1.3. Классификация отказов в работе транспортных систем
Отказы в приеме, отправлении и пропуске поездов могут быть вызваны большим числом причин, связанных с управлением перевозочным процессом, технологией, проектированием, ремонтом и содержанием технических средств, их производством. К ним можно отнести, например, диспропорции в развитии пропускной способности железнодорожных линий, станций, локомотивных и других депо; переполнение емкостей парков, путей, станций, железнодорожных участков, направлений и др.; несоответствие пропускной и перерабатывающей способности величинам транспортных потоков; неправильное обоснование объема работы и величин пропускной и перерабатывающей способности станций, участков, депо при проектировании новых и развитии существующих линий; недостаточный учет степени неравномерности грузо-, вагоно-, поездопотоков и темпов их увеличения; недостаточность парка локомотивов и числа локомотивных бригад (дефицит локомотивов и бригад может быть вызван неудовлетворительным управлением и регулированием, увеличением числа локомотивов, находящихся в ремонте, заболеваниями работников локомотивных бригад, недостаточным по величине парком локомотивов по отношению к объему работы); неудовлетворительную конструктивную надежность технических средств или их отдельных элементов; несовершенство технологии производства; нарушение установленного режима профилактического осмотра и ремонта подвижного состава и постоянных технических устройств; недостоверность информации о поездах и грузах, ошибки в оформлении натурных листов и других документов, разъединения вагонов и документов; нарушения, связанные с выполнением грузовых и коммерческих операций, и др.
Большинство факторов, вызывающих отказы в приеме, отправлении и пропуске поездов, взаимозависимы и сводятся к нерасчетливому использованию пропускной и перерабатывающей способности, недостаткам оперативного прогнозирования и регулирования на разных уровнях управления и др. Отличительной особенностью отказов в работе технических, технологических и информационно-управляющих транспортных систем является отражение всех причин этих отказов, какими бы разнообразными они ни являлись, в задержках продвижения поездов (пропуска, приема, отправления), дополнительных задержках (простоях) вагонов на станциях, погрузочно-разгрузочных фронтах, грузовых дворах, контейнерных терминалах.
Имеются, конечно, такие отказы технических средств, которые не вызвали, хотя и могли вызвать, задержку поезда или дополнительный простой вагонов. Однако это не исключает общей закономерности отказов транспортных систем, которые приводят к снижению скорости перемещения транспортной массы, увеличению сроков доставки грузов или времени поездки пассажиров.
Общее время различных отказов на всем пути следования поезда от станции формирования до станции расформирования, если оно установлено достаточно большим числом наблюдений, характеризует надежность поездной работы. Аналогично суммарное время задержек, связанных с отказами, на всем пути следования груза — от станции отправления до станции назначения — представляет собой критерий надежности перевозочного процесса.
В теории надежности различают отказы полный, внезапный, постепенный, частичный, независимый, зависимый, производственный, конструкционный, сбой, перемежающийся и эксплуатационный. Под полным понимают такой отказ, после возникновения которого использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности. К полным отказам относятся крупные поломки локомотивов, вагонов, устройств железнодорожного пути и других устройств, вызванные столкновением подвижного состава, излишней нагрузкой и другими причинами.
Частичный отказ — это такой отказ, после возникновения которого использование объекта по назначению возможно, но при этом значения одного или нескольких параметров выходят за допустимые пределы. Частичные отказы иногда называют параметрическими, поскольку они связаны с ухудшением основных параметров работы системы. К частичным отказам относятся, например, такие отказы железнодорожного пути, стрелочных переводов, когда движение не закрыто, но осуществляется с резко сниженными по отношению к нормативным скоростями движения. К частичным отказам относят также такие поломки или ухудшения в работе элементов подвижного состава, которые не угрожают безопасности движения, но и не позволяют использовать вагоны, локомотивы по прямому назначению.
Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких основных параметров системы. К таким отказам можно отнести одиночный выход из строя рельсов в связи с внезапными причинами, выход из строя отдельных элементов устройств автоблокировки, электрической и диспетчерской централизации и др. Внезапный отказ может быть и полным.
К производственным относят такие отказы, которые возникают вследствие нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления или ремонта объекта. Эти отказы имеются и при производстве и, еще в большей степени, при ремонте локомотивов, вагонов, устройств пути, контактной сети и др.
Конструкционный отказ возникает из-за ошибок конструктора или несовершенства методов конструирования. В это понятие входит широкий диапазон отказов, связанных с конструированием электровозов, тепловозов, вагонов и других объектов. По этим причинам нередко новые образцы локомотивов и вагонов имеют низкую надежность, в результате много времени уходит на доведение параметров надежности до необходимого уровня. К этим отказам надо отнести и ошибки в проектировании транспортных систем: железнодорожных линий, узлов и различных типов станций. Они сводятся к выбору нерациональных вариантов схем станций и узлов, необоснованному уменьшению длины и числа путей, ошибкам в конструировании различных горловин, неправильному обоснованию величин пропускной и перерабатывающей способности, недостаточно высокой величине расчетных объемов работы и другим неточностям, которые проявляются в виде задержек транспортного потока. Иногда эти задержки носят массовый характер и о них уже нередко говорят как о недостатках эксплуатационной работы и управления ею.
В работе станций, узлов и направлений часто возникают сбои — самоустраняющиеся отказы, приводящие к временной утрате работоспособности. Остановки транспортного потока перед станциями в связи с недостаточной производительностью работы по обработке и расформированию поездов, недостаточным числом путей, остановки потока перед стыковыми пунктами отделений и дорог в связи с различными организационно-технологическими причинами воспринимаются как сбои в работе. Экономические последствия от этих отказов, однако, весьма серьезны, если они вызывают задержки большого числа поездов и дезорганизуют работу в других взаимосвязанных элементах сети.
Большой перечень отказов включает в себя понятие эксплуатационный отказ. Это отказ, возникший вследствие нарушений установленных правил эксплуатации (ПТЭ, инструкций, приказов МПС, начальников дорог, отделений, нарушений установленных технологических процессов) или вследствие влияния не предусмотренных внешних воздействий (незапланированное увеличение транспортного потока на входе системы, внешнее нарушение регулировочной дисциплины при поступлении порожних вагонов, воздействие погоды и другие факторы).
Всякая задержка поезда, готового к отправлению на участок, приема его на станцию или задержка пропуска, не предусмотренная графиком движения или технологией работы станции, воспринимается как отказ в работе станции, участка. Таким образом, задержки приема, пропуска, отправления поездов являются отклонениями от нормы (отклонениями от графика движения, технологии станции). Задержки поездов, составов и вагонов могут происходить также по коммерческим причинам в связи с нарушением правил погрузки, выгрузки, оформления документов. Особую группу эксплуатационных отказов могут составить коммерческие отказы.
К отдельный группе отказов следует отнести задержки поездов и вагонов, вызванные нарушениями плана формирования поездов, когда в поезд ошибочно включают вагоны других назначений. В результате на станции расформирования требуется дополнительная работа и возникают дополнительные задержки вагонов, а те вагоны, которые были включены в поезд не по назначению, совершают излишний пробег или перерабатываются большое число раз. Ошибки в информации, оформлении документов, выполнении технологического процесса и разъединения вагонов от документов также приводят к незапланированным задержкам вагонов, порче или полному повреждению грузов.
По природе возникновения все эксплуатационные отказы можно классифицировать следующим образом:
отказы технических средств:
организационно-технологические отказы, которые объединяют большой перечень отказов, не связанных непосредственно с износом, поломками, ухудшением параметров работы технических средств.
Отказы технических средств разделяются на отказы постоянных (пути, автоматики, телемеханики и связи, контактной сети) и других устройств и отказы подвижного состава (локомотивов и вагонов). Организационно-технологические отказы можно, в свою очередь, разделить на отказы в связи с полным заполнением графика движения поездов в тот или иной период суток, отсутствием локомотивов или локомотивных бригад, полным заполнением путей отправочных, сортировочных, транзитных и приемных парков станций, несвоевременной обработкой, расформированием, формированием, грузовых поездов, несвоевременной подготовкой в рейс и задержками экипировки пассажирских поездов, нарушениями плана формирования, ошибками в информации и оформлении документов, коммерческим браком, нарушениями правил погрузки (отказы из- за технологической дисциплины), ограничениями погрузки грузов, которые могут иметь объективные причины, связанные с эксплуатационной обстановкой на полигоне, или вызваны противоречиями в критериях управления.
В зависимости от того, где происходят задержки поездов (вагонов), существуют отказы: в пределах станции, на подходах к станции, на перегоне, на нескольких станциях и перегонах (на участке или направлении).
Большинство организационно-технологических отказов являются групповыми перемежающими отказами — многократно возникающими сбоями одного и того же характера, которые периодически повторяются в связи с разнообразными причинами задержек транспортного потока.
Надежность перевозок наряду с другими признаками, характеризующими уровень работы транспорта (общее время в пути, сохранность грузов, стоимость перевозки), является важным объективным критерием качества транспортного процесса. Совершенствование подвижного состава и технической базы — очень важная часть проблемы надежности работы железнодорожного транспорта. Достаточные объемы пропускной и перерабатывающей способности, пропорциональное развитие железнодорожных направлений, узлов, станций, депо оказывают большое влияние на надежность эксплуатационной работы сети. Поскольку на сортировочных, участковых, грузовых, пассажирских и других станциях происходят массовые технологические процессы обработки, расформирования и формирования поездов, операции по погрузке и разгрузке вагонов, оформление документов, зарождение и погашение транспортного потока и обработка информации о транспортном процессе, надежность работы всех этих станций оказывает решающее воздействие на проблему эксплуатационной надежности участков, полигонов и сети в целом.