Наукові основи удосконалення технології передрейсової підготовки локомотивів та локомотивних бригад

Розрахунок економічного ефекту від запроваджуваних рішень здійснювався по пристроях діагностування локомотивів. Для локомотивного депо з парком 100 електровозів у експлуатації, використання засобів діагностування та передрейсового контролю електричних ланцюгів і апаратів типу “Доктор-030” дає економію експлуатаційних витрат майже 202 тис. грн. на рік.

Оцінити ефективність технології передрейсової підготовки по “людському фактору” можливо за рівнем безпеки руху поїздів. Аналіз показує, що по тих депо, де впроваджувалась така технологія кількість транспортних подій зменшилась з рівня 7 випадків у 1998 до 1-2 у 2004 році.

ВИСНОВКИ

У результаті виконаного дослідження вирішена наукова проблема удосконалення технології передрейсової підготовки локомотивів і локомотивних бригад, що забезпечує зменшення експлуатаційних витрат, покращення технічного стану локомотивного парку та підвищення безпеки руху.

Розроблені та вдосконалені методи оцінки якості підготовки локомотивів і локомотивних бригад до рейсу, які враховують технічний стан, безвідмовність локомотива та характеристики діяльності і психофізіологічного стану членів локомотивних бригад дозволяють комплексно вирішувати задачі визначення кількісних показників передрейсової готовності локомотива і локомотивної бригади, приймати обґрунтовані рішення щодо регламенту робіт при технічному обслуговуванні та напрямки вдосконалення підготовки і навчання локомотивних бригад, а з врахуванням коефіцієнта складності ділянок експлуатації оптимізувати використання людино-машинного комплексу “машиніст-локомотив” за його поточною надійністю. Теоретичні і методичні розробки дисертаційної роботи можуть бути використані для створення методичного забезпечення навчальних планів ІППК та ФПК.

При цьому отримані наступні результати:

Розроблено математичний опис технології передрейсової підготовки як складної багатокритеріальної моделі, що визначається на множині станів технічної ергатичної системи та враховує фактори готовності до рейсу локомотива на підставі діагностичної інформації, надійність локомотивної бригади на підставі інформації про психофізіологічний стан і кваліфікаційні ознаки, а також коефіцієнт складності рейсу.

Розроблено математичну модель та алгоритм управління технічним станом обладнання локомотива, причому цільова функція оптимізації циклу обслуговування будується з використанням критерію мінімуму витрат чи максимуму безвідмовної роботи, пов'язаних з пробігом до відповідних видів обслуговування. Доведено, що цільова функція залежить від ряду випадкових величин: швидкості зміни параметрів технічного стану, похибки їх вимірювання, фактичних пробігів до поточного обслуговування, а також від витрат на проведення діагностування.

Доопрацьовано метод кількісного визначення показника ефективності функціонування складної технічної системи, якою є процес передрейсової підготовки локомотивів і локомотивних бригад. Показано, що при відомих ймовірностях появи певних видів обслуговування локомотивів можливо отримати числове значення показника ефективності функціонування системи, яке для умов опорних локомотивних депо складає 0,82.

Вперше розроблено метод вирішення задачі аналітичного синтезу критерію якості роботи системи “машиніст-локомотив”. В результаті було отримано аналітичний вираз для множин псевдооптимальних процесів керування станом локомотива під час передрейсової підготовки.

Показано можливість застосування методів евристичного моделювання та експертної оцінки для отримання узагальненого критерію якості роботи системи “машиніст-локомотив”, який полягає у тому, що враховуються часткові критерії функціонування технічної частини ергатичної системи та їх вагові коефіцієнти.

Розроблено математичну модель процесу передрейсової підготовки як одноканальної системи масового обслуговування з неоднорідними потоками та визначено вплив неоднорідності потоків обслуговування на поведінку системи. Виявлено, що неоднорідність потоків для стійкого функціонування системи повинна бути у межах 0,8-1,5.

Здійснено аналіз інформаційних потоків, що виникають у процесі передрейсової підготовки локомотива і локомотивної бригади і вперше розроблено розгорнуту модель експлуатаційного процесу на рівні локомотивного депо з елементами передрейсової підготовки локомотивів і локомотивних бригад.

Для технічної ергатичної системи “машиніст-локомотив” отримано залежність ймовірності своєчасного та правильного обслуговування від ряду факторів, пов'язаних з технічним станом локомотива, оснащеністю пункту обслуговування, кваліфікацією обслуговуючого персоналу та завантаженістю локомотивної бригади. Середнє значення цієї ймовірності досягає 0,938 в умовах реальної експлуатації.

Вперше запропоновано застосування узагальненої робочої характеристики для оцінки експлуатаційної надійності машиністів локомотивів з використанням другого методу Ляпунова для знаходження області стійких рішень з управління складним об'єктом, Виявлено, що експлуатаційна надійність машиністів характеризується показниками безпомилковості, готовності, відновлюваності та своєчасності.

Вперше запропоновано метод розрахунку показника передрейсової підготовки локомотива і локомотивної бригади за критеріями швидкодії, безпомилковості, імовірності безвідмовної роботи, точності роботи та з врахуванням показника напруженості діяльності і коефіцієнта складності ділянки. Отримано графічні залежності показника передрейсової підготовки від коефіцієнта складності ділянки, показника швидкодії машиніста та напруженості роботи.

Запропоновано метод визначення коефіцієнта складності ділянок на підставі досліджень експлуатації локомотивів у різних зональних умовах.

Обґрунтовані основні напрямки вдосконалення системи передрейсової підготовки локомотивів і локомотивних бригад при впровадженні сучасних засобів діагностики, моніторингу і обробки інформації.

Показано, що для оцінки надійності транспортної системи, яка містить ланку “машиніст-локомотив” можливо застосувати імовірнісні параметри, що характеризують безпомилковість та вчасність дій машиніста, зміну його стану у часі та можливість контролю з боку помічника машиніста.

На базі моделі марковських спіральних процесів з неперервним часом і множиною дискретних станів запропонована модель керування інформаційним потоком системи локомотив-машиніст. Розраховано коефіцієнт інформаційного навантаження машиніста у процесі передрейсової підготовки для локомотивів існуючих серій, який складає 0,6 та не перевищує обумовлений норматив 0,75. Це слід враховувати при формуванні технології передрейсової підготовки для ТРС нового покоління, на якому інформаційне навантаження машиніста зростатиме.

Анотація

Пузир В.Г. Наукові основи удосконалення технології передрейсової підготовки локомотивів та локомотивних бригад. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальностей 05.22.07- рухомий склад залізниць та тяга поїздів та 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту; Українська державна академія залізничного транспорту; Харків, 2005.

Дисертація присвячена прогнозуванню експлуатаційної надійності локомотивів та локомотивних бригад у процесі передрейсової підготовки. Передрейсова підготовка локомотивів і локомотивних бригад - специфічний вид технічного обслуговування, що відрізняється від існуючих та здійснюється одночасно з ними, передбачає здійснення певних операцій контролю і діагностики технічного стану ТРС та психофізіологічного стану локомотивної бригади. Передбачає наявність спеціального обладнання, пристосувань та інструменту, забезпеченість технологічним запасом деталей, приладів та матеріалів, відповідну кваліфікацію персоналу.

У роботі на підставі аналізу технології обслуговування локомотивів та процесів взаємодії з ними людини-оператора розроблено методи оцінки якості підготовки локомотивів і локомотивних бригад до рейсу.

Визначено ефективність функціонування процесу передрейсової підготовки як системи масового обслуговування з неоднорідними потоками заявок та обслуговувань. Розроблено інформаційну модель передрейсової підготовки та здійснено оцінку інформаційного навантаження машиніста. Запропоновано комплексний показник передрейсової підготовки та визначений вплив на нього психофізіологічних параметрів машиніста та технічного стану локомотива.

Ключові слова: технологія, локомотив, машиніст, технічне обслуговування, людина-оператор, ергатична система, передрейсова підготовка, діагностика.

Puzyr V.G. Scientific Basics of Improving the Technology of Pre-route Preparation of Locomotives and Locomotive Brigades - Manuscript.

Thesis for obtaining the academic degree of Doctor of Technical Sciences in specializations 05.22.07 - rolling stock of the railways and traction of the trains and 05.22.20 - operation and repair of the means of transport; Ukrainian state academy of railway transportation; Kharkov, 2005.

The thesis covers the topics of prognosis of the operation reliability of locomotives and locomotive brigades in the process of pre-route preparations. Pre-route preparation of locomotives and locomotive brigades is a specific type of servicing, which is different from the ones existing now and is performed at the same time with them; it presupposes performing certain operations of control and diagnostics of the technical condition of rolling-stock and psycho-physical state of the locomotive brigade. It anticipates the availability of specialized equipment, devices and tools, enough stock of components and materials and the proper qualification of the personnel.

The thesis gives analysis of the technology of locomotives servicing and the processes of cooperation with human-operator, on the basis of which the methods of evaluating the quality of preparation of locomotives and locomotive brigades for the trip have been developed.

The effectiveness of the process of pre-route preparation as a system of mass servicing with varied flows of claims and services has been determined. The information model of pre-route preparation has been developed and the information load of the engine driver has been evaluated. A complex index of the pre-route preparation has been offered; the influence of psycho-physical state of the engine driver and the technical condition of the locomotive on the preparation index has been determined.

Key words: technology, locomotive, engine driver, technical servicing, human-operator, ergative system, pre-route preparation, diagnostics.

Пузырь В.Г. Научные основы усовершенствования технологии предрейсовой подготовки локомотивов и локомотивных бригад. - Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальностям 05.22.07- подвижной состав и тяга поездов и 05.22.20 - эксплуатация и ремонт средств транспорта; Украинская государственная академия железнодорожного транспорта; Харьков, 2005.

Диссертация посвящена прогнозированию эксплуатационной надежности локомотивов и локомотивных бригад в процессе предрейсовой подготовки. Предрейсовая подготовка локомотивов и локомотивных бригад - специфический вид технического обслуживания, отличающийся от существующих и осуществляющийся одновременно с ними, предусматривает осуществление ряда операций контроля и диагностики технического состояния ТПС и психофизиологического состояния локомотивной бригады. Предусматривает наличие специального оборудования, приспособлений и инструмента, обеспеченность технологическим запасом деталей, приборов и материалов, соответствующую квалификацию персонала.

В работе на основании анализа технологии обслуживания локомотивов и процессов взаимодействия с ними человека-оператора разработаны методы оценки качества подготовки локомотивов и локомотивных бригад к рейсу.

Определена эффективность функционирования процесса предрейсовой подготовки как системы массового обслуживания с неоднородными потоками заявок и обслуживаний. Определена допустимая неравномерность потоков обслуживания для процесса предрейсовой подготовки.

Предложено аналитическое описание технологии предрейсовой подготовки как сложной многокритериальной модели, определенной на множестве состояний технической эргатической системы и учитывающей факторы готовности к рейсу локомотива по диагностической информации, надежность локомотивной бригады по информации о ее психофизиологическом состоянии и квалификационным признакам, а также коэффициент сложности рейса.

Показана возможность применения методов эвристического моделирования и экспертных оценок для получения обобщенного критерия качества работы системы “машинист-локомотив”, заключающийся в том, что учитываются частичные критерии функционирования технической части эргатической системы и их весовые коэффициенты.

Осуществлен анализ информационных потоков, возникающих в процессе предрейсовой подготовки локомотива и локомотивной бригады и разработана развернутая информационная модель эксплуатационного процесса на уровне локомотивного депо.

Предложены зависимости эффективности работы тягового подвижного состава от характеристик деятельности основного звена управления в системе “машинист-локомотив”.

Для технической эргатической системы “машинист-локомотив” получена зависимость вероятности своевременного и правильного обслуживания от ряда факторов, связанных с техническим состоянием локомотива, оснащенностью пункта технического обслуживания, квалификацией обслуживающего персонала и загрузкой локомотивной бригады. Среднее значение для ряда базовых депо достигает 0,938 в условиях реальной эксплуатации.

Предложено применение обобщенной рабочей характеристики для оценки эксплуатационной надежности машинистов локомотивов с использованием второго метода Ляпунова для нахождения области устойчивых решений по управлению сложным объектом. При этом эксплуатационная надежность машинистов характеризуется показателями безошибочности, готовности, восстанавливаемости, своевременности и восстанавливаемости.

Предложен метод расчета показателя предрейсовой готовности локомотива и локомотивной бригады по критериям быстродействия, безошибочности, вероятности безотказной работы, точности работы и с учетом напряженности деятельности и коэффициента сложности участка.

Рассмотрены показатели эффективности работы машиниста локомотива с учетом проверки появления операционной усталости, позволяющие количественно оценить его деятельность.

Разработана информационная модель предрейсовой подготовки и осуществлена оценка информационной нагрузки машиниста. Предложен комплексный показатель предрейсовой подготовки и определено влияние на него психофизиологических параметров машиниста и технического состояния локомотива.

Проведены исследования эксплуатации локомотивов в разных зональных условиях и предложена методика определения сложности участков.

Обоснованы основные направления совершенствования системы предрейсовой подготовки локомотивов и локомотивных бригад при внедрении современных средств диагностики, мониторинга и обработки информации.

Ключевые слова: технология, локомотив, машинист, техническое обслуживание, человек-оператор, эргатическая система, предрейсовая подготовка, диагностика.

Размещено на Allbest.ru