Введение к работе
Актуальность темы исследования
Наибольшая доля расходов в путевом хозяйстве приходится на работы,
выполняемые за счет средств, относимых на ремонт пути, в частности на
капитальные ремонты пути. Их назначение и планирование реализуется в рамках
перспективного, трехлетнего и текущего планирования. Для назначения
ремонтов пути необходимо иметь достаточное технико-экономическое
обоснование. В настоящее время анализ потребности в ремонтах пути и их
планирование выполняются по дифференцированным нормативам и
обобщенным численным показателям, недостаточно полно отражающим фактическое состояние верхнего строения пути. То есть оценка фактического состояния пути, позволяющая эффективно назначать ремонты пути по фактическому состоянию, в настоящее время не реализована. Необходима разработка соответствующих алгоритмов, научной основой которых может послужить теория и практика анализа стоимости жизненного цикла восстанавливаемых технических систем.
Существующая система назначения ремонтов пути не учитывает полноту различий в конструкции, условиях эксплуатации участков пути, изменение его состояния по мере наработки тоннажа. Назначение ремонтов пути по статическим критериям (одиночный выход рельсов, пропущенный тоннаж, срок службы в годах, количество отступлений второй степени, частота отказов и др.) не всегда дает адекватный результат, так как не учитывает ретроспективу изменения состояния верхнего строения пути, его прогноз на перспективу, состояние верхнего строения пути в комплексе.
Для преодоления этих недостатков при перспективном и среднесрочном планировании оценку в потребности работ предлагается выполнять по прогнозным значениям параметров верхнего строения пути, объединенным в интегральные показатели. Расчет единого интегрального показателя может основываться на параметрах технического состояния верхнего строения пути с
учетом локальных (характеризующих отдельный, конкретный участок пути) условий его работы, экономичности и эффективности технического обслуживания пути.
Степень разработанности темы исследования
Вопросам оценки состояния верхнего строения пути и определения
потребности в капитальных ремонтах посвящены многочисленные
исследовательские работы, широко освещенные в трудах Г.Е. Андреева, Е.С. Ашпиза, Л.В. Башкатовой, В.П. Бельтюкова, А.К. Гавриленко, А.И. Гасанова, В. М. Ермакова, О.П. Ершкова, Б.Н. Зензинова, В.Б. Каменского, Н.И. Карпущенко, А.Я. Когана, Н.П. Кондакова, З.Л. Крейниса, М.А. Левинзона, И.Б. Лехно, В.С. Лысюка, В.В. Мишина, В.О. Певзнера, М.П. Смирнова, В.П. Сычева, Г.И. Тарнопольского, С.А. Телегина, В.И. Тихомирова, В. М. Филиппова, В.Я. Шульги, Ю.М. Щекоткова, Г.К. Щепотина, Т.И. Шероновой, В.М. Янина и других ученых, специалистов.
Цель диссертационного исследования
Целью работы является разработка математического алгоритма для оценки исчерпанности ресурса верхнего строения железнодорожного пути.
Задачи диссертационного исследования
-
Анализ современных подходов в оценке фактического состояния верхнего строения железнодорожного пути и расчете потребности назначения работ по техническому обслуживанию и капитальным ремонтам.
-
Разработка методики по расчету единого интегрального показателя исчерпанности ресурса верхнего строения железнодорожного пути – комплексного индекса состояния пути, отражающего потребность в капитальном ремонте пути или в изменении затрат на его техническое обслуживание.
-
Разработка методики по прогнозированию интенсивности накопления неисправностей с учетом локальных статистических данных на основе параметров технического состояния пути.
-
Определение расчетных параметров и коэффициентов для математических алгоритмов разрабатываемых методик на основе анализа статистики по предотказам, отказам и повреждениям пути, структуры затрат технического обслуживания и их распределения по видам работ.
-
Обоснование критериев для выбора участков с потребностью в капитальном ремонте пути или расчет потребных затрат на его техническое обслуживание по величине комплексного индекса состояния пути.
-
Выполнение практических расчетов по разработанным методикам с последующей верификацией.
Научная новизна результатов исследования
-
Рассмотрено исчерпание ресурса железнодорожного пути как процесс изменения стоимости его жизненного цикла по мере накопления отступлений от норм и допусков и удорожания его технического обслуживания.
-
Предложена и разработана универсальная математическая модель, по которой рассчитывается величина исчерпанного ресурса железнодорожного пути, выраженная единым интегральным показателем.
-
Разработаны критерии анализа единого интегрального показателя, позволяющие определить потребность в капитальном ремонте пути или рассчитать необходимое количество затрат на его техническое обслуживание.
-
Адаптировано применение локальных статистических данных о состоянии пути к методике прогнозирования интенсивности накопления неисправностей по параметрам технического состояния железнодорожного пути.
Теоретическая значимость работы
- в ходе проведения исследования выявлено изменение стоимости жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути по мере накопления неисправностей в его конструкции, что позволило разработать единый интегральный показатель, величина которого характеризует процесс достижения конструкцией пути предельного состояния из условия обеспечения
экономически эффективной эксплуатации пути с наименьшими средними затратами на техническое обслуживание и ремонт за весь срок службы.
Практическая значимость работы
- на основе анализа расчетов стоимости жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути получены значения критериев для оценки единого интегрального показателя, по величине которого возможно определить на участке пути потребность в капитальном ремонте, или рассчитать необходимую величину затрат на техническое обслуживание.
Методология и методы исследования
Для решения поставленных задач использовались статистические методы обработки данных, метод факторного анализа, системный подход, теория вероятности, метод планирования эксперимента, экспериментальные и аналитические исследования.
Положения, выносимые на защиту
-
Теория интегральной оценки исчерпанного технико-экономического ресурса верхнего строения железнодорожного пути и потребности в капитальном ремонте по комплексному индексу состояния пути;
-
Алгоритм формирования и статистической обработки баз данных автоматизированных систем для определения комплексного индекса состояния пути;
-
Адаптация использования локальных статистических данных о состоянии пути к методике прогнозирования интенсивности накопления неисправностей верхнего строения железнодорожного пути на основе среднесетевых зависимостей;
-
Критерии экономически целесообразного предела количества накопленных неисправностей по параметрам верхнего строения железнодорожного пути для типовых условий эксплуатации с разной грузонапряженностью и материалом шпал, определенные из условия минимизации стоимости жизненного цикла железнодорожного пути;
5. Весовые коэффициенты, i, влияния суммы накопленных неисправностей
на формирование затрат по его техническому обслуживанию для типовых условий эксплуатации по грузонапряженности и материалу шпал, определенные из условия минимизации стоимости жизненного цикла железнодорожного пути.
Степень достоверности
Достоверность результатов диссертационного исследования
подтверждается достаточным объемом расчетов. Научные выводы, заключения и рекомендации подкреплены результатами практических расчетов, наглядно представленными в таблицах и рисунках. Подготовка и обработка статистических данных выполнена с использованием современных методов статистического анализа и обработки данных.
Апробация результатов
Основные результаты диссертации докладывались на международной научно-практической конференции «Путь XXI века» (ПГУПС, 2014г.); всероссийской научно-технической конференции «Транспорт: проблемы, идеи, перспективы» (ПГУПС, 2015 г.); сетевом совещании-семинаре ОАО «РЖД» «По разработке и внедрению автоматизированной системы управления в путевом хозяйстве» (г. Воронеж, 2015г.); VIII Международной научно-практической конференции "Наука и образование транспорту" (СамГУПС, 2015 г.)
Публикации
По теме диссертации опубликовано пять работ; в том числе три в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.
Объем и структура диссертации