Управление надёжностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры

Анализируется проблема повышения надёжности и безопасности перевозочного процесса на железных дорогах. Показано, что современные системы управления движением поездов автоматически не учитывают события снижения надёжности объектов железнодорожной инфраструктуры, однако такая увязка вполне возможна. Приводится архитектура перспективной системы управления движением поездов, в которой основами выступают системы железнодорожной автоматики и телемеханики, имеющие безопасное информационное сопряжение со средствами непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры.
Целью статьи является изложение теоретических принципов управления надёжностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем автоматизации «нового поколения» – тесно интегрированных с техническими средствами мониторинга. Представлена упрощённая структура системы управления движением поездов, имеющей информационное сопряжение со средствами непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры. Разработаны модели надёжности системы управления движением поездов, учитывающей состояния объектов железнодорожной инфраструктуры.
Показано, что в системе управления движением поездов необходимо учитывать наличие безопасного состояния инфраструктурного комплекса. Представлены возможности управления рисками снижения надёжности и безопасности перевозочного процесса за счёт использования средств стационарного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры.
Совершенствование технологий мониторинга и эффективное использование систем стационарного мониторинга на практике позволяют реализовать функцию управления надёжностью и безопасностью перевозочного процесса и железнодорожного комплекса в целом.

1. Theeg, G., Vlasenko, S. Railway Signalling & Interlocking. 3rd ed., Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 2020, 552 p. ISBN 978-3-96245-169-1.

2. Руководящий Технический Материал. 32 ЦШ 1115842.01-94 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ // Разр. Вл. В. Сапожников, В. В. Сапожников, Д. В. Гавзов, В. И. Талалаев, О. А. Наседкин, М. В. Илюхин, Д. М. Котельников. – СПб., 1994. – 120 с. [Электронный ресурс]: http://static.scbist.com/scb/uploaded/27232_1504002436.pdf. Доступ 01.02.2023.

3. Ефанов Д. В., Хорошев В. В., Осадчий Г. В. Концептуальные основы синтеза безопасных систем управления движением поездов // Мир транспорта. – 2022. – Т.20. – № 3 (100). – С.50–57. DOI: 10.30932/1992-3252-2022-20-3-6.

4. Ефанов Д. В., Осадчий Г. В., Седых Д. В., Барч Д. В. Организация непрерывного мониторинга углов наклона опор железнодорожной контактной сети // Транспорт Урала. – 2017.– № 2.– С.37–41. DOI: 10.20291/1815-9400-2017-2-37-41.

5. Swiss Transportation Safety Investigation Board STSB, Annual Report 2018, 67 p. [Электронный ресурс]: https://www.sust.admin.ch/inhalte/pdf/Jahresberichte_u._Statistiken/SUST_JB_2018_EN.pdf. Доступ 01.02.2023.

6. Ефанов Д. В., Осадчий Г. В., Аганов И. А. Барьерная функция систем мониторинга в увязке с системами управления движением поездов // Транспорт Российской Федерации. – 2021. – № 3. – С.51–56. [Электронный ресурс]: https://ntc-ksm.ru/barernaya-funkcziya-sistem-monitoringa-v-uvyazke-s-sistemami-upravleniya-dvizheniem-poezdov‑15–06–2021/. Доступ 01.02.2023.

7. Ефанов Д. В., Богданов Н. А. Мониторинг параметров рельсовых цепей тональной частоты // Транспорт Урала. – 2013.– № 1.– С.36–42. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18951854. Доступ 25.01.2023.

8. Heidmann, L. Smarter Weichenantrieb: Wegbereiter für Predictive Maintenance [Smart Point Machines: Paving the Way for Predictive Maintenance]. Signal + Draht, 2018, Iss. 9, pp. 70–75. [Электронный ресурс]: https://eurailpress-archiv.de/SingleView.aspx?show=325894 [платный доступ].

9. Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: Монография.– СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016.– 171 с. ISBN 978-5-7641-0933-6.

10. Efanov, D., Osadtchy, G., Sedykh, D. Development of Rail Roads Health Monitoring Technology Regarding Stressing of Contact-Wire Catenary System. Proceedings of 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, 19–20 May, 2016, pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7911431.

11. Efanov, D., Osadchy, G., Sedykh, D., Pristensky, D., Barch, D. Monitoring System of Vibration Impacts on the Structure of Overhead Catenary of High-Speed Railway Lines. Proceedings of 14th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2016), Yerevan, Armenia, October 14–17, 2016, pp. 201–208, DOI: 10.1109/EWDTS.2016.7807691.

12. Diaferio, M., Fraddosio, A., Piccioni, M. D., Castellano, A., Mangialardi, L., Soria, L. Some Issues in the Structural Health Monitoring of a Railway Viaduct by Ground Based Radar Interferometry. 2017 IEEE Workshop on Environmental Energy and Structural Monitoring Systems (EESMS), 24–25 July 2017, Milan, Italy, pp. 1–6. DOI: 10.1109/EESMS.2017.8052699.

13. Dhage, M. R., Vemuru, S. Structural Health Monitoring of Railway Tracks Using WSN. International Conference on Computing, Communication, Control and Automation (ICCUBEA), 17–18 August 2017, Pune, India, pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICCUBEA.2017.8463976.

14. Wang, H., Núñez, A., Liu, Z., Chen, J., Dollevoet, R. Intelligent Condition Monitoring of Railway Catenary Systems: A Bayesian Network Approach. Chapter in: Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks, Vol 2. Proceedings of the 25th International Symposium on Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks (IAVSD 2017), 14–18 August 2017, Rockhampton, Queensland, Australia. Ed. by M. Spiryagin, T. Gordon, C. Cole, T. McSweeney, pp. 1–6. [Электронный ресурс]: https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781351057189–24/intelligent-condition-monitoring-railway-catenary-systems-bayesian-network-approach-hongrui-wang-alfredo-n%C3 %BA%C3 %B1ez-rolf-dollevoet-zhigang-

15. liujunwen-chen [платный доступ].

16. Efanov D., Lykov A., Osadchy G. Testing of Relay-Contact Circuits of Railway Signalling and Interlocking. Proceedings of 15th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2017), Novi Sad, Serbia, September 29–October 2, 2017, pp. 242–248. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110095.

17. Wernet, M., Brunokowski, M., Witt, P., Meiwald, T. Digitale Werkzeuge zur Zustandsbestimmung und Diagnose von Relaisstellwerken [Digital Tools for Relay Interlocking Diagnostics and Condition Assessment]. Signal + Draht, 2019, Iss. 11, pp. 39–45. [Электронный ресурс]: https://eurailpress-archiv.de/SingleView.aspx?show=1136152&lng=en [платный доступ].

18. Huang Lujiang. The Past, Present and Future of Railway Interlocking System. IEEE 5th International Conference on Intelligent Transportation Engineering (ICITE), 11–13 September 2020. DOI: 10.1109/ICITE50838.2020.9231438.

19. Bădău, F. Railway Interlockings – A Review of the Current State of Railway Safety Technology in Europe. Promet-Traffic & Transportation, 2022, Vol. 34, Iss. 3, pp. 443–454. DOI: 10.7307/ptt.v34i3.3992.

20. Сапожников Вл. В. Синтез систем управления движением поездов на железнодорожных станциях с исключением опасных отказов. – М.: Наука, 2021.– 229 с. ISBN 978-5-02-040877-7.

21. Лисенков В. М. Статистическая теория безопасности движения поездов: Учебник для студентов вузов ж.д. трансп.– М.: ВИНИТИ РАН, 1999.– 331 с. ISBN 5-900242-29-3.

22. Бестемьянов П. Ф. Методы обеспечения безопасности аппаратных средств микропроцессорных систем управления движением поездов // Электротехника. – 2020.– № 9.– С.2–8. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44000551 [платный доступ].

23. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д.В. Основы теории надёжности и технической диагностики. – СПб: Издательство «Лань», 2019.– 588 с. ISBN 978-5-8114-3453-4.

24. Шаманов В.И. Обобщённая математическая модель процесса эксплуатации систем автоматики и телемеханики // Автоматика на транспорте.– 2016.– Т.2.– № 2.– С.163–179. [Электронный ресурс]: https://cyberleninka.ru/article/n/obobschennaya-matematicheskaya-model-protsessaekspluatatsii-sistem-avtomatiki-i-telemehaniki/. Доступ 01.02.2023.

25. Шаманов В. И. Математические модели надёжности систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика на транспорте. – 2017. – Т.3. – № 1.– С.7–19. [Электронный ресурс]: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskie-modeli-nadezhnosti-sistem-zheleznodorozhnoy-avtomatiki-i-telemehaniki/. Доступ 01.02.2023.

26. Markov Chain Calculator. [Электронный ресурс]: https://www.statskingdom.com/markov-chain-calculator.html/. Доступ 01.02.2023.

27. Кокурин И. М., Ефанов Д. В. Технологические основы инновационной системы автоматического управления движением поездов // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 5. – С.19–23. DOI: 10.34649/AT.2019.5.5.003.