автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Совершенствование информационного обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте

кандидата технических наук
Шехаби Юсеф
город
Санкт-Петербург
год
1995
специальность ВАК РФ
05.22.08
Автореферат по транспорту на тему «Совершенствование информационного обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование информационного обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте"

? Г Б ОД

1 С І'ІОІІ

На правах рукописи

ШЕХАБИ Юсеф

УДК 656.254.16:656.2.08

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

05.22.08 — Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая устройства сигнализации, централизации и блокировки)

05.12.02 — Системы и устройства передачи информации по каналам связи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1995

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника» Петербургского государственного университета путей сообщения.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор А. Е. КРАСКОВСКИЙ

Официальные оппоненты: доктор технических наук В. Я. ГАЛЬЧУК; кандидат технических наук, доцент Г. М. ГРОШЕВ

Ведущее предприятие — Октябрьская железная дорога.

.1 О0

Защита состоится 28 июня 1995 г. в . .77.................

на заседании специализированного совета по присуждению степеней Д 114.03.03 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Московский пр., 9, ауд. 7-320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан « . » июня 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

канд. техн. наук В. Б. КУЛЬТ И Н

Подписано к печати 05.06.95 г. Уел. печ. л. 1,4. Формат 60Х84'/іб- Бумага для множ. апп. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 605.

Тип. ПГУПС. 190031, С.-Петербург, Московский пр., 9.

подразделения «.-д. трюгяорт?: я-ло, стшчи, пунхты тї\ниі.‘.:к(-їо ОбслуК1!52НКЙ. Мокку Т*а» nj'Rtstmsm# теки* технологий значительно сбгвГЧГ.ЭТ рутяйиую jnOory по гіой!ото»і:г, пердаче ийформспко, е? xjjancUmo,

отслеживанию основных этапов ее использования и принципиально номе возможности для применения математических иетодоз анализа и обобщения поступающей информации, выработки решений, иоделирозапкя последствий, связанных с принятием разных решений и, наконец, построения экспертных систем по вопросам БД.

Решение этих сопросов в целой должно способсгвовать повышению БД особенно в нынешних условиях гсшсса технических средств , снижения дисциплины и необходимости усиления контрольных функций со стороны ревизорского аппарата.

Поэтому совершенствование информационного обеспечения безопасности движения по пути применения коэых методов обработки, анализа и использования информации ка Сазе компьютерных систем азлкстсл актуально!! на сегодняшний день задачей, решению которой к посвящена диссертационная работа.

Тема диссертационного исследования актуальна к для Сиркйсхой Арабской республики, что подтверждено дирекция} Сирийских железных дорог.

В научном плаке задача сзодится к выяснению суги информации в глубоком смысле, имея Евиду ее источники, технологии сбора и обработки, сбязи и анализ. Отдельные аспекты зюй проблемы рассматривались о раде работ по вопросам БД - это публикации Б.МЛнсенкова, Ю.М.Гсрасимова, Г.А.Крыжановсксго, В.А.Кудрязцс®а, Г.И-Дружшшка, В.В.Сапоя.кикоза, Вл.В.Са-пожникова, Л.А.Сосиовского, Л.Н.Косареаа, В.И.Скороходо&а и других. В диссертации выполнен подробный ебзор раЗот этих авторов.

Приведенный обзор показал, что рад рг'Зот подлипает вопросы количестсенной оценки безопасности, предлагаются Бссьиа обоснованные и полезные критерии оценки БД. Однахэ эти кргпгрл;:, ка наиз взгаяд. нилот разрозненный характер и нуждаются в скстеиат.'.зацг-к. Достаточно сказать, что в литературе по вопросам БД на келез.чедорелкзм транспорте до сит пс^ отсутствует классификация количественных показателей и критериев оценки БД. Между тем знание такой классификации значительно облегчает синтез как частных, так и общих, универсальных показателей сцекхк к прогнозирования уровня безопасности. ■. . .

Существующие методы обработки статистических данных о нарушениях БД нацелены в основном на применение ручного труда и дают довольно простые рекомендации. В связи с началом внедрения автоматизированных систем с Сора и

обработки информации по вопросам ВД эти методы нуждаются в существенном пересиотрз, математизации к» базе прикладных программ обработки статистических данных, моделирования систем показателей и выработки обоснованных рекомендаций.

Цель днссертацяоииоЯ работы состоит в разработке методологии и программио-алгаритмнчесхого обеспечения информационной системы сбора и обработки данных по безопасности движения поездов.

Осноеиими задачлма исследования в диссертации явлхются:

1. Разработка методики статистического анализа данных о нарушениях БД, ориентированной на применение компьютерной обработки информации.

2. Разработка классификации и синтез показателей оценки и прогнозирования уровня аварийности для практического применения на железнодорожном транспорте.

3. Теоретическое обоснование многоуровневой автоматизированной системы информационного обмена данными по вопросам БД на ж.-д. транспорте.

4. Разработка практических рекомендаций по улучшению информационного обеспечения БД, в честности по повышению качества каналов связи с движущимся поездом, и разработка прикладных программ анализа статистических данных о нарушениях БД.

Научная нопака работы состоит в следующем:

» приведена нозая классификация источников информации, касающейся БД на

ж.-д. транспорте;

• разработана методика статистического анализа на ПЭВМ всех видов брака, позволяющая выявить закономерности и взаимосвязи динамики количества браков, а также скрытые фахтори аварийности;

« разработана методика анализа крушений, как цепочек отдельных нарушений БД, с помощью которой раскрываются причинно-следственные связи и определяются значимости отдельных факторов;

• составлена классификация и предложен ряд новых критериев оценки и прогнозирования БД;

• разработана математическая модель и алгоритмические оснозы функционирования многоуровневой автоматизированной системы информационного обеспечения БД.

Праяягичгсми ^cmuki.u йисырля ,*ч з тылй* в с.ид

1. Методика ст.тхстпчшссго очплам д*-1зы& о «йуча.-х бргкез » рг,5оте ио«ег быть исггол».»огана дк>> квартального а годогхго отчёта» о состоянии базопасаосгн дыикенля иг. дороге.

2. Р;:.преда*гние числи надов Cpaxs но факторам - укрупненным (.рнчкнаы рекомендуется применять кал liOBjiO форму сутгксптской отчётности, ьаглддио оСо&цзющую направление работу по певьигмяо КД.

3. Векторный кр.перий БД целесообразно пслслалогать для каличеегдешюй и слабительной oar>»:.i Ссэоласпогтм и прогнозирования е8 уровне.

<i. Теоретические разработка МАСИ-БД рекомендуется ишольэовать d 1ачссгие основы при разработке программны?. продухгоэ и организации информационного обеспечения БД.

5. Методика оценки качества радис~т"1 и практические п;/едтозсеши ко ликвидации мертвы* зон могут быть испохьзоаакы дал улучшения г.екгзателей поеэдиой раД!!ОСЭЯ311. .

Методика исслгдоииил.

13 качества методов исследования диссертации ыполхзоаан математический annapaj теории вероятности и математической ст&тпстихи и так5!к его разделал, кок регрессионный, коррелхционнап н факторный ааггагш, а текке пакеты прикладных программ для еггтсстичесхего моделирование и оптимизации, принятия решений. -

Агробац и» работы.

Основные положения диссертации Gix.u доложили kj !„'«гду5;ародяо;л симпозиуме “Безопасность пгрзвэю чпих г:рсц:;;оо:.'" 1655 г., at. дзух

зсеросспйскнх коафереациях по премиям транспорта (1993-!9>4 гг.) на заседаниях кафедры “Радкотехниха" ПГУПС, а tsuko ка издглгх пгукп (15>У2-1995 it.) н в Институте проблем Транспорта ври FAB.

Пу&зяхация.

По теме диссертации опубликованы 8 пгютш» работ , зшчительг.ал часть результатов диссертации кеточепа в учгСыос поссо::« "Информационное обеспечение безопасности двшеепи поядоь", прздстгсдсиоск изданию с 1995 году(ПГУПС). Отдвдьпые раздели работы ксвсльзокжл и нзучно-иссхедовзтмьских отчгтах института проблем транспорта РАН (IW3-1W4 гг.).

О&ъем двссержифа

Диссертация состоит из введения, пяти глгэ, заключения, списка литературы и |ф!ШО'ХеН!1Я.

Материал диссертации нзложен на 155 страницах, содержит 39 таблиц и 41 рисунок. Список используемой л:ггературы включеег 70 наименований.

СсЗгржант работа.

Выполненный в первой главе аитлиз состояния информационных систем обеспечения безопасности на различных видах транспорта позволил установить, что основньшн показателями, определяющими качество информационных систем яяляются:

1. Уровень автоматизации сбора, обработки, передачи и хранения информации;

2. Степень разветвленности 11 технической обеспеченности сети обмена информации;

3. Надежность капала передачи с щдвижиым объектом;

4. Своегремсннссть доставки и полнота информации;

5. Глубина и обоснованность рекомендаций по результатам анализа данных о происшествиях и предпосылок к ннм н надежности транспортных средств;

6. Качество контроля и оценки эффективности принимаемых для повышения

безопасности мер; ,

7. Обеспеченность нормативно-справочными и руководящими документами;

8. Надежность человека в системе информационного обеспечения

безопасности. ■

Наиболее успешно перечисленные задачи решаются “ в авиации, где существуют 3 автоматизированные информационные подсистемы “надежность", "безопасность”, “эффективность”, назначением которых являются ведение базы данных, их компьютерная обработка и своевременная передача пользователю необходимой информации и рекомендаций. Информационные системы безопасности судовождения основаны на ведении бюллетеней, радисбюллетенеЯ и путевых листов.

Информационное обеспечение безопасности движения на железнодорожном транспорте составляют три системы:

а) Система документооборота по вопросам безопасности движения и ревизорские проверки;

b) Смскга взаямвого икформнромкил ра'Зопіі'.ио.' л.шспьм.ч по^рмдгазний по обеспечению БДП;

c) Система опочещенна яолмнсстп;.'* г.ии о крушениях, авариях, сходах подбижно.'о состава.

Недостаточно решенными д.ія жеасзнодоро:*ього транспорта являются проблемі: (3), (4), (8), особенно (1) н, ісах. ел;дствие (5), имея лвиду, что применение, *:омпь:отерцой тє.чннхи і; сбуег созданил программного обеспечения, їіоаьк методик а математических мі гсгеш обработки данных. .

Исследования, .проводимые " следующих глагих дг'сссртадн’, і.осв.іщаіогсе аиболсе акту?.. аопрссаь: ссвгршеї.стсопаніія систем (а) н (Ъ).

Во второй тлйы . рассматриваются вопросы количественной оцгл;си безопасности движения. К ним относятся классификация і.ригі'рнгв оценки БД, синтез нсзых показателей БД с позиции теории риска , вопроси прогнозирования уровня безопасности я интегральней оценки состояния безопасности в подразделениях »>д. транспорта. . .

Системный подход в решении Еопросоз количественной оценки безопасности базируется ка классификации крі•, лез к показателей БДІІ. Классификация позволяет собраті, воедино весь Спектр показателей безопасности, о том числе и разнородных, понять место и значимость каждого из них, установить связи между ним», вхлючаа и новые, а гланиос * сыавкть напбоїее объективные показатели н критерии безопасности или наметить пути разработки таких критериев.

Анализ существующих классификаций показателей к критериев безопасности движения на различных гліда* транспорта показал, что они, водервых, на кшяются полными, ко-ьгорых, ке учитывают спсцчфики ж.д. транспорта, а именно деления показателей бсаоклепоетн по видам ЇІБД, по подразделениях! ж д. транспорта, по службам, ко маршрутам спсдоэаизя поездов и ряду другі;* признатсох . ■ ■. . ‘ ' ■ . , . '

ПредлОАС;:па;,: класснфіікацііл крїгггрисв сценки "безопасности движения на келезнодерожном транспорте показана на рис.І. Она охватывает многообразие показателей и крктериез, имеющих кас статистическую природу, тах и дзющкх сценку безопасности на качественном уровне по ссем признакам, характерным для хі.-д.трікспгртс. '■ ' ■ ,

Ка-'лчесгао браков в р-боте не долнао превышать критического уровня, с протнелом случае эго, как правило, приводит к более крупным происшествиям -авариям и крушеншш. Этим объяснастсл важнейшая связь о предложенной

КріГГріП! 6С?ЭП2С!!ЭСТН ДОііЗСЄІЯ'Я

' t X

г_ 1 -1

КачССІЗСННЬІС

V

Моиситче

с

По фату j-

Штатная , *■ Нсіяімііїя 1 Й’.іл и факта ! ♦ . iV;i м скры-

ctrryauin cinywa чссгис мои- j тые причины

' 1 чииыНБД і Ні>Д

і ГТеспасна»

Опасна?____J

классификации между показателями: браков в работе с одної', стороны и гаарпіі

и крушений с другой сторони. .

Количественная оценка безопасности имеет своей целью получить такие количественные характеристики происшествий, как:

• число нарушений безопасности движения по видам, службам и подразделениям, общее число НБД;

• величина материального ущерба;

• численные характеристики причин и скрытых характеров НБД;

• комбинированные показатели происшествий, а также выработать критерии для оценки безопасности в подразделениях, службах, предприятиях ж.д. транспорта и по конкретным маршрутам следования поезда.

Современная трактовка этих показателей БД базируется на использовании общего показателя риска потерь. В диссертации получены математические выражения риска пот ерь для транспортной системи. Пусть

А “ (Аі, Аг,..., Ал )

- совокупность территориальных объектов Аі в подразделении жд. транспорта.

В — ( Ві , Вг......Вм )

- совокупность подсистем В) транспортного средства.

Назовём К ( X ) н Е ( X ) • соотвзтстоекно априорными к апостериорными рисками. Определим эти показатели во времени:

Прошлое Будущее

К(А) *' Н(Л,)

К(И) К(В.)

Б простейшем случае К ( X ) = К ( X )

С учетом тенденции, имеющей часто линейный характер Я(Х)=уЯ(Х)

,где у - показатель тенденций.

Суммарные риски потерь равны :

' - N .

R( А ) = Z R( Ai )

. i=*

R( В) = Ф|[ R( Bj ) Д( Bj).........R( Вм) ]

3 чгсг.чем случал: . ,

. л М л

R( В ) = Z Pj R( Bj)

J=1

где Pj - мсовыг коэффициенты. .

Аналогичны: г.ырал;ения справедливы и для априоркг’-о риска.

Риск ,:хля поезда, следующего по маршруту от пункта Ам до пункта Asi может быть определен по формуле •

N2 ГП д .

R(X) = E ZFiR(Ai),R(Bj) ] i-“nlj=l

Вид ^унг.ции Ф| определяется конструкции.! транспортного средства, степенью его игпрагнсстн, квалификацией н бдительностью машиниста, а функция F -гяз:плм обрззом динамикой взаимодг?сп!ня пути и педзажного состава. Пусть Г<«РС) , Яб (X) .Tin (X) - соответственно: прошлый, будущий и настоящий рисхи. A Ro( X ) является нормой риска. Тогда ректор

. R = (RH(X) , Ro(X) , Ru{X)) опредгллет состояние и прогноз безопасности в сопоставление с нормой Rc( X ).

Примгром векторного показателя безопасности может служить следующее представление '

. ' R = (N,Nmta .Ыср.гУ

где N - количество происшествий за последний интервал наблюдений;

Wmie , N’q> - минимальное и среднез число происшествий за всё время наблюдений. .

у - это показатель тенденций изменения уровня аварийности.

Из данного набора параметров векторной величины зоэможно построение скалярных показателей безопасности. В диссертации предложен рад показателей, например

І

2 А 8п(.і)сц І=і-к

Г<( Бп ) ~ -:-----:------

пііп Бп ((т , і), 0)

Є є(х,1)

гдг Бп (і, І ) - количество браков за время ( т , І ), относящихся к К-оіі службе:

/д 2п( j ) = Бп( 1-І, і) - 5п( 1-2, 1-1 ) - прмращетіе числа бракок; су - весовой коэффициент, величина которого принимается равной е* , п~0, Р, 2Р, ЗР.

Р - параметр сглагаївапия.

В диссертации разработана два подхода к прогнозированию безопасности движения поездоа: путём экстраполяции временных радо з ( одномерных н многомерных ) показателей безопасности и па оснсзе выявленной статистической с&яш мезду количеством браков п предыдущий период Х( I ) и числом крушений ( аварий ) б последующий период У( 1+1 Условная вероятность того, что на

следующий год произойдёт У ( 1+1 ) крушений, при условии, что в предшествующий год было заретнстр;.г овано X ( I ) браков в работе, определяется по формуле Байеса:

. Р(у(1+1))*Р(х(1)/у(1+1)) ■

Р(у(1+1)/х(0) =-----------------------------------

У

2 Р( г( 1+1)) * Р( х( I) / г( 1+1))

2=1 ,

О высокой степени статистической зависимости числа крушений ( аварий ) за 1+1-ый год от количества браков в работе за 1-І! год свидетельствует рис.2.

Глава 3 поемщана статистическому сналлзу браков в работе. Он вхлючает в себя регрессионный, корреляционный п фатегориый внализ, задачами которого келяются : численная оценка уровня безопасности в подразделениях, службах, по видам браков: устаі:оалеіі!іг тенденций и закономерностей изменения уровней ааарийаости, выявяяшд причса браков - явных и скрытых; разработка ' рекомендаций для уменьшения урогна аварийности. На риг. 2 приведены кривые количества браков в работе по всем службам ка дороге за последние 20 лет, Сргков службы пути и азарий (крушений).

71 72 75 74 73 75 77 73 78 ЬЭ 51 83 £3 В! Е5 88 87 Т8 63 гз 61 32 53

I . Коли-ютро Ср~':ои пути N?'*)/?- Год 1

2- ОЗщ-за число к,-;! ;сз Г!"

. 3.- Количество г^уц'очий и л-зерий

Рис.2 £:<нсмич‘.'сг;1а рлды сС^сго числз Краков псох служб, чгсла |:руг.«*иий и бггкоз службы пути

Динамические ряды количества бракоа п работе имеют колебательный “зрактер на фоне определённых тенденция с периодам 5-7 лет. Относительно медленные тенденции объясняются действием не только кэ.чых причин аварийности, но и скрытых факторов, таких, как применяемые технологии перевозок, изменение хозяйственна* отношении на ж.-д. транспорте, техническая политика, стиль руководства, нсполыусмая классификация нарушении ГД. Высокие значения коэффициента корреляции между показателями разных групп статистики ораког. сьидетельстсуют либо о влиянии факторов одной группы на другую, как прасило, частных показателей на обшнП. например, службы пузл на итоговые показатели, хотя по удельному р-?су числа браков в путевом хозяйстве они не являются доминирующими (преобладают случаи бр;.ка по загонной слу:кОе): либо о

существовании скрытых фактсроц, определяющих гнарийносп. в обеих группах, например, по случаям брака ц службах движения и вагонном, по случаям брака особого учета и общим количеством случаев брака.

Для выявления неявных причин НБД, которые, как правило, не указываются в пюгоныч отчетах и справках, но являются глубинными причинами аварийности, был прогедеи факторны;'! анализ статистических данных о осучаят браках в

работе, суть которого заключаете--! в следуюасы. Пусть дака ыатркца У = ( у, ), где уд - число случаев брака данного вида (і) за ^ый год; 1 = 1,2,...,ге;) = 1,2,...,п. В результати исрмиродкі.: 2^ “ ( у* + глі ) / Оі , где пи И а - срсд;г;с и среднсквадратическое злаченкя случайной шличичы у,, V), получеси матрицу Z = { 2,. ). Целью факторного анализа является представление 2д в Биде лішгКной комбинации ■

2*і = а,і рц + а,2 рз 4 ... + аот р,д (1)

11ЛІ! В ШТрНЧ.ЧО).! ВИДЄ .

Ъ - А* Р {2)

где ро) - фткторьі каждой переменней, , - факторные квгрузш.

Расчёты, быпоицодкыс. по формулам ( 1 ), ( 2 ) с использованием специальной программы, разработяг.ііой в Институт® проблем транспорта РАН, поїздили определить освоение фактори в их ІІЗ-Гру ЗКИї ІСОТОриО П^;1Б«чЦ»НЫ в

тсб;п;це ( І ). .

<ї>ахтср:-.иі: апмін позволил установить, что свыше 50% обідгго числа Српксг. опрс&сяяэтсз и ог.чозном двумя группами фа кг еров: .

* ксг&че&тсскиым техническим сбслуглшинием м ремонтом (ШУЯ),

* испрїіі'лькоіі эксплуатацией тсхяаыескиж 'средств из-за пезиясаиснкв долзшоепшх і-,:ісірукшіії и нарушали прмгл тс ш;:чсскс;і о-.спя уігпщ:,: (Зй'о).

Помимо сделанной с дисссрггцаи ио:;%рет!:з.дд:»к зпп Лахтороз ««дуг*-о пісні гь, что оіаі* язляіотся порозджігп і:ак обш.л.і №' кес;о )х.д. грг.^г^ртз прнчгш: ,

4) СИЛЬНОГО «мова технических ерздіти, Тріб/.ОЇЦlV.ce кечесгеенихо

сбїлукг.г.аняя,.

0) сішххмш производственно;; ді;сц:шлил:д,

так и честных для кодраздеяешм дорог причин: ослаиггш» кзкерол; со стороіі-і { ухоиодли’лсі: і: ревизорского затрата, с.ниі:сш;з качества. профотбора, г:ро(Іюрнсіг.2ц:ш и уч^ы кадроа.

Футоры Гг 0 !1 « 5 Р А К л

ПЛС СП OS гтб стл нп пкс сц сл ОП ВС сп не пс НГЇ V

недостаток Я1 г - 2 1 1 2 2 12

*МГІМ**Й Р2 10 •> 1 5 3 - 1 - - 1 3 . 34

нс^оч^ств. tf'l (1! 23 ігз 1-іД 14 J. 23 27 2 . 450

pwotff 02 75 5 «о гз 10 3 1R 12 - 3 . 339

погзл ПОСТ 91 2 21) 3 3 1 - 2 . - 22

ПРГ'Л^ТОЗ S2 ' 1 0 1 - 1 1 13

І«?НОС и уст «1 4J ■« 51 18 1 є 1 5 15 3 3 1 215

Я»ГЗІКЯ 02 , S3 га 50 13 2 4 2 3 - 4 1 СО

гі’іЧ“;тр. М 23 іьз 14 м 1 15 3 0 2 75J

то 52 га 57 33 :з 1 1 11 - 7 3 1 - 2 - 212

к<.>з»гпол». St 30 Ш 105 23 £* 15 ‘j - 31 22 в 1 4 4-ї.*

ofpt 9H'SW( 31 fe S4 23 23 11 ■» 1 25 5 14 2 1 % 202.

S1 . гз 5 1 <3 1 1 2 12 3 3 - 139

пта Г2 - 5-і 4 - Г.Э 2 - - • а 2 - ICO

грїбьи. в 51 . 1 1

”?Л»- 3SflSL_ г? 1 1

Где;

ПЛС- порчаягігсмвткгг.а ірс’г.дагчус'і этой.;

СП-ссщ погздо'.'.;

ОЙ-стігаїхл гзгоноь;

ШІо-пор'и ло’.гсі.'отмеї без TiJrt.TSSR* ясном.;

СТЛ-ч-с'Лгко п'-сі ;c;t;

П!)-і!сі!^!.і\”г іогп, 's< і от»*;; •

Г!чС-псрч; г.п.іТ‘гг.:о;і ес:;і;

СЦ-н *i;-'npsbf<'X-T! ОЦ5;

CA-ce«op?f!!*Ji гзте,;ц-'лки;

ОП-ссг5.-їО'"п мп ncpf гоіії;

КС-иг«сгг«чі.і*;

СТТ-сбр'лц сп?ц. rjMf'op'vi:

НС-і'Яі:ррб8ігость поездкою гол; г.;і;

ПС-п«!'скрі!тчв c»r:v» *;

ПП- я-.*іісі’.ргг;іяип їіуТїї.

Р с.-:о»-таг.штл; yc.m.vix смрг:н.з і' tr-.д'лг..'їалск icxsnwecm ередегз следует сделен, true»г »я» совї^н’аістлоасгіаи вихгдиого кгіпрогі nsc.w дгло*гкоіс ргг сіні! подамгдонэ с у.»’і>?ийем упрїчлчю’.цих Р0'дс1;сг.ли! со ртэронм ргянзорехого г літрам.

Р riiauj -1 выполнен лнми? аріркй м крушений. ІС рассмотрению били «рпмягн 100 крушсиий, опігса;і:і*-»'С я mrvpaTjpe гл последние 15 лег. Нові,;й подход х

- ІЗ-

анализу этих нарушений БД. имеющих, как правило, тяж£лые последствие, базируется на: . '

• представлении событий (крушений) в виде последовательности отдельных нарушений, отказов техники, воздействии со стороны внешней сред/;

• структурировании типовых цепочек отказов и выявление причинноследственных связей между ними;

• статистическом анализе причин и факторов нарушений, имеющих техникотехнологический характер;

• статистическом анализе причин и фскторол, обусловливающих нарушения информационных технологий.

Пример структурирования крушения по техгкко-технологичееккм отказан на станции Подсосенка Октябрьской ж.-д. 1992 г. - приведён на рг.с.З

і’ис.З. Структура крущгшл в № ц.поч;аі отдельных ирігка.

Здесь ТІ к Т2 - отказы автосцепки; 41 - отказ локсиотивнсй бригади следовать дальше до полноі о устранения причин неисправности; ТЗ - отказ ради сспзп; 42 -проезд закрытого еыходнсго сигнала; С - столкиоссш.'з с грузоэым поездо;.!. Двойные рамки означают зависимые откмм. По результаты* структурирования и ■ статистической обработки всей выборки .100 крушений получюа гистограмм?, числа отказов при крушениях (ріх.4), откуда бїідііо, что і:і;;6ол:с вероятные ситуации с тремя отказами. Подобным образом было проздгно структурирование крушений по нарушениям информационны: технологий, к которым относится несоблюдение регсакентоз иерегсзорси, иесмшательиость машинистов, ошибки в работе диспетчеров !! дежурных по станциям, отг.-лы радиосвязи, отсутствие сигнализации о неисправности того шп: иного устройства и др. .

Анатомирование и анализ 100 указанных крушений позволили получить следующие результаты:

1. Крушение, как транспортное происшествие с наиболее тяжки.\іи последствиями, язляется, как правішо, результатом нескольких отдельных нарушений, которые могут иметь как независимый характер, так к провоцировать одно -

другое. Доля заэнсииых отказов сост.тшіяет примерно 60%, пз них связи тияз чеяоігк-чсяоЕїк составляют 47%, а т:та чї”Ої;ск-техш:ка, техннка-челоьек - 13%.

2. ПкфорпаїїіюнниГі анализ крушений позволил установить, чго .примерно ііслоеинз причин эгпх происшествий ягляется нарушениями информационны* технологий: . несоблюдение регламента тіерегоаорол, невнимательность чзшініїстол, ошибки з работе ДІІЦ, ДСП и др. В 68% случаев машинисты или

бЗсяузкнваїсіций персонал из знали о гозннкпопенни аварийной ситуации и но предприняли действия по ее прг;'0ТЕраи:л‘нт0. В 21% случаев крушений использование рлдаосзязн как способа передачи экстренной информации могло бы предотвратить столкнопешп или с/.од и поездов.

3. Борьба с крушением, как цепочки отдельных отказов и нарушений, является частично управляемы?.) процессом, т.е. большинство крушений можно было бы предотвратить вовремя, пресекая развитие аварийного процесса. Для уменьшена) числа отказса техі;'*:і необходимо совершенствовать технические средства диагностики и радиосвязи.

4. Хснкрзтнычи рекомендациями по п.4 язляютс.ч: подготовка повой редакции и облззтельное знание персоналом приказа (по Октябрьской железной дороге это приказ N0 31Н) о взаимном информирования работников линейных подразделений по обеспечению безопасности движения поездоп; внедрение на железных дорогах новых систем ред::осаазн и радиоуправления тормоыми; принятие дополнительных мер для снижения аварийности в вагонном хозяйстве (увеличение поставо;; запасных частей, с :-;есточение контроля при техническом обслуживании, ремонте и др.).

3 глазе 5 разработаны теоретические основы многоуровневой аятоматизнрованной системы информационного обеспечения БД (МАСИ - БД).

К ним относятся: обоснование требований, предъявляемых к МАСИ - БД, разработка структурной схемы автоматизированной системы н ее алгоритмизация, формализованное описание МАСИ - БД, обоснование практических предложений по совершенствованию информационною обеспечения БД.

Качество функционирования МАСИ - БД во многом зависит от полноты н обоснованности требований к этой системе, которые напразпены на характеристику таких его компонентов, как

Рм*4. Рсэт^далгш» гол*ч&стза хсіи-зу с цг*з\кф оудозъю*« кзчруивлгл. гу*м кэдшкдаьх

А я

у & м

И £І V

?> 3 8

9 % ?< ^ г- іг.

| I

19

о.з

0,25

0.2

0.15

0,1

0.05

— '

_ —1-__

-і— , .п.-

3 4 5 0

а) источники к потребители пнфэрц.шнн;

б) состаз исходной и передаваемой информации;

в) протоколы обмена нифэрмац:»;; ,

г) уровни доступа к информации;

д) методы обработки поступающей информации; •

с) веды справочной рекомендательной «'управляющей информация и порядок

ее нслользошния;

ж) архивация и востребованно кнформащш;

з) программно-аппаратные средства;

и) каналы передачи информации. ' . .

Требования технического н организационного характера в), г), ж), з) рассмотрены в диссертации в общем виде, требования к компонентам а), б), л), е), и) обоснованы болег подробно. . .

_ В основу МАСИ - БД положена существующая схема управления БД , в которой нами коіїкреттированьгфункциональньїг сіопи исїіду иерархическими уровнями по обмену информацией н управлению системой обеспечения БД (рис.5).

Ріїс. 5. Схемі фііто’тїоітльг'ьгї сіепі мсяду подгїздслипі»-.! од. трячспоргз пе с?сру иферсаісш и )гугвл.:кзясясг?*.теЗ с5еся«ч«с»а бясяаяюспі шлескяк.

Ті - урсг-ни нграрим ;х.д. системы

ЦРБ, РБ, УРБ - ревизорский апг.ррат, сооїгїтигєнїїо центральну!!, дорожи?'Гі и отделенческий. ■

И] - тгнмоотношеиня между оСъскт&ми, которыз гонхрепик^овзиы в диссертации.

Для формализованного описгикі МАСИ БД бчяи приняты следующие классификации:

ь) вчдов ичферигиии: '

Z -информация к ссзд":іта и пернодичссхо.чу использоЕг:і!’!о;

5 -информация по )чёту прои?зодсть::шчіх операций и контролю БД;

X -информация для переработки, акализч :і принята'! рстегня;

У -информация Се'і иерераСотки для прнн пия мер і: упрязлїющиі. воздсііїтенй;

Ь) Ііидов информационных операторов:

ІІІІ(І) - оператор передачи (приема) информации I с і-го ла )-й урозень;

Г(і) - фильтрация информация І ддя последующ;:' лрдязгциі:;

А[Р(І)] - архивация отобранной ішфори?цші;

О(Х) - оператор переработки информации X;

К(О) - контроль состояния безопасности по данным С;

У=Н(І) - оператор принятия реіЕЇНИЯ, ШКЙШрОБвННЯ мероприятий по повышению БД, совершенствованию инвест ициэикоП я кадрово !і КО.ІИГИКИ.

Примером фрагмента матс*агичсс?.о£ модели МЛСН-БД киляетея формализованное описание яроцхсса зарождения, обработки, передали и хранения информации из уровне отделе.:к я дороги.

Обозначим через Мп(1) оператор информационных процессов, происходящих на п-ном уровне, имеем:

М2(Х1.12,Х2,г2,У2,УЗ) = и{КІ2(ХІ),Ф2(Х!),і2ЛЛХ2.К32СУЗ).

1123[Х2, Ф2(Х1)], Ь21(У2), К2,3,4[Х2, Ф2(Х1),

,Г2,У2, К32(УЗ)], Л2[Р2((}2)}),

где<}2 = и{Х2, Ф2(Х1), J2.Z2.Y2, К2[Х2, Ф2(Х1), 32,У2, ЇІЗ’(УЗ)>).

Виды информации на дшшзч уровне включают в себя в основной документи статистической отчетности. .

7.1 = {РБУ-1, РБУ-3, РБУ-ЗМ)

І2 = {РБУ-6, РБУ-7}

У2 = !{РБУ-8, указания, оповещен;:,:, приказы}

■ Х2 = Ф2(Х1) = {РБ-2Д, РБ-2В, РБ-2П, РБ-2Ш, ГЬ-ГЛ, РБ-2Э, ГМЛ>

Кг ( О) - ревизорский контроль БД на линєГ.кіп предприятиях.

£1 диссертации дано формализованием описагтг МАСИ-БД на уровнях ЛИНЄІІПОГО предприлтшг, дорогі!, МІІ'?ііГГ4рСіга гутс.і соо5щї:іі-.;і.

Б качестве практического применения рчгзультгтов п.ов 3, 5 Сила разработана программа виполпяюїдая фунхцпі, сбора, крг.кен'.и и нрсдставл?і;ия ниформ.іаші о наиболее распространенных видах отказов.

Отдельный раздел главы 5 посьлщса исск&сгзнп» сзяросоэ собсрис;'-ствовання каналов поездной рздаосзязн, как кгиЗолсз оыегл^ггшсге, недублируемого вида связи с движущимся поездов. Лналг.з крупеиий показал, что в ряде случаев цепочки причшшо - слсдсгбмш^х евлзеї, вхлючдат отказы радиосвязи или факт неудовмгюрцтельнс/о ег качсстьз. не псзволиіішле передать экстренное сообщение рля предотвращения круїдсния. Поэтому, несмотря ка разлшогть и большой опыт эксплуатации радиотехнических систгм

ж.-д. транспорта, проблема совершенствования качестаа погздноЛ радиосвязи

- !Ь -

«тгвггя актузлъноЛ. В'* дчссерп ацил ■ прстализировгхм причины меудоглетзорутельисго гзч^ствл рэд1"ОС2ЯЗЯ на примгре да/ших по Октябрьской к.д. X ним относится гам^рагяя О'гпаяа, отсутствие или гсопре.-хдсние г.олноеодое, сннжспн'г «ощкоспг передат-шка н другие отхазм аппаратуры, что приводит к образовяшпо тех иаптвземых имртв:» зон рлдносвязп.

В риу.-ьтате обобщен;!:'! опыта Охт. ад разработана методика анализа качества помдлой рэдяопдаи п приют;»» практических решений по се уссзершснстиоганто. В процесса обоснования проектных

ресташй гозн'пчют зазачл зиборч спгсоба передач:» р&дкосигналов(с мпрзпмющнм волноводом г! см него), гпбора типа радиостанций, диапазона частот. Эти зяцзчи латаются **нсголар2мгтричеосгаи а для их решения была псполъ’озанз следующая мегод.гса интегральной оценки уячесгеа радиосвязи при различных средствах ее организации.

ТяСлика 2.

От.гг!'':!^!! гряс?::» ?*£$5кп.'."«»яи П?С а УКВ п 103 (с кгаолыспгпмм ?1пг5>!’злнк!гг1х лгттй) явачпяга.

Относительная гффежтивностъ систем радиосвязи (стратегии j)

Показатели В КВ да апмоие В УКВ диапазоне

ь " с радиостанциями

;хр-змо=|) ЖР - К 0=2) ЖР-У 0=3) РС-1,РВ-1М0=3)

Верность . 0,8 0,3 0,9 1

Дальность связя (км) Хг 2,5-3 (25 - 30) 2,5-3 (25-30) 0,8-0,9 (8-10) 1 (10-12)

Надежность (наработка на Отказ.ч) Хз 0,15 (300) 1 (2000) 1 (2000) 0,75 (1500)

Непрерывность связи X* 0,9 0,9 0,7 1

Пусть имеются количественные показатели радиосвязи (см.табл.2).Согласно этой таблице задаются численные значения ^ и определяется их значимость путём указания на качественном уровне предпочтения между весовыми коэффициентами

Была принята Р1=Р4>Р2; Р2>РЗ

Для интегральной оценки качества кслользовлась целевая функция

Яд

СУ = У. Р1 7л), где 7л$ =--------------

1 Ятазу

С помощью программы статистического моделирования был рассчитаны

среднее и дисперсия функции О). Распределение коэффициентов Р1 при этом было

принято равномерным. Моделирование целевой функции позволило интегрально

оценить качество радиосвязи при разные принципах ег организации и разной

аппаратурной реализации: наиболее перспективной является система дуплексной

поездной радиосвязи ка базе медершеировзшюй агдаготуш "транспорт", ГС-1 и РВ-1М работающее; в УКВ диапазоне.

Осиошыс выводы н результаты диссс|.тсцнвш:ой работы состоят' в следующем:

1. На основе анализа систем обеспечения безопасности на разных видах

транспорта установлены основные качественные показатели информационных систем обеспечения БД на железнодорожном транспорте. К ним относятся технические показатели, надежность. человека, как основного информационного и управляющего эвена, и качество информационных технологий. Последний показатель включает уровень автоматизации сбора и обработки информации, а также обоснованность управляющих воздействий на систему обеспечения безопасности движения. Указанные характеристики информационных технологий, являются недостаточно проработанными для железнодорожного транспорта. Их сОЕгршенетвоьэиига и посвящена диссертация. .

2. Разработаны критерии и методы количественно!'; оценки уровня аварийности по статистическим данным о браках в работе, выделенным по классификации как вид нарушений БД с наименьшими потерями. В диссертации показано, что анализ браков в работе необходим не только для исключения их повторяемости, но главным образом для предотвращения аварий и крушений.

3. Наиболее объективная и наглядная оценка безопасности может быть дана с помощью группы показателей, сводимых либо к интегральному критерию,

:о-

либо к ,~;ктор:;оіі ве.тачл;:е. Пркгкро?! ьехторпога прадетлеяиа язляетсл упорядоченный набор гоказг.тсгей: кмпічесті о НБД за текучий период, среднее число 11 БД за ^ссь интервал чіб.тоДешїй, міши>із.ть;ісє число НБД и показатель тендеп-ций изменения числа НБД за поведши промежуток 1>рсмс..». Эти и др^Гіїе лохезатели безопасности, з том числе и разработанные в Л!!сс?ргац>:я, огстемлтширопаны а г.реатежеиаеЯ классификации по всем првзяггам, характерним для жечезкедорожього транспорта. На остоге пзхета лриккадтгшс программ и процедуры ряіго’роваигл бракоз по степени гтіасиоггн г’іполн-ско стаютиче^кое моделирование интегрального показателя уровня безоязеноегк. Эта мстодм?.. использована для оценки безопасности «із отделили* Охтхбрьскоґі железнг.Тдор»

4. Два подхода лзляются правомерными дм прогнозирования уровня безопасности. ПерзиЛ оснозам ия экстраполяции временного ряда по::;зателгЯ браков з рг.'хг.: гиги вїхтерпих еелнччи, определяющих безопасные условнл фуіпециопировіяиз трг.лслортной системы. Второй базируется на прачігяяо-сяейетзеїшоЯ связа 1<«.»ду чяс-юи брексэ з работе за тску:ц!*Гі лер.юд я позмоякюстыо воз!тк.:озс:;;ія крушений (аварці!) а следующий период. Оба подхода кагеиатнчески своснозяны в диссертации.

5. Ргзркботгчз методика ст?.т::стггїєсксго вк&шза данных о случаях брака в работе, готграя втта>чает ыетодъ! -ретт^ссяонкого, горреллционного и ф~.:сторчого анализе. Пвкезїіс, что дішзмйчєсхіії р"о количества бракоз в работе нме:от хо-гсбптелы'!!'! х-"р.--ггср ■ ла фо::е определенных тенденций с периодом >7лет, обусловленных фзггервын о'іщесстезого значения, таких как применяемые технологии перег-езок, лзмгаеаяя хозяйственных отношений, техническая погпг.ка, кеполыуемзд кампфекаш:* кгрусгниЯ БД и др. Комплекси?* накопление часгеих причім яригодагг к пспдесхам влзриЯнссти, которые, как праг-тио, бистро снюгютеч в слэдуюкиа периоды, ч результате усилен;!» контроля и действенности прішчмгемілх мер.

5. Фг.чторный анализ стгтзгстикн бргкоч з работе позволял зыздить неявные причины, когор'.м спределтот геарнГСность на ж.д. транспорте: некачественное техническое обелужіїьїілге и неправильная эксплуатация технических средстг. В сложкешихся условна старения и недопоставок технических средств следует сделать акцент на совершенствование выходного контроля после дспосского ремонта подвижного состапа с усилением управляющих воздействий со стороны ревизорского аппарата. Для более

целенаправленного и оперативного принятия мер по устранению причин аварийности рекомендуется:

a) ввести и документооборот ревизорского аппарата дороги разработанную в диссертации новую форму отчетности, позволяющую выявлять причины брахов в работе;

b) использовать методику статистического анализа случаев браков ь работе для квартального и годового отчета по безопасности движения.

7.Аналнз аварий н крушеннй показал, что они явллются, как правило, следствием нискольких причин. Наиболее вероятны цепочки из трех нарушений. 60% причин являются зазисимыми. Примерно половина причин крушений приходится на нарушение информационных технологий: несоблюдение регламента переговоров, невнимательность машиниста, ошибки в работе ДНЦ, ДСП и др. В 21% случаев крушений использование радиосвязи как способа передачи экстренной информации могло бы предотвратить столкновение или сходы поездов.

8-Борьба с крушением, как цепочки отдельных отказов и нарушений, является частично управляемым процессом, . .е. большинство крушений можно было бы предотвратить вовремя, пресекая развитие аварийного процесса. Для этого необходимо совершенствовать средства контроля и диагностики (например, внедрение радиосистум контроля исправности букс, радиоуправление тор-ыозами и др.), применять более современные системы информационного обеспечения (подготовка и изучение новой редакции приказа с взаимном контроле и информировании работников линейных подразделений по обеспечена безопасности движения) и поднимать культуру труда людей, связанных с перевозочным процессом.

9.Вьтолнец комплекс исследований по теоретическому обоснованию многоуросневой автоматизированной системы кяформацножюго обеспечения безопасности движения: разработана структурная и фукхционалън&я схемы, сформулированы требования, дано формализованное описание МАСИ-БД, которое рекомендуется имюдьзогать в качестве основы будущих разработок программного обеспечения дпз МАСИ-БД Рекомендации н программное обеспечение, указанные в гш. 3 в б .узкв.ызробироганъг г аппарате Глагиого ревизора Октябрьской хелсзиоЗ дороги.

Ю.Учитывая роль радиосвязи с движущийся поездом как наиболее отаетстминого дла обеспечена безопасности вида связи в диссертации

разработаны рекомендации по псзынкчи» ее надежности. Предложен комплекс мероприятий для ликвидация зон неуверенной радиосвязи. Пут-м моделироаания интегрального показателя качества, радиосвязи показано преимущество системы дуплексной радиосвязи, работающей в диапазоне дециметроаых волн. -

11. 3 целом результаты. полученные в диссертации позволяют давать сбссно.чанпые рекомендации для прагиг.ьлого использования инзистицнй и организационных мер по повышению безопасности движения поездов.

Слисок опу6л!1коз*!ляип£ ряЗот пз тек: дг!с4г^таа.'!п:

1) А.Е.КраскоьскиГ!, ЕА.парансз, Ю.Шехгбн. Методы контроля и прогиазироБанпя безопасности транспортных процессов. Тезисы доклада ка всероссийской научно:! кокферекцти по теме "Параметры перспективных трапспортчых систем России, стр.94 г. Москва 1994 г.

2) А.Е.Крзсковсхчй, Ю.Шехабн. Информационное обеспечение безопасности

дви-тения поездов, стр. 123. МосхЬа !9?3 г. Тежсы дсчкадч на ссероссн некой научиоП конференц:::! по теге “Разработка :: ’’недренне новых технологий на трзмсггорте. .

3) Ю.Шехьби. Иифорчециош'ос оСссяпгкп* безопасности дагмсегся поездов. Тезнси выступления чг “неделе науки". С.-Петербугг 1992 г.

4) ГО.Шсхабп. Факторный анализ Н5рув:?:::!й беззягскостн дзиг.еиия поездов. Тезисы выступления т “педеле науки". С.-Петербург 1994 г.

5) Ю.Шехаби. Анализ статистических данных о 100 авариях п крушениях. Тезисы выступления на “неделе науки". С.-Петербург 1995 г.

6) Ю.Шехаби. Анализ статистических данных брахов в работе. С.-Петербург, ПГУПС 1995 г. Принято на деп. под Кг5'->Э9.

7) Ю.Шехаби. Анализ статистических данных о 100 авариях и крушениях. С.-Петербург, ПГУПС 1995 г. Принято из деп. под '£6000.

?) А.Е.Крзсксгский, Н.А.Нооосядов, Е.А.Барансв, Ю.Шеха.Зн. Совершенствование методов анализа данных о БДП. Тезисы доклада на мегвдунзродном симпозиуме “Безопасность перепозочшлх процессов”. М 1995 г.

Ме%с£<1 юсеф