автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Методы оценки безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики

На правах рукописи

Тарадин Николай Александрович

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

05.22.08 - Управление процессами перевозок АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2010

004602809

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)» на кафедре «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Горелик A.B.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Иванченко В.Н. (РГУПС)

кандидат технических наук, доцент Антонов A.A. (МИИТ)

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Защита состоится «09» июня 2010 г. в 13:15 на заседании диссертационного совета Д 218.005.07 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ауд. 1504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « » # 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Шелухин В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Повышение безопасности и эффективности работы железных дорог, их провозной и пропускной способности требуют разработки и внедрения новых технологических и технических решений в области развития систем управления движением поездов.

Значительный вклад в решение различных задач в области автоматизации и повышения эффективности управления движением поездов внесли известные учёные: В.М. Абрамов, JI.A. Баранов, П.Ф. Бестемьянов,

A.M. Брылеев, Д.В. Гавзов, А.И. Годяев, A.B. Горелик, И.Е. Дмитренко,

B.Н. Иванченко, P.A. Косилов, Ю.А, Кравцов, В.М. Лисенков, Б.Д. Никифоров, E.H. Розенберг, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.В. Шалягин, В.И. Шаманов, В.И. Шелухин и многие другие.

Одной из важных научных проблем в области железнодорожной автоматики является обеспечение безопасности и надёжности функционирования систем и устройств управления движением поездов.

Для повышения уровня безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) используются различные известные методы. Однако, при выборе тех или иных методов повышения безопасности, как правило, не в полной мере учитываются условия эксплуатации систем и средств ЖАТ, путевое развитие станций, интенсивность движения поездов. Вследствие этого применение единых технических решений по повышению безопасности часто приводит к излишней избыточности аппаратного и программного обеспечения систем, усложняет их структуру и снижает эффективность. Поэтому актуальной задачей является разработка методов оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ с учётом условий эксплуатации, интенсивности движения поездов, а также экономических критериев. С

Целью диссертации является разработка теоретических методов оценки безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики с учётом условий эксплуатации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ и обобщение известных методов оценки безопасности систем ЖАТ и безопасности процесса движения поездов.

2. Разработать модели и методы расчёта показателей безопасности функционирования различных систем и устройств ЖАТ, учитывающие случайный характер потоков отказов и вероятностные характеристики эксплуатации систем и устройств ЖАТ.

3. Разработать методику сравнительной оценки безопасности функционирования различных систем и устройств ЖАТ в заданных условиях эксплуатации.

Методы исследований. Проведённые в диссертации исследования базируются на использовании методов математического моделирования, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории массового обслуживания, теории случайных импульсных потоков, теории графов и теории множеств.

Достоверность основных научных положений диссертации обусловлена корректностью исходных математических моделей, обоснованностью принятых допущений в предложенных методах расчёта, результатами экспериментальных исследований, апробированием научных выводов на конференциях и симпозиумах, а также результатами внедрения и практического использования основных положений диссертации.

Научная новизна состоит в том, что автором предложен ряд новых моделей для оценки безопасности процесса функционирования систем ЖАТ при различных условиях эксплуатации. В частности, научная новизна проведённых исследований состоит в следующем:

- разработаны и обоснованы новые модели для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ на основе теорий массового обслуживания и случайных импульсных потоков. Данные модели позволяют рассматривать процесс функционирования систем и устройств ЖАТ совместно с процессом движения поездов;

- разработана методика сравнительной оценки различных систем ЖАТ по критерию безопасности функционирования при заданных условиях эксплуатации;

разработана методика сравнительного анализа безопасности функционирования систем ЖАТ на железнодорожных переездах с учётом действия различных дестабилизирующих факторов.

Практическая ценность полученных результатов состоит в доведении результатов научных исследований до конкретных методик, с помощью которых можно проводить сравнительный анализ различных систем и устройств ЖАТ с точки зрения безопасности их функционирования, что позволит:

- более рационально использовать различные методы повышения уровня безопасности функционирования систем ЖАТ с учётом условий эксплуатации;

- избежать необоснованных затрат на проектирование и внедрение систем ЖАТ, а также дополнительных эксплуатационных расходов на их содержание.

Реализация результатов работы. Предложенные в диссертации методы сравнительного анализа безопасности функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики использованы при проектировании и внедрении систем ЖАТ на сети железных дорог в рамках реализации инвестиционной программы внедрения систем микропроцессорной централизации. Результаты диссертационной работы используются на кафедре «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь» МИИТ в лекционных курсах и лабораторном практикуме по дисциплине «Станционные системы автоматики и телемеханики» и при дипломном проектировании по специальности 190402.65 - «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на четвёртой международной научно-практической конференции «ТрансЖАТ-2008» (Сочи, 2008), на второй

международной научно-практической конференции «Молодёжь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2009), на международном симпозиуме «Надёжность и качество» (Пенза, 2009), на межрегиональной научно-практической конференции «История и перспективы развития транспорта на севере России» (Ярославль, 2009), на XX межвузовской студенческой конференции «Актуальные проблемы естествознания» (Нижний Новгород, 2008), на X научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2010), а также на заседаниях кафедры «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь» РГОТУПС и МИИТ 2007-2009 гг.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертационной работы, изложены в 13 печатных работах. Две из них опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 129 наименований, 7 приложений (на 31 странице). Диссертация содержит 146 страниц основного текста, 27 рисунков, 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, практическая значимость и научная новизна диссертационной работы, определены цель и задачи исследования.

В первой главе проведён анализ международных, государственных и отраслевых нормативных документов, а также научных исследований в области безопасности систем ЖАТ. В работе обоснован вывод о том, что безопасность является свойством перевозочного процесса либо процесса функционирования устройств (систем) ЖАТ, которые участвуют в реализации перевозочного процесса, а не свойством самих устройств (систем) ЖАТ, функционально изолированных от транспортного комплекса. Поэтому целесообразно

рассматривать не безопасность устройств (систем) ЖАТ, а безопасность их функционирования.

Под функционированием устройств (систем) ЖАТ будем понимать технологический процесс реализации функций по управлению и регулированию процесса движения поездов с помощью устройств (систем) ЖАТ. Тогда безопасность функционирования устройств (систем) ЖАТ - это свойство процесса функционирования устройств (систем) ЖАТ, при котором функционирующие устройства (системы) ЖАТ не создают угрозу жизням и здоровью пассажиров, технического персонала, населения, сохранности грузов, объектов хозяйствования, технических средств транспортной системы за расчётное время.

В диссертации предложено и обосновано множество состояний систем и устройств ЖАТ, сформулированы определения активного и пассивного состояний устройства (системы) ЖАТ.

Состояние устройства (системы) ЖАТ называется активным в некотором интервале времени, если оно в течение этого интервала участвует в реализации функций по управлению и регулированию процесса движения поезда, а параметры функционирования устройства (системы) ЖАТ влияют на безопасность движения поезда. Пассивное состояние устройства (системы) ЖАТ - это такое состояние устройства (системы), когда оно в течение некоторого интервала времени не участвует в реализации функций по управлению и регулированию процесса движения поезда, а параметры функционирования системы ЖАТ не влияют на безопасность движения поезда. Тогда множество состояний устройств (систем) ЖАТ Бжлт можно разбить на следующие подмножества:

= я; и б: и 5; и 5; и и и и , где - пассивное исправное состояние устройства (системы) ЖАТ; -активное исправное состояние устройства (системы) ЖАТ; - пассивное работоспособное состояние устройства (системы) ЖАТ; 8"р - активное

работоспособное состояние устройства (системы) ЖАТ; Б" - пассивное защитное состояние устройства (системы) ЖАТ; - активное защитное состояние устройства (системы) ЖАТ; 5" - пассивное опасное состояние устройства (системы) ЖАТ; 5° - активное опасное состояние устройства (системы) ЖАТ.

С точки зрения безопасности функционирования устройств (систем) ЖАТ можно объединить некоторые подмножества: = и

где 5"с и - соответственно пассивное и активное

неопасные состояния устройств (систем) ЖАТ.

В качестве показателей безопасности функционирования устройства (системы) ЖАТ в работе предложено использовать вероятность перехода устройства (системы) ЖАТ в активное опасное состояние за расчётное время, а также среднюю интенсивность такого перехода.

Таким образом, для анализа безопасности функционирования устройств (систем) ЖАТ необходимо рассмотреть модели влияния друг на друга двух потоков случайных событий: потока отказов устройств (систем) ЖАТ как опасных дестабилизирующих факторов и потока случайных событий, переводящих устройство (систему) ЖАТ в активное состояние относительно перевозочного процесса (движения поезда).

Во второй главе диссертации проведено моделирование рассматриваемых случайных потоков с учётом особенностей функционирования систем и устройств ЖАТ. Для анализа потока активных и опасных состояний станционных устройств железнодорожной автоматики в работе предложены модели в виде орграфа маршрутной топологии и структурно-элементного орграфа.

Согласно первой модели, каждому элементу топологического плана станции б А может быть поставлено в соответствие подмножество

поездных и маневровых маршрутов

С4а}еА)->(М}&М). (1)

Каждая станция имеет индивидуальное топологическое развитие и соответствующие множества топологических элементов А и маршрутов М, Соотношение (1) целесообразно представить в виде двудольного орграфа маршрутной топологии соответствующей станции, что позволит решить следующие задачи:

- определить интенсивности потока активных состояний топологических элементов путевого развития станции, а также устройств (системы) ЖАТ;

- определить показатели безопасности функционирования системы ЖАТ для различных маршрутов.

В соответствии со второй моделью на множестве элементов топологического развития станции А={а¡} зададим множество Л технических средств и устройств ЖАТ. Каждому техническому средству или устройству ЖАТ г; е К может быть поставлено в соответствие подмножество

топологических элементов станции Л. е А :

(2)

Соотношение (2) представляется в виде структурно-элементного орграфа станционной системы, на основе которого в работе предложены способы моделирования потоков опасных состояний систем и устройств ЖАТ.

В работе предложено и обосновано использование модели случайных точечных процессов для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ.

Поток отказов системы ЖАТ можно представить в виде случайного точечного процесса на оси времени /, а активные состояния системы ЖАТ - в виде временных интервалов Л/ на оси времени I, причём моменты начала и длительность этих интервалов определяются в соответствии с характеристиками поездных и маневровых передвижений.

При совмещении двух данных случайных процессов можно решить задачу определения вероятности попадания точки (отказа системы ЖАТ) на

интервал времени нахождения системы ЖАТ в активном состоянии. Для системы ЖАТ это соответствует вероятности перехода системы ЖАТ в активное опасное состояние.

С точки зрения безопасности функционирования устройств ЖАТ в случайном потоке различных отказов Я должны остаться только опасные отказы (поток Пр). Для описания указанного условия воспользуемся операцией разрежения потока событий ЯР{П}:

Пр=Яр{П}. (3)

Если подвергать исходный поток событий Я многократному Яр-преобразованию, то интенсивность результирующего потока стремится к нулю. Поэтому, согласно теории случайных процессов, вводится новое

преобразование Кр потока Я, состоящее в том, что поток Я сначала

подвергается преобразованию Ер, а затем «сжимается» так, чтобы интенсивность потока Пр была равна интенсивности исходного потока Я. Для этого достаточно случайную величину Тр умножить на величину р (вероятность, с которой точка остаётся в рассматриваемом потоке):

Тр=Тр-р. (4)

При этом изменится масштаб на оси времени для случайного потока отказов системы ЖАТ. В этом случае для решения задачи попадания точки из первого потока на интервал времени из второго потока необходимо соответственно в такой же мере изменить масштаб по оси времени для потока активных состояний системы ЖАТ, для которого прореживание не требуется.

В результате проведённых преобразований, согласно теореме Реньи для редеющих случайных потоков, в работе обоснована правомерность допущения о распределении потока опасных отказов систем и устройств ЖАТ по экспоненциальному закону.

Предлагаемая модель может быть использована для структурного расчёта показателей безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ. Недостатком данной модели является то, что при оценке безопасности функционирования устройства (системы) ЖАТ опасный отказ представляет

собой точку на оси времени, т.е. устраняется мгновенно, что приводит к завышенным оценкам показателей безопасности, т.к. на обнаружение и устранение отказов требуется определённое время, в течение которого устройство (система) ЖАТ будет находиться в опасном состоянии.

В третьей главе диссертации предложены модели для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ на основе теорий массового обслуживания (ТМО) и случайных импульсных потоков (ТСИП).

Модель функционирования устройств (систем) ЖАТ для оценки показателей безопасности на основе методов ТМО представляет собой систему массового обслуживания (СМО) ненадёжных приборов с отказами, в которой в виде требований входящего потока моделируются маршрутные передвижения; в виде дисциплины обслуживания - безопасная реализация этих передвижений. Выход из строя обслуживающего прибора и восстановление его работоспособности рассматриваются соответственно как появление и устранение опасных отказов устройств (систем) ЖАТ. Исходящий поток требований складывается из обслуженных требований, а также требований покинувших прибор необслуженными (недообслуженными). Поток обслуженных требований для систем ЖАТ представляет собой поток безопасно реализованных маршрутных передвижений. Поток необслуженных (недообслуженных) требований соответствует нереализованным маршрутным передвижениям вследствие проявления поражающих факторов, как результат действия дестабилизирующих факторов.

На основе предложенной модели СМО при допущении о простейшем распределении входящих потоков и времени обслуживания получено выражение для определения вероятности Рл0 перехода в активное опасное состояние устройства (системы) ЖАТ:

р ,_^аКУ-ОС^А + К + У-О)

Л0 (?-о + И а)(¿о + Но) + ЛаМо ((Ло +Мо)(Ло+Мл) + ЛлМоУЛо + Мо)^ ' '

где Х0 и ц0 - соответственно интенсивности возникновения и устранения опасных отказов; ХА - интенсивность маршрутных передвижений;

цА - параметр плотности распределения длительности реализации маршрутных передвижений.

Для учёта эффекта последействия при функционировании систем ЖАТ в диссертации предлагается использовать метод Л-потоков, согласно которому вероятность появления требования в системе или окончания его обслуживания пропорциональна длине интервала времени ¿1/ и соответственно интенсивности поступления требования или интенсивности его обслуживания.

Таким образом, условия эксплуатации устройств и систем ЖАТ учитываются с помощью двух Л-потоков. В этом случае для стационарного режима вероятность перехода в активное опасное состояние устройства (системы) ЖАТ с учётом фактических данных об его эксплуатации определяется выражением:

Р Ио(\)+т»А) ,

л0 (Х0+тцл)(Я0+ц0) + илц0

+_кХАЯоМо(кЛА+Яо+/10)_'

((¿о+МоХ*о+ )+кЯАЦо }(Я0 + цо )кЛА где кит- коэффициенты, определяемые статистически в соответствии с методом Л-потоков.

Данная модель может быть использована для оценки безопасности функционирования устройства (системы) ЖАТ при анализе воздействия какого-либо одного дестабилизирующего фактора.

При одновременном действии нескольких дестабилизирующих факторов, которые могут привести к переходу устройства (системы) ЖАТ в активное опасное состояние, в работе для определения показателей безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ предложена модель случайных импульсных потоков. Данная модель позволяет рассматривать случайный процесс перехода устройства (системы) ЖАТ из одного состояния в другое как более общий случай случайного процесса с дискретными состояниями и непрерывным временем.

Случайный импульсный поток ХА(1) представляет собой случайный поток активных состояний устройства (системы) ЖАТ (рис. 1, а), где длительность импульса \А соответствует длительности активного состояния устройства (системы) ЖАТ, а длительность паузы т ^ - длительности пассивного состояния устройства (системы) ЖАТ. гп

а)

б)

Го

¡3*1

■Счг

В)

Тн

Т I I I I

ХаЮ

ХоО)

Тпн

I I I I

ХАО*(1)

Рис. 1 Модель для оценки безопасности функционирования систем ЖАТ на основе методов теории случайных импульсных потоков Случайный поток Х0(() представляет собой случайный поток опасных состояний устройства (системы) ЖАТ (рис. 1, б), где длительность импульса х0 соответствует длительности нахождения устройства (системы) ЖАТ в опасном состоянии; длительность паузы тя соответствует длительности нахождения

устройства (системы) ЖАТ в неопасном состоянии. Случайный поток *

импульсов совпадений ХА0(г) представляет собой случайный поток активных опасных состояний устройства (системы) ЖАТ (рис. 1, в), где длительность импульса 1А0 соответствует длительности нахождения устройства (системы) ЖАТ в активном опасном состоянии (причём, учитывается только время восстановления устройства (системы) ЖАТ, а не время ликвидации

поражающих факторов и их последствий). Амплитуда импульсов во всех

*

рассматриваемых потоках ХА(1), Х0(/) и ХА0(1) принята равной единице.

На основании известных методов исследования характеристик дестабилизирующих факторов (априорный, апостериорный, байесовский) в зависимости от имеющейся информации определяются законы распределения времени нахождения устройств (систем) ЖАТ в опасном и неопасном состояниях.

В качестве закона распределения времени нахождения устройств (систем) ЖАТ в активном и пассивном состояниях в работе предложено использовать распределения Эрланга порядка г.

Средние частоты следования импульсов, соответствующих активным состояниям устройства (системы) ЖАТ, и импульсов, соответствующих опасным состояниям устройства (системы) ЖАТ, могут быть определены как:

\хл=\/(хА+хп), (7)

Ро=У(*о+*н)- (8)

Длительность и частоту следования импульсов потока совпадения, образованного в результате перекрытия во времени импульсов потока активных состояний и импульсов потока опасных состояний устройства (системы) ЖАТ соответственно обозначим тАО и цА0.

Пусть длительность импульса потока совпадения удовлетворяет условию: тА0 > 5, где б - заданная величина.

Тогда средняя частота следования импульсов совпадения и потоков, длительность каждого из которых не менее б , определяется выражением:

ео

= -Ш ¡(т ~ 3)а,(т)с1т. (9)

"1](т -8)аг(х)йты 5

з

Для перехода в активное опасное состояние устройства (системы) ЖАТ достаточно самого факта совпадения двух событий, т.е. 8=0. Тогда формулу (9) можно привести к виду:

¡аА(т№т + тА1а0(т)<1т)((т/1 + тп)(т0 + 1://)). (Ю)

о о

Математическое ожидание длительности импульсов потока совпадения активных и опасных состояний устройства (системы) ЖАТ равно:

Тао = О +1 /г0У^тА-т0/(гА+т0). (П)

В работе приведён вывод формулы для определения вероятности перехода устройства (системы) ЖАТ в активное опасное состояние РА0((), которая имеет вид:

^ ' «о

рло(') = Рао*ло + 0 ~Рло*ло)— [¿х \Раи(У)<*У (12)

ТПН 0 х

где Рл//(т) - плотность вероятности длительности паузы потока совпадения активных и опасных состояний устройства (системы) ЖАТ.

На основе полученного выражения в диссертации рассмотрен пример расчёта вероятности перехода устройства (системы) ЖАТ в активное опасное состояние при допущении об экспоненциальном распределении случайных величин. В этом случае:

п)(хо+хн))> (13)

Рао(0 = , ,+ 1-

(]1-е

(14)

(*А+*П)(Т0+Тн) I (гЛ + тп)(тО + тн);

где Кпн - параметр закона распределения длительности паузы потока совпадений активных и опасных состояний систем ЖА'Г.

На основе предложенных моделей в диссертации разработан технологический алгоритм сравнительной оценки различных систем ЖАТ по критериям безопасности функционирования в заданных условиях эксплуатации.

В работе проведена сравнительная оценка систем микропроцессорной централизации и диспетчерского управления по критериям безопасности функционирования. С помощью имитационного моделирования обоснована адекватность предложенных математических моделей.

В данной главе приведены рекомендации по практическому использованию методов сравнительного анализа безопасности функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики при проектировании и внедрении систем ЖАТ на сети железных дорог в рамках реализации инвестиционной программы внедрения систем микропроцессорной централизации.

В четвёртой главе разработана и обоснована модель для оценки безопасности движения на железнодорожном переезде.

В диссертации произведён обзор систем обеспечения безопасности на железнодорожных переездах и анализ известных методов оценки безопасности движения на железнодорожных переездах. Установлено, что оценку уровня обеспечения безопасности на железнодорожных переездах следует производить на основе вероятностных показателей с учётом интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта.

В разработанной модели для оценки безопасности движения на железнодорожном переезде кроме импульсных потоков ХА(1) и необходимо рассматривать поток Хт(I), характеризующий интенсивность движения автотранспорта через железнодорожный переезд, где длительность импульса хт соответствует длительности проследования железнодорожного переезда автомобильным транспортом, а длительность паузы тс - интервалу времени, в течение которого через железнодорожный переезд не движется автомобильный транспорт.

Средняя частота следования импульсов рГг, соответствующих проследованию железнодорожного переезда автомобильным транспортом, может быть определена как:

\хт=\/(хт+хс). (15)

Длительность и частоту следования импульсов потока совпадения соответственно обозначим тА0Т и цА0Т. Тогда формула (9) примет вид:

f0fr ¡aA(r)dt+rArT \a0(tjdz + TAT0 \aT(r)dr\. (16)

/

Йлот(6)='Рл-'Ро-Рт1

ООО

Формулу для определения математического ожидания длительности импульсов потока совпадения можно привести к виду:

*лот 'то ^т /(Г0 "Гг +ТА -гт +ТА -х0). (17)

Вероятность перехода переезда в активное опасное состояние определяется выражением:

| / 00

РаоЛ 0 = ~Рлот*лот + (! - Маот^аот)-— \<&\РтсШУ ■ (18)

ГПНС 0 *

Для анализа безопасности движения на железнодорожном переезде сделаем следующие допущения: среднее время проследования переезда поездами и автомобилями и время устранения пассивного опасного отказа системы обеспечения безопасности определены для заданного переезда (хА = const,Т0 = const,х Т = const)', длительность пауз в рассматриваемых импульсных потоках распределены по простейшему закону. Тогда формулу (16) можно привести к виду:

Маот(КД;*ОТК;Л1Т)= „ , ,J- Д 777^7/1 (19)

( тл+\/Лпд)( т0+\/А0тк)( тт +1/Ятр) где \Пд - интенсивность движения поездов на участке железной дороги с переездом; Хотк - интенсивность опасных отказов системы ЖАТ; ХТР - интенсивность движения автотранспорта через железнодорожный переезд.

Если задано нормированное значение средней интенсивности перехода железнодорожного переезда в активное опасное состояние JiA%fM и известно значение интенсивности возникновения опасных отказов Хотк систем и технических средств обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах, то по формуле (19) можно получить семейство зависимостей Раот(^пд) Д™ различных интенсивностей движения автомобильного транспорта через железнодорожный переезд (рис. 2).

Л-ПД2 ^ПДЗ

Рис. 2 Зависимости интенсивностей перехода железнодорожного переезда в активное опасное состояние от интенсивностей движения

железнодорожного и автомобильного транспорта По приведённым зависимостям (рис. 2) можно определить значения интенсивностей движения поездов и автомобильного транспорта через железнодорожный переезд, при которых обеспечивается требуемый уровень безопасности на переезде.

В настоящее время выбор оборудования переездов зависит от его категории, которая определяется размерами движения поездов и автотранспорта через переезд. Однако, категории железнодорожных переездов не достаточно точно учитывают интенсивность движения автомобильного и железнодорожного транспорта. На основе предложенной в диссертации модели и принципов сравнения уровня безопасности движения на переезде можно более точно обосновать выбор применяемых систем и технических средств для ограждения конкретного железнодорожного переезда.

В диссертации разработана методика сравнительного анализа систем и технических средств обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах с учётом действия трёх основных дестабилизирующих факторов: отказа системы ЖАТ, вынужденной остановки автомобиля на переезде и выезда на закрытый переезд автотранспорта вследствие «нетерпеливости» водителя.

Для этого вводятся следующие показатели:

- Ртт(^) ' вероятность перехода переезда в активное опасное состояние вследствие отказа системы ЖАТ;

- Рю(0 " вероятность перехода переезда в активное опасное состояние вследствие вынужденной остановки автомобиля на переезде;

- Рив(I) - вероятность перехода переезда в активное опасное состояние вследствие «нетерпеливости» водителей.

На основе теории случайных импульсных потоков в соответствии с предложенной моделью можно определить:

- - вероятность перехода в активное опасное состояние железнодорожного переезда, оборудованного только переездной сигнализацией (неохраняемый переезд);

- Рг(О - вероятность перехода в активное опасное состояние охраняемого железнодорожного переезда, оборудованного автоматическими шлагбаумами;

- Ръ(1) - вероятность перехода в активное опасное состояние охраняемого железнодорожного переезда, оборудованного автоматическими шлагбаумами и устройствами заграждения переезда (УЗП).

В диссертационной работе исследована модель случайных процессов движения автомобильного и железнодорожного транспорта через конкретный переезд и в качестве примера построены зависимости Рх(I), Рг(I) и Рг(1) (рис. 3).

Рис. 3 Зависимости вероятностей перехода железнодорожного переезда в активное опасное состояние от времени

В качестве альтернативной системы, обеспечивающей требуемый уровень безопасности движения на переезде, в четвёртой главе рассмотрена система обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах с использованием аппаратуры видеоконтроля и произведена оценка её технологической эффективности.

Приложения содержат сравнительный анализ нормативных документов в области безопасности систем ЖАТ, технологический алгоритм сравнения безопасности функционирования систем ЖАТ, результаты имитационного моделирования функционирования систем микропроцессорной централизации, а также движения поездов и автотранспорта через железнодорожный переезд, вывод формул для определения вероятностей перехода железнодорожного переезда в активное опасное состояние, расчёт экономической эффективности внедрения систем видеоконтроля для обеспечения безопасности движения на переезде.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертации состоят в следующем:

1. Сформулировано множество состояний устройств (систем) ЖАТ с точки зрения безопасности их функционирования и использования в перевозочном процессе.

2. На основе теоремы Реньи для редеющих случайных потоков обоснована правомерность допущения о распределении потока опасных отказов систем и устройств ЖАТ по экспоненциальному закону.

3. На основе методов теории массового обслуживания предложена и обоснована модель для оценки безопасности функционирования системы ЖАТ как системы ненадёжных приборов с отказами.

4. Предложена модель для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ на основе теории случайных импульсных потоков,

позволяющая производить сравнительный анализ безопасности систем и устройств ЖАТ с учётом интенсивности движения поездов.

5. Разработан технологический алгоритм сравнительной оценки различных систем ЖАТ по критериям безопасности функционирования в заданных условиях эксплуатации.

6. Проведена сравнительная оценка систем микропроцессорной централизации и диспетчерского управления по критериям безопасности функционирования с помощью методов имитационного моделирования. Обоснована адекватность предложенных математических моделей.

7. Разработана методика сравнительного анализа систем и технических средств обеспечения безопасности на железнодорожном переезде с учётом действия различных дестабилизирующих факторов и интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта через переезд.

8. Предложенные в диссертации методы сравнительного анализа безопасности функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики использованы при проектировании и внедрении систем ЖАТ на сети железных дорог в рамках реализации инвестиционной программы внедрения систем микропроцессорной централизации.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Горелик A.B., Неваров П.А., Тарадин H.A. Модель оценки безопасности систем железнодорожной автоматики по параметрам движения поездов И НТТ - наука и техника транспорта. - 2008. - №4. - С. 78 - 81.

2. Тарадин H.A. Сравнительная оценка безопасности функционирования железнодорожных переездов // НТТ - наука и техника транспорта,- 2009. - №4.

Публикации в других изданиях

3. Тарадин H.A. Оценка показателей безопасности многофункционального комплекса управления движения поездов при передаче команд телеуправления // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. - М.: РГОТУПС, 2008. С. 47 - 49.

4. Безродный Б.Ф., Горелик А. В., Неваров П.А., Тарадин H.A., Шалягин A.B. Управление надежностью систем железнодорожной автоматики и телемеханики на основе экономических критериев // М.: РГОТУПС, 2008. Деп. в ВИНИТИ, № 885-В2008.

5. Горелик A.B., Сундуков А. Г., Тарадин H.A. Оценка показателей эксплуатационной безопасности устройств железнодорожной автоматики и телемеханики // Сборник докладов Четвёртой Международной научно-практической конференции «ТрансЖАТ-2008». - Ростов Н/Д.-2008. - С. 88 - 92.

6. Горелик A.B., Неваров П.А., Сундуков А.Г., Тарадин H.A. Математическое моделирование эксплуатации устройств железнодорожной автоматики // Молодёжь и наука: реальность и будущее: Материалы II Международной научно-практической конференции. - Невинномысск: НИЭУП, 2009. - С. 430 - 432.

7. Горелик A.B., Неваров П.А., Сундуков А.Г., Тарадин H.A. Оценка эксплуатационной безопасности устройств железнодорожной автоматики // Транспортная безопасность и технологии. - 2009. - №1. - С. 56 -58.

8. Горелик A.B., Неваров П.А., Тарадин H.A. Ресурсосберегающие методы управления надёжностью систем железнодорожной автоматики по критерию допустимого уровня экономического ущерба // История и перспективы развития транспорта на севере России: Сборник научных статей. -Ярославль: 2009,- С. 161 -166.

9. Горелик A.B., Неваров П.А., Тарадин H.A. Методы анализа эксплуатационной надёжности и безопасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Надёжность и качество: труды Международного симпозиума. - Пенза: Информационно-издательский центр ПензГУ, 2009. - С. 230-234.

10. Горелик A.B., Неваров П.А., Сундуков А.Г., Тарадин H.A. Применение теории массового обслуживания для анализа технологической эффективности систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Безопасность движения поездов: Труды X Научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2009.

11. Тарадин H.A. Моделирование маршрутных передвижений по станции для оценки показателей безопасности устройств железнодорожной автоматики // Наука МИИТа - транспорту: Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2009. - М.: МИИТ, 2009.

12. Тарадин H.A. Модель оценки безопасности движения на железнодорожных переездах И Безопасность движения поездов: Труды X Научно-практической конференции. - М.: МИИТ, 2009.

13. Тарадин H.A. Модель анализа безопасности устройств железнодорожной автоматики и телемеханики по параметрам движения поезда// Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МИИТ, 2009. - С. 34 -37.

Тарадин Николай Александрович

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

05.22.08 - Управление процессами перевозок Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати {9 . О^._2010 Объем 1,5 п.л.

Печать офсетная Формат 60x84/16

Тираж 80 экз. Заказ № ¿53

Типография МИИТа, 127997, Москва, ГСП-4, ул. Образцова, 9, стр. 9

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. БЕЗОПАСНОСТЬ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ.

1.1 Безопасность ответственных технологических процессов.

1.2 Понятие безопасности систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

1.3 Нормирование и оценка показателей безопасности функционирования1 систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

1.4 Обобщённая модель влияния безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на процесс движения поездов.

1.5 Выводы.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Моделирование систем железно дорожной автоматики и телемеханики с точки зрения выполнения функций безопасности.

2.3 Модель случайных точечных процессов для оценки безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики.

2.4 Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ.

3.1 Модель для оценки безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики на основе методов теории массового обслуживания.

3.1.1 Система ненадёжных приборов с отказами.

3.1.2 Модель для оценки безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики как системы массового обслуживания.

3.2 Модель для оценки безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на основе методов теории случайных импульсных потоков.

3.2.1 Модель потока совпадения импульсов случайных импульсных потоков.

3.2.2 Оценка безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на основе модели случайных импульсных потоков.

3.3 Технологический алгоритм сравнения показателей безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

3.4 Сравнительная оценка безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики.

3.4.1 Статистическая оценка безопасности функционирования микропроцессорной системы железнодорожной автоматики и телемеханики.

3.4.2 Сравнительная оценка безопасности функционирования систем микропроцессорной централизации.

3.4.3 Сравнительная оценка безопасности функционирования систем диспетчерской централизации при передаче ответственных команд.

3.5 Выводы.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДАХ.

4.1 Проблема обеспечения безопасности движения на железнодорожных переездах.

4.2 Методы и модели для оценки безопасности движения на железнодорожных переездах.

4.2.1 Методы оценки безопасности движения на железнодорожных переездах.

4.2.2 Модель для оценки безопасности движения на железнодорожных переездах на основе теории случайных импульсных потоков.

4.3 Сравнительная оценка безопасности движения на железнодорожных переездах.

4.3.1 Принципы сравнения уровня безопасности движения на железнодорожных переездах.

4.3.2 Сравнительный анализ безопасности движения на охраняемых и неохраняемых железнодорожных переездах.

4.3.3 Оценка технологической эффективности системы телевизионного контроля железнодорожных переездов.

4.4 Выводы.

Обеспечение безопасности движения поездов остаётся одной из важнейших задач, стоящих перед федеральным железнодорожным транспортом. Повышение безопасности и эффективности работы железных дорог, их провозной и пропускной способности требуют разработки и внедрения новых технологических решений и технических средств управления движением поездов. При этом особая роль принадлежит средствам железнодорожной автоматики и телемеханики. Составляя всего 5% от общей стоимости основных фондов железнодорожной отрасли, они определяют пропускную способность железнодорожных линий, обеспечивают автоматизацию перевозочного процесса и безопасность движения поездов.

В современных условиях развитие систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) направлено на применение микропроцессорных систем управления со сложной технической и организационной структурой, современным программным и информационным обеспечением. Внедрение микропроцессорных систем позволит повысить качественный уровень управления движением поездов за счёт расширения функциональных возможностей, быстрого сбора, обработки и детального анализа информации, максимально высокой вероятности принятия решения адекватного реальной ситуации.

Одной из наиболее важных научных проблем в области железнодорожной автоматики является обеспечение безопасности и надёжности функционирования систем и устройств управления, совершенствования методов их анализа и синтеза.

Значительный вклад в решения различных задач в области повышения эффективности и автоматизации управления движением поездов внесли известные учёные: В.М. Абрамов, JI.A. Баранов, И.В. Беляков, П.Ф. Бестемьянов, A.M. Брылеев, Д.В.Гавзов, А.И. Годяев, A.B. Горелик,

И.Е. Дмитренко, P.A. Косилов, Ю.А. Кравцов, В.М. Лисенков, Б.Д. Никифоров, E.H. Розенберг, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.В. Шалягин, В.И. Шаманов, В.И. Шелухин и многие другие.

Для повышения уровня безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ используются методы многоканального контроля, основой которых является аппаратное (структурное), программное, временное резервирование, а также различные методы создания запасов прочности элементов, парирования опасных отказов. Однако, в настоящее время при выборе тех или иных методов повышения безопасности не всегда в достаточной степени учитываются условия эксплуатации систем и средств ЖАТ, путевое развитие станций, интенсивность движения поездов. Вследствие этого применение единых технических решений по повышению безопасности часто приводит к излишней избыточности аппаратного и программного обеспечения систем, значительно усложняет их структуру и снижает эффективность. Таким образом, большую актуальность приобретает разработка методов оценки безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики с учётом их влияния на процесс движения поездов, а также экономических критериев.

Целью работы является разработка теоретических методов оценки показателей безопасности функционирования систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики с учётом условий эксплуатации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ и обобщение известных методов оценки безопасности систем ЖАТ и безопасности процесса движения поездов.

2. Разработать математические модели и методы расчёта показателей безопасности функционирования различных систем и устройств ЖАТ, учитывающие случайный характер потоков отказов и вероятностные характеристики интенсивности эксплуатации систем и устройств ЖАТ.

3. Разработать методику сравнительной оценки безопасности функционирования различных систем и устройств ЖАТ в заданных условиях эксплуатации.

Проведённые в диссертации исследования базируются на использовании методов математического и статистического моделирования, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории массового обслуживания, теории случайных импульсных потоков, теории графов и теории множеств.

В первой главе проведён анализ международных, государственных и отраслевых нормативных документов, а также научных исследований в области безопасности систем ЖАТ. В работе обосновывается вывод о том, что безопасность является свойством перевозочного процесса либо процесса функционирования устройств (систем) ЖАТ, которые участвуют в реализации перевозочного процесса, а не свойством самих устройств (систем) ЖАТ, функционально изолированных от транспортного комплекса в целом. Для анализа безопасности функционирования устройств (систем) ЖАТ вводятся понятия активного и пассивного состояний устройств (систем) ЖАТ; состояний устройств (систем) ЖАТ с учётом их участия в реализации перевозочного процесса; пассивного опасного отказа и активного опасного отказа устройств (систем) ЖАТ.

Во второй главе для анализа потока активных и опасных состояний станционных устройств железнодорожной автоматики предлагаются модели в виде орграфа маршрутной топологии и структурно-элементного орграфа, а также обосновывается правомерность допущения о распределении потока опасных отказов систем и устройств ЖАТ по экспоненциальному закону.

В третьей главе предложены и обоснованы модели для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ на основе методов теории массового обслуживания и теории случайных импульсных потоков; проведена статистическая сравнительная оценка различных систем микропроцессорной централизации и диспетчерского управления по критериям безопасности функционирования. С помощью имитационного моделирования обоснована адекватность предложенных математических моделей.

В четвёртой главе разработаны и обоснованы математическая модель для оценки безопасности движения на железнодорожных переездах, методика сравнительного анализа систем и технических средств обеспечения безопасности на железнодорожном переезде с учётом действия различных дестабилизирующих факторов и интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта через переезд. Также рассмотрена система обеспечения безопасности движения на железнодорожном переезде с использованием аппаратуры видеоконтроля и произведена оценка её технологической эффективности.

Предложенные в диссертации методы оценки безопасности функционирования систем ЖАТ позволяют сравнивать системы ЖАТ с точки зрения влияния их на безопасность перевозочного процесса с учётом особенностей структуры систем и устройств, а также интенсивности их использования в процессе управления движением поездов. Предложенные в данной работе методики и модели позволяют получить выводы об эффективности использования тех или иных систем ЖАТ в заданных условиях эксплуатации.

Результаты исследований, полученные в диссертации, нашли применение при сравнительной оценке безопасности функционирования различных систем ЖАТ при их проектировании и внедрении на сети железных дорог при реализации инвестиционной программы внедрения систем микропроцессорной централизации.

4.4 Выводы

1. Произведён обзор систем обеспечения безопасности на железнодорожных переездах и анализ методов оценки безопасности движения на железнодорожных переездах. Установлено, что оценку уровня обеспечения безопасности на железнодорожных переездах следует производить на основе вероятностных показателей с учётом интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта.

2. На основе теории случайных импульсных потоков обоснована и разработана математическая модель для оценки безопасности движения на железнодорожных переездах с учётом используемых систем, интенсивности движения поездов и автомобильного транспорта через железнодорожный переезд.

3. Разработана методика сравнительного анализа систем и технических средств обеспечения безопасности на железнодорожном переезде с учётом действия различных дестабилизирующих факторов и интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта через переезд.

4. Предложен метод выбора систем обеспечения безопасности на железнодорожных переездах на основе сравнения расчётных и нормативных значений показателей безопасности.

5. Рассмотрена система обеспечения безопасности движения на железнодорожном переезде с использованием аппаратуры видеоконтроля и произведена оценка её технологической эффективности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертации состоят в следующем:

1. Сформулировано и обосновано множество состояний систем (устройств) ЖАТ с точки зрения безопасности их функционирования и использования в перевозочном процессе.

2. На основе теоремы Реньи для редеющих случайных потоков обоснована правомерность допущения о распределении потока опасных отказов систем и устройств ЖАТ по экспоненциальному закону.

3. На основе методов теории массового обслуживания предложена и обоснована модель для оценки безопасности функционирования системы ЖАТ как системы ненадёжных приборов с отказами.

4. Предложена модель для оценки безопасности функционирования систем и устройств ЖАТ на основе теории случайных импульсных потоков, позволяющая производить сравнительный анализ безопасности систем и устройств ЖАТ с учётом интенсивности движения поездов.

5. Разработан технологический алгоритм сравнительной оценки различных систем ЖАТ по критериям безопасности функционирования в заданных условиях эксплуатации.

6. Проведена сравнительная оценка систем микропроцессорной централизации и диспетчерского управления по критериям безопасности функционирования с помощью методов имитационного моделирования. Обоснована адекватность предложенных математических моделей.

7. Разработана методика сравнительного анализа систем и технических средств обеспечения безопасности на железнодорожном переезде с учётом действия различных дестабилизирующих факторов и интенсивности движения автомобильного и железнодорожного транспорта через переезд.

8. Предложенные в диссертации методы сравнительного анализа безопасности функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики использованы при проектировании и внедрении систем ЖАТ на сети железных дорог при реализации инвестиционной программы внедрения систем микропроцессорной централизации.

1. Абрамов В.М., Никифоров Б.Д., Шалягин Д.В. Безопасность систем железнодорожной автоматики // НТТ наука и техника транспорта. -2005. - №4. - С. 53 - 58.

2. Абрамов В.М., Никифоров Б.Д., Шалягин Д.В. Характеристики надёжности и функциональной безопасности структур железнодорожной автоматики // Вестник ВНИИЖТ. 2006. - №1. - С. 32 - 38.

3. Абрамов В.М., Мугинштейн JI.A. О комплексном подходе к нормированию показателей функциональной безопасности микропроцессорных устройств управления движением поезда // Вестник ВНИИЖТ. 2001. - №1. - С. 33 - 37.

4. Акимов В.А., Лесных В.В., Радаев H.H. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах. М.: Деловой экспресс, 2004. - 352 с.

5. Акимов В. А., Новиков В. Д., Радаев H.H. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. — М.: Деловой экспресс, 2001. 343 с.

6. Безродный Б. Ф., Горелик А. В., Неваров П. А., Тарадин H.A., Шалягин А. В. Управление надежностью систем железнодорожной автоматики и телемеханики на основе экономических критериев // М.: РГОТУПС, 2008. Деп. в ВИНИТИ, № 885-В2008.

7. Болотин A.B. Оценка экономической эффективности проектных решений // Железнодорожный транспорт. 1996. - № 12.

8. Боровков Ю.Г., Горелик A.B., Балабанов И.В. Методика доказательства безопасности микропроцессорных систем диспетчерской централизации // Совершенствование систем железнодорожного транспорта: Межвуз. сборник научн. трудов М.: РГОТУПС, 2004.

9. Величко В.В. К проблеме управления катастрофами // Доклады Академии наук, 1996, том 349, №6, С. 732 735.

10. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

11. Вентцель Е. С., Овчаров JI. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Высшая школа, 2000. - 383 с.

12. Волков Б.А. Экономическая эффективность инвестиций на железнодорожном транспорте в условиях рынка. М.: Транспорт, 1996. — 191 с.

13. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: КомКнига, 2005. - 400 с.

14. Годяев А.И., Гриншпун Ю.И. Паспортизация железнодорожных переездов и их сертификация по условиям безопасности // Автоматика, связь и информатика. 2002. - №7. - С.27 - 29.

15. Годяев А.И. Научно обоснованные решения по снижению аварийности на переездах // Автоматика, связь и информатика. 2004. - №5. -С.35 - 37.

16. Годяев А.И. О классификации железнодорожных переездов // Автоматика, связь и информатика. 2005. - №1. - С.37 - 39.

17. Годяев А.И. Принятие решений, влияющих на обеспечение безопасности на переездах // Автоматика, связь и информатика. — 2004. -№11.-С. 30-32.

18. Горелик A.B. Алгоритмические и программные средства систем ' обеспечения безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте: Дисс. на соиск. уч. степени к-та техн. наук -М.: МИИТ, 1997. (На правах рукописи).

19. Горелик A.B. Математическая модель для расчета периодичности техобслуживания устройств железнодорожной автоматики // Автоматика, связь, информатика. 2002. - №6. - С.40 - 41.

20. Горелик A.B. Проблемы безопасности программного обеспечения микропроцессорных систем // Автоматика, связь, информатика. 2002. - №8. - С.24 - 26.

21. Горелик A.B. Технологическая эффективность процесса проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики: Дисс. на соиск. уч. степени д-ра техн. наук М.: РГОТУПС, 2005. (На правах рукописи).

22. Горелик A.B., Неваров П.А., Сундуков А.Г., Тарадин H.A. Оценка эксплуатационной безопасности устройств железнодорожной автоматики // Транспортная безопасность и технологии. 2009. - №1. - С. 56 -58.

23. Горелик A.B., Неваров П.А., Тарадин H.A. Модель оценки безопасности систем железнодорожной автоматики по параметрам движения поездов // НТТ наука и техника транспорта. - 2008. - №4. - С. 78 - 81.

24. ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий.

25. ГОСТ Р 22.0.05 94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

26. ГОСТ 27.004-85. Надёжность в технике. Системы технологические. Термины и определения.

27. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

28. ГОСТ Р 22.2.08—96. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Безопасность движения поездов. Термины и определения.

29. Грунтов П.С. Эксплуатационная надёжность станций- М.: Транспорт, 1986. 247 с.

30. Губинский А.И. Надёжность и качество функционирования эргономических систем. М.: Наука, 1982. - 270 с.

31. Давенпорт В.Б., Рут B.JI. Введение в теорию случайных сигналов и шумов (пер. с англ.) М.: Изд-во иностранной литературы, 1960.

32. Даль В. Толковый словарь живого великого русского языка. -Изд. стереотип. М.: Рус. яз., 1978. — 669 с.

33. Дружинин Г.В., Беликов JI.B. Особенности информатики безопасности перевозок // Железнодорожный транспорт. 2003. - №11. -С.36-39.

34. Дружинин Г.В. Анализ и оценка безопасности функционирования технологических систем // Качество и надёжность изделий. №1(17). - М.: Знание, 1991.

35. Дэвид Дж. Смит, Кеннет Дж. JI. Симпсон. Функциональная безопасность Простое руководство по применению стандарта МЭК 61508 и связанных с ним стандартов. М.: Издательский Дом «Технологии», 2004. -208 с.

36. Инструкции по эксплуатации железнодорожных переездов МПС России, ЦП-566 от 29 июня 1998 г.

37. Ицхоки Я. С. Вероятность n-зацепления хаотически следующих импульсов случайной длительности и распределения длительности их зацепления // Радиотехника и электроника. 1962. - №4 - С. 16 - 19.

38. Казаков A.A., Давыдовский В.М. Устройства автоматики телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1973.-376 с.

39. Кацман Ф.М. Разработка современных вероятностно-статистических методов прогнозирования экстремальных внешних нагрузок на буровые платформы для оценки безопасности и риска их эксплуатации. Научно-технический отчёт, НИР № РС-6498, АТР: С.Пб.: 1999.

40. Кацман Ф.М. Формализованный анализ безопасности -приоритетное направление деятельности ИМО и МАКО. Доклад Морской регистр РФ. 1998.

41. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979. - 432 с.

42. Клюев И.Ф. Обнаружение импульсных сигналов с помощью накопителей дискретного действия. М.: Советское радио, 1963.

43. Козлов П.А. Особенности современных систем обеспечения безопасности // Железнодорожный транспорт. 2002. - №5. - С.27 - 28.

44. Косилов P.A. Телевизионный контроль железнодорожных переездов // Автоматика, связь и информатика. 2003. - №6. - С. 16-19.

45. Красковский А.Е., Кокурин И.М., Кузнецов М.В. Риск как показатель уровня безопасности движения. Проблемы ЖДТ. МПС, С.Пб.: 2000.

46. Кузьменко A.M., Бурченков В.В. К вопросу повышения безопасности движения поездов на железнодорожных переездах // Сборник докладов Второй Международной научно-практической конференции «ТрансЖАТ-2005». Ростов н/Д, - С. 108 - 109.

47. Куклев Е.А. Использование минимаксной концепции риска при оценке безопасности транспортных систем. Проблемы транспорта. Сборник научных трудов. С.Пб.: PAT, 2001.

48. Куклев Е.А. Моделирование рисковых ситуаций на основе цепей случайных событий в гражданской авиации // Науч. вестн. Акад. гражд. авиации. Сер.: Проблемы безопасности полетов и эксплуатации воздуш. трансп. 2003 . Вып. 1. С.13-21.

49. Куклев Е.А. Оценивание уровня безопасности полётов в гражданской авиации в рисковых ситуациях на основе цепей случайных событий // Сборник докладов Международного симпозиума «МАКС-99» (НАГИ), 1999.

50. Лисенков В.М. Безопасность ответственных технологических процессов и технических средств на транспорте // Автоматика, телемеханика и связь. № 1. - 1992. - С. 8 - 11.

51. Лисенков В.М. Безопасность технических средств в системах управления движением поездов. — М.: Транспорт, 1992.

52. Лисенков В.М. Статистическая теория безопасности движения поездов: Учеб.для вузов. М.: ВИНИТИ РАН, 1999. - 332 с.

53. Лисенков В.М. Управление безопасностью перевозок и рисками потерь. Анализ безопасности и рисков потерь // Автоматика, связь, информатика. 1996. - № 5. - С. 19 - 22.

54. Лисенков В.М. Управление безопасностью перевозок и рисками потерь. Штатные и нештатные состояния перевозочного процесса // Автоматика, связь, информатика. 1996. - № 4. - С. 28-30.

55. Лисенков В.М., Лисенков A.B. Эффективно управлять безопасностью // Железнодорожный транспорт. 2005. - № 10.

56. Лябах H.H., Бутакова М.А. Системы массового обслуживания: развитие теории, методология моделирования и синтеза: Монография/РГУПС. Ростов н/Д, 2004. - 200 с.

57. Лябах H.H., Шабельников А.Н. Техническая кибернетика на железнодорожном транспорте: Учебник. Ростов н/Д: СКНЦ, 2002.

58. Меерович Л.А., Зеличенко Л.Г. Импульсная техника. М.: Советское радио, 1953.

59. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / Алешинская Н.Г., Виленский П.Л., Козлов Л.А. и др.; под ред. А.Г. Шахназарова. М.: Экономика, 2000. - 421 с.

60. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики / Сапожников В.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В.; под ред. Вл.В. Сапожникова. М.: Транспорт, 1995. - 272 с.

61. Митенков Ф. М., Авербах Б. А. Вероятностный анализ безопасности ЯЭУ, его роль и место в практике проектирования // Атомная энергия. 1992. - Вып. 4. - Т. 72. - С.337 - 344.

62. Неваров П. А., Тарадин H.A. Концепция управления надёжностью и безопасностью систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Актуальные проблемы естествознания: Сб. тез. докл. XX межвузовской студенческой конференции. М.: Изд-во РГОТУПС, 2008.

63. Новиков O.A., Петухов С.И. Прикладные вопросы теории массового обслуживания. М.: Советское радио, 1969. 400 с.

64. ОСТ 32.17-92. Безопасность железнодорожной автоматики и теле-механики. Основные понятия. Термины и определения.

65. ОСТ 32.18-92. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Выбор и общие правила нормирования показателей безопасности.

66. ОСТ 32.19-92. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Общие требования к программам обеспечения безопасности.

67. ОСТ 32.27—93. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Организация сбора и обработки информации о безопасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики.

68. ОСТ 32.41—95. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы доказательства безопасности систем и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

69. ОСТ 32.78-97 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Безопасность программного обеспечения.

70. ОСТ 32.112-98. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Эксплуатационно — технические требования к системам ДЦ. I

71. Острейковский В.А., Сальников H.JI. Вероятностное прогнозирование работоспособности элементов ЯЭУ. — М.: Энергоатомиздат, 1990.-416 с.

72. Половко А. М. Основы теории надёжности. М.: Наука, 1964.—446 с.

73. Поттгофф Г. Теория массового обслуживания / Пер. с нем.: М.: Транспорт, 1979. - 144 с.

74. Поттгофф Г. Учение о транспортных потоках / Пер. с нем., М.: Транспорт, 1975. - 344 с.

75. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (утв. МПС РФ 26.05.2000 № ЦРБ-756).

76. Радаев H.H. Показатели риска и управление безопасностью военной службы// Военная мысль. 1999. - №4. - С.48 - 56.

77. Радаев H.H. Прогноз вероятности аварии при перевозках радиационно опасных объектов железнодорожным транспортом // Атомная энергия, 1998. Т. 85. - Вып. 5. - С.400 - 407.

78. Расторгуев С.П. Программные методы защиты информации в компьютерах и сетях. М.: Изд. агентство «Яхтсмен», - 1993. - 188 с.

79. РД 32 TT7TI 1115842.01-93. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы испытаний на безопасность.

80. РД 32 ЦШ 1115842.02-93. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Порядок и методы контроля показателей безопасности, установленных в нормативно-технической документации.

81. РД 32 ЦШ 1115842.03-93 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Критерии опасных отказов.

82. РД 32 ЦШ 1115842.04-93. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы расчета норм безопасности.

83. РД 32 ЦШ 1115842.05-93 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Общие требования к программам и методикам испытаний на ЭМС в отношении показателей безопасности.

84. РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ. СПб.: ПГУПС, 1992.

85. РТМ 32 ЦШ 1115842.02-94 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы расчёта показателей безотказности и безопасности СЖАТ. СПб.: ПГУПС, 1992.

86. РТМ 32 ЦШ 1115842.03-94 Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Правила и методы обеспечения безопасности релейных схем.

87. Розенберг E.H., Шубинский И.Б. Методы и модели функциональной безопасности технических систем. М.: ВНИИАС, 2004. -188 с.

88. Рябинин И. А. Надёжность, живучесть и безопасность корабельных электроэнергетических систем. BMA им. Н.Г. Кузнецова, С.Пб.: 1997.

89. Савченко П.В. Методы обеспечения и оценки живучести станционных систем железнодорожной автоматики: Дисс. на соиск. уч. степени к-та техн. наук М.: РГОТУПС, 2007. (На правах рукописи).

90. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Гавзов Д.В., Ягудин Р.Ш., Чугуй Т.А. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Статистические данные, экспертные оценки и нормы безопасности // Автоматика, телемеханика и связь. 1993. - № 10. - С. 17-19.

91. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. и др. Общие правила выбора показателей безопасности и методы расчета норм безопасности // Автоматика, телемеханика и связь. 1992. - № 10.

92. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Талалаев В.И., Гавзов Д.В., Марков Д.С., Емельянчик P.A. О критерии опасных отказов устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика, телемеханика и связь. 1993. - № 2. - С.32 - 35.

93. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Талалаев В.И., Гавзов Д.В., Марков Д.С. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Термины и определения // Автоматика, телемеханика и связь. 1992. - № 4. -С. 30-33.

94. Седякин Н.М. Элементы теории случайных импульсных потоков. М.: Сов. радио, 1965. - 261 с.

95. Сертификация и доказательство безопасности систем железнодорожной автоматики / Сапожников В.В., Сапожников Вл.В.,

96. Талалаев В.И. и др.; под редакцией В.В. Сапожникова. М.: Транспорт, 1997. - 288 с.

97. Сотников И.Б. Взаимодействие станций и участков железных дорог. М.: Транспорт, 1976. - 268 с.

98. Станционные системы автоматики и телемеханики / Сапожников Вл.В., Елкин Б.Н., Кокурин И.М. и др.; под ред. Сапожникова Вл.В. М.: Транспорт, 1997. - 432 с.

99. Степанов Б.М. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности. M.: ВА РВСН, 2001. - 351 с.

100. Талалаев Д.В. Методологические основы обеспечения безопасности СЖАТ // Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте: Тезисы докл первой межд. научн.-практич. конференции, С.-Пб: ПГУПС, 2004.- С.21 22.

101. Тарадин H.A. Моделирование маршрутных передвижений по станции для оценки показателей безопасности устройств железнодорожной автоматики // Наука МИИТа транспорту: Труды научно-практической конференции Неделя науки - 2009. - М.: МИИТ, 2009.

102. Тарадин H.A. Модель оценки безопасности движения на железнодорожных переездах // Безопасность движения поездов: Труды X Научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2009.

103. Тарадин H.А. Сравнительная оценка безопасности функционирования железнодорожных переездов // НТТ наука и техника транспорта.- 2009. - №4. - С. 77 - 80.

104. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надёжность технических систем и оценка риска. М.: Машиностроение, 1981. - 526 с.

105. Шалягин Д.В. Безопасные технические средства управления движением поездов: Теория и проектирование. М.: МИИТ, 1990. — 390 с.

106. Шалягин Д.В. Теория и методы технической реализации безопасных микропроцессорных систем интервального регулирования движением поездов: Дисс.на соиск.уч. степени д-ра техн. наук. М.: МИИТ, 1990.

107. Шалягин Д.В., Цыбуля Н.А., Боровков Ю.Г. Автоматика, телемеханика и связь. Автоматика и телемеханика. 4.1: Учеб. Пос. — М.: РГОТУПС, 2004. 599 с.

108. Шалягин Д.В., Шубинский И.Б. Надёжность и безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика, связь и информатика. 2005. - №2. - С. 23 - 26.

109. Шишляков А.В., Кравцов Ю.А., Михайлов А.Ф. Эксплуатационная надёжность устройств автоблокировки и АЛС. М.: Транспорт, 1969. 96 с.

110. CENELEC EN 50126: Railway Applications The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS). 1998.

111. CENELEC EN 50126-2: Railway Applications Dependability for Guided Transport Systems. Part 2: Safety. 1999.

112. CENELEC EN 50128: Railway Applications -Communications, signaling and processing systems Software for Railway Control and Protection Systems. 2000.

113. CENELEC EN 50129: Railway Applications -Safety-related Electronic Systems for Signaling. 2000.

114. ISO 9000: Quality management and quality assurance standards. 1991

115. ISO 15408-1-3. 1999. (ГОСТ P 2002). Методы и средства обеспечения безопасности. Критерии оценки безопасности информационных технологий. Ч. 1. Введение и общая модель. Ч. 2. Защита функциональных требований. Ч. 3. Защита требований к качеству.

116. IEC 61508: Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related system. 2000.

117. G. Vandell. Chek-List-CFIT-FSF. Rev. 2.2R/500/T, ICAO. Montréal: 1994 - Программа CFIT, ИКАО, циркуляр (методика оценки рисков): 1996.

118. M. Knutton. International Railway Journal, 2004 Electronic resource. Mode of access: http://www.css-rzd.ru/zdm