mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2023-21-4-9mirtr-2517Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ЭКОЛОГИЯSAFETY, SUSTAINABILITY, ECOLOGYРазвитие риск-ориентированных подходов к определению повреждаемости и ресурса объектов железнодорожного транспортаDevelopment of Risk-Based Approaches to Determining the Damageability and Useful Life of Railway Transportation AssetsМахутовН. А.MakhutovN. A.

Махутов Николай Андреевич – доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, главный научныйсотрудник

Москва

Makhutov, Nikolai A., D.Sc. (Eng), Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Chief Researcher

Moscow

kei51@mail.ruГаденинМ. М.GadeninM. M.

Гаденин Михаил Матвеевич – доктор технических наук, главный научный сотрудник

Москва

Gadenin, Mikhail M., D.Sc. (Eng), Professor, Chief Researcher

Moscow

safety@imash.ruКоссовВ. С.KossovV. S.

Коссов Валерий Семенович – доктор технических наук, профессор, генеральный директор

Коломна

Kossov, Valery S., D.Sc. (Eng), Professor, General Director

Kolomna

vskossov@icloud.comКнязевД. А.KnyazevD. A.

Князев Дмитрий Александрович – кандидат технических наук, заместитель заведующего отделом

Коломна

Knyazev, Dmitry A., Ph.D. (Eng), Deputy Head of the Department

Kolomna

knyazev-da@vnikti.comКрасюковН. Ф.KrasyukovN. F.

Красюков Николай Федорович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Коломна

Krasyukov, Nikolai F., Ph.D. (Eng), Leading Researcher

Kolomna

timakov-mv@vnikti.comИнститут машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)РоссияInstitute of Mechanical Engineering named after A. A. Blagonravov of Russian Academy of Sciences (IMASh RAS)Russian FederationАО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)РоссияJSC «Research and Design-Technological Institute of Rolling Stock» (JSC «VNIKTI»)Russian Federation20231901202421480–87Copyright © Махутов Н.А., Гаденин М.М., Коссов В.С., Князев Д.А., Красюков Н.Ф., 20242024Махутов Н.А., Гаденин М.М., Коссов В.С., Князев Д.А., Красюков Н.Ф.Makhutov N.A., Gadenin M.M., Kossov V.S., Knyazev D.A., Krasyukov N.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2517

Современные проблемы железнодорожного транспорта в нашей стране, такие как общее техническое состояние объектов, и связанные с этим вопросы безопасности их эксплуатации, импортозамещения оборудования и комплектующих, реализация программ инновационного развития порождают необходимость создания новой техники и технологий, построения схем перспективного развития транспорта на базе новых требований безопасности и стратегического планирования. Существующий уровень разработок не позволяет полностью исключить повреждения, отказы и аварии объектов железнодорожного транспорта, поставленных на производство в соответствии с действующей нормативной базой. Решение этих проблем возможно путем установления фактического состояния объекта с накопленными в эксплуатации циклическими, коррозионными, износными и другими повреждениями, определяющими наступление предельных состояний базовых элементов объекта с учетом технологий восстановления ресурса на различных стадиях жизненного цикла в штатных (проектных) и запроектных условиях эксплуатации.В статье затронуты проблемы, связанные с обеспечением безопасности функционирования железнодорожного транспорта, с целью обоснования на основе действующих нормативно-технических документов новых подходов к анализу повреждаемости, уязвимости объектов и оценке рисков аварий и катастроф. Развитие взаимодействия через систему новых постановок задач и нормативно-технических документов, а также более активное вовлечение, использование и развитие фундаментальных законов физики, химии, механики применительно к реально существующим процессам в окружающей среде позволяют реализовывать в технических объектах новые концепции, стратегии и разработки перспективных исследований с применением цифровых и интеллектуальных технологий.

Modern problems of railway transport in Russia, such as the general technical condition of transportation assets, and relevant issues of their safe operation, substitution of imported equipment and its components, implementation of the programs of technological development give rise to the need to create new equipment and technologies, constructing schemes for long-term development of transport based on new safety requirements and strategic planning. Current level of developments does not allow to completely eliminate damage, failures and accidents regarding railway transportation assets manufactured in accordance with the current regulatory framework. Solving these problems is possible by identifying the actual state of an object regarding cyclic, corrosion, wear and other damage accumulated during operation, which determines the onset of limit states of the basic elements of an asset, taking into account resource recovery technologies at various stages of the life cycle, both in standard (design) operating conditions and beyond them.The article refers to the problems associated with ensuring safe operation of railway transport, with the aim of substantiating based on existing regulatory and technical documents of new approaches to the analysis of damageability, vulnerability of objects and assessment of the risks of accidents and disasters. The development of interaction through a system of new problem statements and regulatory and technical documents, as well as more active involvement in the use and development of the fundamental laws of physics, chemistry, and mechanics of real-life processes in the environment, make it possible to implement new concepts, strategies, and developments of advanced research for technical objects with the use of digital and intelligent technologies.

железнодорожный транспортподвижной составлокомотивный паркбезопасностьресурснадёжностьнакопление поврежденийдиагностикаопасные состояниярискиавариикатастрофыrailway transportrolling stocklocomotive fleetsafetyuseful lifeservice lifelife cyclereliabilityaccumulation of damagediagnosticsdangerous staterisksaccidentsdisastersReferencesБезопасность России. Правовые, социальноэкономические и научно-технические аспекты. Научные основы техногенной безопасности железнодорожного транспорта / Под ред. Н. А. Махутова. – М.: МГОФ «Знание», 2020. – 720 с. ISBN 978-5-87633-189-2.Security of Russia. Legal, socio-economic, and scientific-technical aspects. Scientific foundations of technogenic safety of railway transport [Bezopasnost Rossii. Pravovie, sotsialno-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Nauchnie osnovy tekhnogennoi bezopasnosti zheleznodorozhnogo transporta]. Ed. by N. A. Makhutov. Moscow, MGOF Znanie, 2020, 720 p. ISBN 978-5-87633-189-2.Безопасность России. Правовые, социальноэкономические и научно-технические аспекты. Техногенная безопасность подвижного состава железнодорожного транспорта / Под ред. Н. А. Махутова. – М.: МГОФ «Знание», 2020. – 488 с. ISBN 978-5-87633- 193-9.Security of Russia. Legal, socio-economic and scientific-technical aspects. Technogenic safety of railway rolling stock [Bezopasnost Rossii. Pravovie, sotsialnoekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Tekhnogennaya bezopasnost podvizhnogo sostava zheleznodorozhnogo transporta]. Ed. by N. A. Makhutov. Moscow, MGOF Znanie, 2020, 488 p. ISBN 978-5-87633-193-9.Безопасность России. Правовые, социальноэкономические и научно-технические аспекты. Техногенная безопасность инфраструктуры железнодорожного транспорта / Под ред. Н. А. Махутова. – М.: МГОФ «Знание», 2021. – 876 с. ISBN 978-5-87633-198-4.Security of Russia. Legal, socio-economic and scientific-technical aspects. Technogenic safety of railway transport infrastructure [Bezopasnost Rossii. Pravovie, sotsialno-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Te k h n o g e n n a y a b e z o p a s n o s t i n f r a s t r u k t u r y zheleznodorozhnogo transporta]. Ed. by N. A. Makhutov. Moscow, MGOF Znanie, 2021, 876 p. ISBN 978-5-87633- 198-4.Махутов Н. А., Коссов В. С., Гаденин М. М., Оганьян Э. С. Расчётно-экспериментальная оценка прочности, ресурса и живучести элементов вагонных тележек // Ренессанс железных дорог: фундаментальные научные исследования и прорывные инновации / Под ред. Б. М. Лапидиуса. – Ногинск: Аналитика Родис, 2015. – С. 113–125. ISBN 978-5-905277-63-4.Makhutov, N. A., Kossov, V. S., Gadenin, M. M., Oganyan, E. S. Calculation and experimental assessment of the strength, service life and survivability of elements of carriage bogies [Raschetno-eksperimentalnaya otsenka prochnosti, resursa i zhivuchesti elementov vagonnykh telezhek]. In: Railway Renaissance: Basic Research and Breakthrough Innovation. Ed. by B. M. Lapidus. Noginsk, Analitika Rodis publ., 2015, pp. 113–125. ISBN 978-5-905277-63-4.Безопасность России. Правовые, социальноэкономические и научно-технические аспекты. Безопасность железнодорожного транспорта в условиях Сибири и Севера / Под ред. Н. А. Махутова. – М.: МГОФ «Знание», 2014. – 856 с. ISBN 978-5-87633-127-4.Security of Russia. Legal, socio-economic and scientific-technical aspects. Safety of railway transport in Siberia and the North [Bezopasnost Rossii. Pravovie, sotsialno-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Bezopasnost zheleznodorozhnogo transporta v usloviyakh Sibiri i Severa]. Ed. by N. A. Makhutov. Moscow, MGOF Znanie, 2014, 856 p. ISBN 978-5-87633-127-4.Махутов Н. А., Резников Д. О., Оганьян Э. С., Коссов В. С., Волохов Г. М., Овечников М. Н., Протопопов А. Л. Методы определения ресурса нерезервируемых несущих элементов подвижного состава и пути // Бюллетень Объединённого учёного совета ОАО «РЖД». – 2017. – № 3. – С. 19–39. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30113989. Доступ 13.01.2023.Makhutov, N. A., Reznikov, D. O., Oganyan, E. S., Kossov, V. S., Volokhov, G. M., Ovechnikov, M. N., Protopopov, A. L. Methods for determining the resource of non-redundant load-bearing elements of rolling stock and tracks [Metody opredeleniya resursa nerezerviruemykh nesushchikh elementov podvizhnogo sostava i puti]. Bulletin of the Joint Scientific Council of JSC Russian Railways, 2017, Iss. 3, pp. 19–39. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30113989. Last accessed 13.01.2023.Григорьев А. В., Лепов В. В. Надёжность и ресурс технических систем в экстремальных условиях эксплуатации Арктики и Субарктики // Железнодорожный транспорт. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018. – 112 с. ISBN 978-5-7692-1623-7.Grigoriev, A. V., Lepov, V. V. Reliability and service life of technical systems in extreme operating conditions of the Arctic and Subarctic [Nadezhnost iresurs tekhnicheskikh sistem v ekstremalnykh usloviyakh ekspluatatsii Arktiki i Subarktiki]. In: Railway transport. Novosibirsk, SB RAS publ., 2018, 112 p. ISBN 978-5-7692-1623-7.Система методик по расчетно-экспериментальному определению и нормированию ресурса и сроков службы технических средств железнодорожного транспорта. Критически важные объекты железнодорожной техники и инфраструктуры. Номенклатура, категории, предельные состояния. – Коломна: ВНИКТИ – ИМАШ РАН, 2020. − 108 с.A system of methods for computational and experimental determination and standardisation of the useful and service life of technical objects of railway transport. Critical railway equipment and infrastructure. Nomenclature, categories, limit states. [In Russian]. Kolomna, VNIKTI – IMASH RAN, 2020, 108 p.Погодин-Алексеев Г. И. Динамическая прочность и хрупкость металлов. – М.: Машиностроение, 1966. – 244 с. [Электронный ресурс]: https://openbooks.itmo.ru/ru/lib_book/25456/25456.pdf. Доступ 13.01.2023.Pogodin-Alekseev, G. I. Dynamic strength and fragility of metals [Dinamicheskaya prochnost i khrupkost metallov]. Moscow, Mashinostroenie publ., 1966, 244 p. [Electronic resource]: https://openbooks.itmo.ru/ru/lib_book/25456/25456.pdf. Last accessed 13.01.2023.Волохов Г. М., Коссов В. С. Оценка допустимых величин риска перевозки грузов различной категории опасности на железнодорожном транспорте // Тяжёлое машиностроение. – 2010. – № 1. – С. 28–30. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13064940. Доступ 13.01.2023.Volokhov, G. M., Kossov, V. S. Assessment of acceptable risk values for transporting goods of various hazard categories on railway transport [Otsenka dopustimykh velichin riska perevozki gruzov razlichnoi kategorii opasnosti na zheleznodorozhnom transporte]. Tyazheloe mashinostroenie, 2010, Iss. 1, pp. 28–30. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13064940. Last accessed 13.01.2023.Махутов Н. А., Резников Д. О., Коссов В. С., Оганьян Э. С., Волохов Г. М., Овечников М. Н., Протопопов А. Л. Методы определения ресурса нерезервируемых несущих элементов подвижного состава и пути // Бюллетень Объединённого учёного совета ОАО «РЖД». – 2017. – № 3. – С. 19–39. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30113989. Доступ 13.01.2023.Makhutov, N. A., Reznikov, D. O., Kossov, V. S., Oganyan, E. S., Volokhov, G. M., Ovechnikov, M. N., Protopopov, A. L. Methods for determining the service life of non-redundant load-bearing elements of rolling stock and tracks [Metody opredeleniya resursa nerezerviruemykh nesushchikh elementov podvizhnogo sostava i puti]. Bulletin of the Joint Scientific Council of JSC Russian Railways, 2017, Iss. 3, pp. 19–39. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30113989. Last accessed 13.01.2023.Махутов Н. А., Лыглаев А. В., Большаков А. М. Хладостойкость (метод инженерной оценки) / Под ред. М. П. Лебедева, Ю. Г. Матвиенко. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. – 195 с. ISBN 978-5-7692-1202-4.Makhutov, N. A., Lygaev, A. V., Bolshakov, A. M. Cold resistance (engineering evaluation method) [Khladostoikost (metod inzhenernoi otsenki)]. Ed. by M. P. Lebedev, Yu. G. Matvienko. Novosibirsk, SB RAS publ., 2011, 195 p. ISBN 978-5-7692-1202-4.Хладостойкость материалов и элементов конструкций: результаты и перспективы / Отв. ред. В. В. Филиппов. – Новосибирск: Наука, 2005. – 290 с. ISBN 5-02-032442-6.Cold resistance of materials and structural elements: results and prospects [Khladostoikost materialov i elementov konstruktsii: rezultaty i perspektivy]. Ed. by V. V. Filippov. Novosibirsk, Nauka publ., 2005, 290 p. ISBN 5-02-032442-6.Махутов Н. А., Филин В. М., Волохов Г. М., Гордеев С. В. Проблемы бионетики, бионики и кибернетики // Экономические стратегии. – 2017. – № 3. – С. 6–15. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30469902. Доступ 13.01.2023.Makhutov, N. A., Filin, V. M., Volokhov, G. M., Gordeev, S. V. Problems of bionetics, bionics and cybernetics [Problemy bionetiki, bioniki i kibernetiki]. Ekonomicheskie strategii, 2017, Iss. 3, pp. 6–15. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30469902. Last accessed 13.01.2023.Голубева М. В., Сыч О. В., Хлусова Е. М. Исследование структуры и свойств сварных соединений из высокопрочной хладостойкой стали марки 09ХГН2МД, полученных электродуговой и лазерной сваркой // Тяжёлое машиностроение. – 2018. – № 7–8. – С. 23–32. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36300501 [платный доступ].Golubeva, M. V., Sych, O. V., Khlusova, E. M. Study of the structure and properties of welded joints made of highstrength cold-resistant steel grade 09KhGN2MD, produced by electric arc and laser welding [Issledovanie struktury isvoistv svarnykh soedinenii iz vysokoprochnoi khladostoikoi stali marki 09KhGN2MD, poluchennykh elektrodugovoi i lazernoi svarkoi]. Tyazheloe mashinostroenie, 2018, Iss. 7–8, pp. 23–32. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36300501 [restricted access].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.