Введение к работе
ТА",цУ^уадьность работы. В транспортной системе нашей страны значение имеет .железнодорожный транспорт. На него приходится около 60Х внутреннего грузооборота и свыше 40Х пассажи-рооборота в междугородном и пригородном сообщениях и d перспективе он будет оставаться главным звеном з системе перевозок.
Значительные изменения произошли в работе железнодорожного транспорта и интенсификации его эксплуатации за последние три десятилетия. Так, средняя грузонапряженность участков в главном пути возросла в 1.5-2 раза, максимальная осевая нагрузка грузовых вагонов поднималась с 205 до 257.5 кН, средняя масса грузового поезда увеличилась на 1000 т. Численность же путейцев сократилась за этот пэриод на 100 тыс. чел., в основном на эксплуатации. Укомплектованность дистанций пути в среднем составляет 62.8 процента, а в дистанциях пути, обслуживающие промышлеиние центри, около 40 процентов расчетного контингента
Усложнившиеся условия эксплуатации, дефицит материальных и трудовых ресурсов, переход на договорные условия поставки и рыночные цены вызывают необходимость изменения подхода в планировании системы ведения путевого хозяйства. Особенно это касается сроков нсзначеиия ремонтов пути, так как просрочка или преждевременное проведение ремонтов существенно влияют на суммарные затраты, которые несут путевое хозяйство и железные дороги в целом.
Определение наиболее рациональных сроков проведения ремонтов верхнего строения пути при условии обеспечения безопасности движения поездов, а ':акж? планирование капитальных ремонтов пути при ограниченных ресурсах с учетом его фактического состояния являются, таким образом, одной из актуальных задач в области путевого хозяйства Репснкю дгнпых вопросов посвяцена реферируемая работа.
Цель и задача исследования. Целью диссертационной работы является определение рациональных сроков проведения ремонтов верхнего строения пути на основе изучения и анализа работы его основных элементов на участках о высокими осевыми нагрузками.
Для выполнения поставленной цели были ресепы следущие задачи:
- дана качественная и количественная оценка влияния различных эксплуатационных Факторов на интенсивность потока отказов
рельсов по дефектам:
проведены эксплуатационные наблюдения за потоком отказов рельсов на участках пути с различными условиями эксплуатации;
разработана вероятностная модель потока отказов рельсов в зависимости от основных эксплуатационных факторов;
получена математическая модель дополнительного сопротивления движению поездов в части, зависящей от пути;
для определения основного критерия, обеспечивающего надежную работу рельсов, исследовано напряженно-деформированное состояние пути при воздействии различных типов эксплуатируемого и перспективного подвижного состава с высокими осевыми нагрузками на путь;
разработана и доведена до практического применения методика оптимизации схемы содержания пути
составлены алгоритмы и программы планирования ремонтов пути с использованием современных ЭВМ.
Методика исследований. Общая методика решения проблемы поиска схемы содержания пути, соогвегствущэй современным условиям эксплуатации, базируется на применении динамического программирования. Для учета влияния сроков и объёмов проведения ремонтов пути, а также основных эксплуатационных факторов на его работу в целом и отдельных элементов в частности испольвовались отчетные данные служб пути, результаты эксплуатационных наблюдений, теоретических расчетов и экспериментальных исследований.
Для определения потока отказов рельсов на опытных участках, заложенных на Приднепровской и Одесской дорогах, использовались подробные продольные профили, рельсо-шпально-балластные карты, ведомости учета рельсов, снятых с главных путей (форма ПУ-4, ПУ-2а). годовые отчеты дистанций пути.
При разработке математических моделей отказов рельсов были использованы методы факторного (дисперсионного) . регрессионного анализа, теорий вероятностей, надежности и восстановления.
Воздействие графиковых поездов и перспективных локомотивов на путь определено экспериментально с использованием традиционных методов измерений. Обработка результатов экспериментов производилась на ЭВМ по специально составленным программам.
Научная новизна. Разработана методика прогнозирования отказов элементов по контактно-усталостным дефектам. При этом были использованы основные положения и методы теорий вероятности и надежности применительно к работе восстанавливаемых объектов.
Штодика реализована при построении вероятностной модели отказов рельсов, как основного элемента верхнего строения пути.
Получена математическая модель зависимости дополнительного сопротивления движению подвижного состава в зависимости от осевой нагрузки и сроков выполнения промежуточных ремонтов.
Выполнено экспериментальное исследование воздействия графиковых поездов с высокими осевыми нагрузками на путь с предварительным определением у них статических осевых нагрузок.
Разработана методика выбора рациональной межремонтной схемы и планирования капитальных ремонтов пути на дороге.
Практическая ценность. На основе разработанной методики оптимизации схемы содержания пути составлен пакет программ для персональных IBM совместимых ЭВМ позволяющий выбрать наиболее рациональную схему содержания пути и составить план капитального ремонта пути в пределах дороги при ограниченных материальных ресурсах с учетом его фактического состояния. При этом использовались разработанные математические модели отказов рельсов и дополнительного сопротивления движению поезда
Вероятностная модель параметра потока отказов рельсов может быть использована при определении периодичности дефектоскопиро-вания рельсов в зависимости от эксплуатационных параметров.
Достоверность. Исследования, проведенные автором, базиру-втся на современных математических теориях и подтверждены результатами наблюдений и экспериментов.
Реализация результатов исследований. Методика и результаты исследований, а также разработанные автором программы для ЭВМ были использованы при выполнении кафедрой "Путь и путевое хозяйство" ДИИТа научно-исследовательских работ по определению статистической взаимосвязи между повреждениями пути и осевой нагрузкой вагонов.
Разработанный на основе предлагаемой автором методики пакет программ планирования капитального ремонта с учетом фактического состояния пути, как системы, внедрен на Приднепровасой железной дороге.
Апробация работы. Отдельные вопросы, основные положения и результаты диссертации докладывались и получили одобрение на:
всесоюзной конференции по проблемам механики железнодорожного транспорта и повыпения надежности к совераенствованию инструкции подвижного состава (г.Днепропетровск, май 1988г.);
научно-технической конференция кафедр ХИИТа (г.Харьков. 1988):
всесоюзной межвузовской научно-практическая конференции молодых ученых, .специалистов и аспирантов (г.Москва.апр. 1989 г.);
всесоюзной научно-практической конференции по методам и средствам диагностирования технических средств железнодорожного транспорта (г. Омск, июнь 1989 г.);
Х1У научно-технической конференции кафедр БелИТЖГа и ДорНТО Белорусской желеэной дороги (Гомель, ноябрь 1989 г.);
юбилейной научно-технической конференции кафедр института и специалистов железных дорог, посвященной 60-летию ЛИМа (г.Днепропетровск. 1990 г.);
ХХХУ1 научно-технической конференции по вопросам путевого хозяйства (г. Лгнинград 1990 г.);
всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых, специалистов и аспирантов (г. ІЬсква. апрель 1991 г.);
всесоюзной научно-технической конференции "Транссиб и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте" (Новосибирск. 1991 г.);
на научных семинарах кафедр "Железнодорожный путь" ЛИЖГа и "Цуть и путевое хозяйство" ДИИТа (г.Днепропетровск. 1989-1991 гг.;г. Санкт-Петербург, 1991 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах. .
Обгем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 166 страницах, содержит 17 рисунков. 21 таблиц. Список литературы из 122 наименований. Приложений а