийных участках.
Поэтому научно обоснованное решение задачи по определению протяженности гарантийных участков железнодорожных линий - один из основополагающих моментов в выборе стратегии по содержанию парка загонов и повышению безопасности перевозочного процесса. Для Белорусской магистрали характерны следующие условия, которые подчеркивают важность вопроса выбора протяженности гарантийных участков.
Во-первых, плотность железнодорожной магистрали (на 1000 км территории) в Республике Беларусь в 5,8 раза выше, чем в Российской Федерации, и в 4,6 раза, чем в среднем по СНГ.
Во-вторых, относительно высокой является грузонапряженность железнодорожных линий (4,6 млн тонно-километров). По этому показателю Белорусская железная дорога примерно в 2,5 раза превышает, например, Польсхие железные дороги. Чем выше названные показатели, тем ощутимее потери транспорта и экономики республики от нарушения безопасности движения.
В-третьих, на полигоне Белорусской железной дороги доля вагонов собственности других государств остается высокой и колеблется от 35 до 45 %, что затрудняет управление процессами ремонта и обслуживания и приводит к снижению общей надежности вагонов.
И еще один аспект, который подчеркивает научную актуальность темы: все известные методы расчета параметров гарантийных участков базируются на детерминированном подходе, а реальные процессы, происходящие на транспорте в современных условиях, имеют явно вероятностную природу. В результате допускаются значительные ошибки, и принимаемые решения, направленные на обеспечение безопасности движения, оказываются малоэффективными.
Связь работы с научными программами и темами. Работа выполнялась в соответствии с планами НИОКР Белорусской железной дороги и Совета по железнодорожному транспорту СНГ.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы является разработка на основе формирования единой базы данных и вероятностного подхода системы комплексного обоснования протяженности гарантийных участков по условию надежности грузовых вагонов, обеспечивающей для сети Белорусской железной дороги высокий уровень безопасности эксплуатации вагонного парка. Реализация этой цели требует постановки и решения следующих основных задач:
-
Произвести анализ существующих методик и подходов к обоснованию протяженности гарантийных участков, классификацию отказов вагонов на них.
-
Разработать методику сбора статистических данных для расчета показателей, характеризующих эксплуатационную надежность как в целом для вагона, так и по его основным узлам. Исследовать полученные массивы данных {наработки на отказ) на предмет принадлежности их к тому или иному вероятностному закону.
-
Создать методику расчета протяженности гарантийных участков по условию надежности грузовых вагонов, разработать метод ранжировки узлов вагонов по их эксплуатационной надежности, предложить модели технического обслуживания вагонов на станциях гарантийного участка.
-
Дать практические рекомендации по определению протяженности гарантийных участков для условий изменения уровня доверительной вероятности в пределах от 0,10 до 0,90 и вероятности безотказного проследования поезда по участку от 0,80 до 0,99.
Научная новизна полученных результатов работы заключается: -3 создании комплексной модели определения параметров гарантийных участков во взаимосвязи с эксплуатационной надежностью вагонов;
ранжировке узлов грузовых вагонов по уровню эксплуатационной надежности;
установлении вида и характеристик вероятностного закона, которому подчиняется наработка на отказ по важнейшим узлам вагона;
разработке методики расчета квантилей наработки на отказ;
теоретическом обосновании вероятностного подхода к выбору системы ТО на ПТО.
Практическая значимость полученных результатов. Теоретические выводы и практические приложения использованы для классификации гарантийных участков Белорусской железной дороги по огказо-опасности, что позволяет с максимальным эффектом использовать выделенные на развитие вагонного хозяйства средства, в разработанной на дороге "Инструкции осмогріцика вагонов". На Белорусской железной дороге внедрены разработанные автором диссертации инструктивно-методические указания "Конструкция и основные неисправности универсального сливного прибора цистерны". В настоящее время в службе вагонного хозяйства рассматривается схема территориального расположения ОТО.
Полученные в диссертационной работе результаты отвечают всем требованиям с позиции их готовности к внедрению.
Экономическая значимость полученных результатов. Предполагавши эффект от внедрения определяется повышением безопасности на гарантийных участках на 6-9 %.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Ранжировка узлов вагонов по откаэоопасности, наличие которой позволяет направленно использовать выделяемые материальные ресурсы как на совершенствование конструкции вагона, так и на повышение качества технического обслуживания.
-
Вероятностные законы распределения наработки на отказ ходовых частей, автосцепного и автотормозного оборудования, наличие и применение которых при расчете протяженности участков дает возможность применять вероятностные модели.
-
Методика расчета квантилей наработки на отказ при условии изменения уровня доверительной вероятности от 0,10 до 0,90 и вероятности безотказного проследования поездов по участку от 0,80 до
0,99.
-
Вероятностные модели расчета протяженности гарантийных участков, которые более адекватно, по сравнению с ранее предлагаемыми, описывают физику расоыатриваемого процесса.
-
Результаты расчета протяженности гарантийных участков, впервые полученные при рассмотрении случайного процесса формирования эксплуатационной надежности как в целом вагона, так и его основных узлов.
-
Прогнозные модели, разработанные на основании анализа временных рядов, позволяющие прогнозировать протяженность гарантийных участков на ближайшув перспективу.
-
Методика оценки относительной экономической эффективности реализации предлагаемой протяженности гарантийных участков.
-
Модель процесса технического обслуживания вагонов на станциях гарантийного участка, учитывающая дисперсию продолжительности обработки состава, влияние на нее количества вагонов в составе, времени перехода бригады осмотрщиков с одного пути на другой.
Личный вклад соискателя. Все научные результаты, выносящиеся на защиту, получены лично автором. Внедрение разработок выполнялось под руководством автора.
Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы докладывались: на Международной научно-практической конференции "Проблемы повышения функциональной и экономической устойчивости работы транспортного комплекса и его кадрового обеспечения в условиях рынка" г. Гомель, 1993 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора Н.З.Криворучко, "Актуальные вопросы совершенствования конструкций вагонов и развития вагоноремонтной базы" (г. Гомель, 1994 г.); П Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (г. Москва, 1996 г.); Международной научно-практической конференции "Проблемы безопасности на транспорте" (г. Гомель, 1997 г.). Отдельные положения работы докладывались на ежегодных совещаниях руководящих работников вагонного хозяйства стран СНГ (I99I-I997 гг.).
Опубликованность результатов диссертации. По результатам выполненных исследований опубликовано II научных работ, в том числе 4 статьи в журналах (г. Москва, г. Харьков), I авторское свидетельство, I инструктивно-методическое указание для работников линейных предприятий Белорусской железной дороги (г. Минск), I патент.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников, включающего 116 наименований,и трех приложений. Она содержит 95 страниц машинописного текста, 21 рисунок, 28 таблиц.
