WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |


На правах рукописи

ЛХАМЖАВЫН БОЛД

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СРОКОВ СЛУЖБЫ
И СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
(НА ПРИМРЕ ПОЛУВАГОНОВ
УЛАН-БАТОРСОКЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ)

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав

железных дорог, тяга поездов и электрификация

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

ИВАНОВ Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

СЕРГЕЕВ Константин Александрович

(РГОТУПС)

кандидат технических наук, доцент

СИРИНА Нина Фридриховна

(УрГУПС)

Ведущая организация: Самарский государственный

университет путей сообщения (СамГУПС)

Защита состоится «______» февраля 2009 г. в ______ часов

на заседании диссертационного Совета Д 218.005.01. в Московском государственном университете путей сообщений (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, 15, ауд. 2505.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИТа.

Автореферат разослан «_____» января 2009 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу университета.

Учёный секретарь диссертационного
Совета, д.т.н., доцент _______________ А.В. Саврухин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Улан-Баторская железная дорога (УБЖД) является важной составной частью инфраструктуры народного хозяйства Монголии. Достаточно сказать, что на долю железной дороги приходится около 97% общего грузооборота страны.

Отсюда следует особая важность обеспечения успешного функционирования УБЖД, которое во многом зависит от эффективности работы ее вагонного хозяйства (ВХ).

Это означает, что обеспечение перевозочного процесса работоспособным подвижным составом следует осуществлять не любой ценой, а при минимальных издержках при обеспечении безопасности движения приемлемом уровне. Это возможно при постоянном совершенствовании технической базы предприятий и повышении квалификации персонала ВХ.

Отправной точкой при планировании этой работы должно быть расчетное обоснование параметров системы технического обслуживания и ремонта (ТОР) вагонов и нормативных сроков их службы. При этом необходимо учитывать возрастной состав парка вагонов, интенсивность использования его по назначению, требования к обеспечению безопасности движения и т.п.

К сожалению, до настоящего времени отсутствует методология всестороннего комплексного анализа действующей системы ТОР вагонов и методики ее расчетного обоснования. Это явно не способствует принятию эффективных технических и организационных решений в ВХ УБЖД.

Данная диссертационная работа направлена на устранение указанных недостатков.

Цель работы. Разработка инструментария для научного планирования мероприятий, направленных на совершенствование технической базы предприятий ВХ и организации ремонта. Роль упомянутого инструментария играет методика расчетного обоснования нормативного срока службы, структуры и параметров системы технического обслуживания вагонов.

Проведенные с этой целью исследования включают в себя решение следующих основных задач: разработки методов сбора и обработки эксплуатационных данных о повреждениях и отказах вагонов, реальных затратах на различные типы ремонтов и технического обслуживания, возрастном составе парка вагонов и т.п.; критический анализ действующей системы ТОР грузовых вагонов, методы и принципы организации их технического содержания; в рамках оптимизации системы ТОР вагонов и их сроков службы выбора объекта оптимизации, критерия оптимизации и ограничений на объект оптимизации. Кроме того, разработан алгоритм и программное обеспечение для решения поставленной задачи; оценки ожидаемого экономического эффекта, получаемого благодаря переходу от действующей системы ТОР к предлагаемой оптимальной.

Объект исследования. Система ТОР вагонов на УБЖД.

Предмет исследования. Оптимизация системы ТОР, сроков службы и периодичности контроля технического состояния вагонов в эксплуатации.

Методы исследования. Исследования выполнялись на основе методов математического анализа, теории вероятностей, математической статистики и теории надежности.

Научная новизна. При оптимизации системы ТОР вагонов непосредственным образом впервые учитывались такие составляющие эксплуатационной среды как оборот вагона и протяженность гарантийных участков ПТО. Кроме того, разработана методика расчетного обоснования протяженности гарантийных участков ПТО вагонов.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждается:

  • использование обширного статистического материала, накопленного на предприятиях УБЖД, что позволяет учитывать при расчетах конкретные условия эксплуатации;
  • использование классических методов теории вероятностей, математической статистики.

Практическая ценность. Методика оптимизации системы ТОР и сроков службы позволит на научной основе строить техническую политику в области ВХ УБЖД в части совершенствования информационной базы, разработки технических требований к закупаемым за границей вагонам, нормирования гарантийных участков ПТО вагонов и параметра безопасности подвижного состава и т.п.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях (Москва, МИИТ), заседаниях кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа, заседании НТС УБЖД.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано четыре статьи, из них одна в издании, рекомендованном ВАК по специальности 05.22.07.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Общий объем составляет 175 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обоснована актуальность темы диссертации.

В первой главе на основе анализа проблем ВХ УБЖД сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Техническое содержание подвижного состава можно определить как процесс парирования его отказов и повреждений – случайных для персонала ВХ и по времени, и по месту обнаружения, и по своим последствиям, и по причинам возникновения, и по требуемым средствам и ресурсам для их устранения, и по объемам восстановительных работ, и т.п.

Кроме того, чтобы придать упомянутому процессу функцию хотя бы частичного управления техническим состоянием подвижного состава в число мероприятий ВХ обычно включаются меры предупредительного характера, в основном двух типов:

- планирование во времени и по объемам работ по контролю технического состояния подвижного состава, по поддержанию и восстановлению его работоспособности;

- модернизация морально устаревших агрегатов и элементов вагонных конструкций, которая должна осуществляться не только на предприятиях ВХ, но и путем разработки технических требований на новые конструкции вагонов.

Следовательно, эффективность работы ВХ обусловлена не только техническим уровнем вагоноремонтной базы и организации технического содержания, но и прочностью и надежностью вагонных конструкций.

Большой вклад в развитие научно-методических основ совершенствования вагоноремонтной базы и организации ремонта внесли М.М. Болотин, А.Л. Бородовский, В.П. Бугаев, В.И. Гридюшко, А.А. Иванов, В.А., Ивашов, А.В. Кирилюк, Н.З. Криворучко, В.Ф. Криворудченко, Н.Г. Мартынюк, К.В. Мотовилов, М.В. Орлов, Г.В. Райков, К.А. Сергеев, Н.Ф. Сирина, В.И. Сенько, Г.К. Сендеров, И.Ф. Скиба, А.С. Ступин, П.А. Устич, А.В. Шилович, И.И. Хаба и др.

Вопросам совершенствования вагонных конструкций, методов оценки НДС и динамических характеристик посвящены работы П.С. Анисимова, А.Н. Балалаева, С.В. Беспалько, Ю.П. Бороненко, С.В. Вершинского, В.В Кобищанова, Е.П. Королькова, В.Н. Котуранова, В.Д. Кузьмича, Т.В.

Лисевич, В.В. Лукина, В.Г. Мышкова, Л.Н. Никольского, Е.Н. Никольского, М.Н. Овечникова, М.М. Соколова, В.Н. Филиппова, В.Д. Хусидова, Л.А. Шадура и др.

Обзор выполненных исследований показал, что по-прежнему независимо развиваются в основном две упомянутые выше ветви исследований по вагонному делу. Методическое объединение указанных направлений дает возможность заниматься совершенствованием не отдельных элементов транспортной системы, а в целом, оценивая новые решения, в рамках производственно-технологических систем.

Между тем, в последние 10-15 лет появились доступные для инженерных исследований научные методы и, главное, информационные технологии, позволяющие разрабатывать модели, при помощи которых представляется возможным согласовывать параметры подвижного состава и т.н. эксплуатационной среды в рамках единой модели относительно наперед выбранного критерия. Основой указанного методического объединения, согласно результатам МИИТа, может стать новый объект исследования – система «вагон-эксплуатационная среда». Поэтому указанный новый объект в соответствии с поставленной целью подвержен исследованию в диссертационной работе. Цель настоящей работы состоит в разработке инструментария для расчетного обоснования мероприятий, направленных на совершенствование технической базы предприятий ВХ УБЖД, организации ремонта и технического обслуживания грузовых вагонов с учетом их прочности и надежности.

Во второй главе разработана усовершенствованная методика оптимизации системы технического обслуживания и ремонта вагонов.

При разработке модели системы «вагон-эксплуатационная среда» в данной работе придерживались следующих принципов:

1. Нецелесообразно разрывать жизненный цикл вагона на две независимые части: «проектирование-конструирование-изготовление вагона» и «использование его по назначению-техническое обслуживание-ремонт-исключение из инвентарного парка»;

2. Адекватность модели новым информационным технологиям;

3. Соблюдение запрета на оптимизацию показателей безопасной эксплуатации вагонов относительно критериев чисто экономического содержания;

4. Основная цель исследования рассматриваемой модели должна состоять в минимизации риска принятия ошибочного планового решения руководством транспорта.

Под эксплуатационной средой вагона понимается следующая триада:

- процесс использования вагона по назначению, интенсивность которого определяется его оборотом, среднесуточным пробегом и прочими показателями;

- динамическая, климатическая, технологическая и прочие виды нагруженности вагона, интенсивность которых определяет процесс накопления повреждений в материале конструкции;

- технический уровень предприятий ВХ, который характеризуется их мощностью, стоимостью и качеством технического содержания вагонов.

Наибольшие трудности возникают при моделировании второй составляющей эксплуатационной среды. Чтобы их обойти, в контур рассматриваемой модели целесообразно вписать действующую на УБЖД информационную систему, благодаря которой каждому мероприятию, направленному на совершенствование конструкции вагонов, технологий и организации ремонта можно поставить в соответствие изменение интенсивности потока отказов подвижного состава.

Как видно, модель «вагон-эксплуатационная среда» описывает взаимодействие вагона и предприятий ВХ, в ходе которого происходит расходование ресурсов и предприятий, и вагона. Существует ли, обобщенно говоря, такой регулятор, с помощью которого можно было бы оптимальным образом регулировать расход упомянутых ресурсов во времени Вторая проблема состоит в следующем. Система «вагон-эксплуатационная среда» состоит из элементов различной природы. Поэтому возникает потребность в неком связующем звене, которое позволило бы рассматривать их в рамках общей математической модели.

Как показано в научных трудах МИИТа, ключом к разрешению и первой и второй проблемы является использование системы ТОР вагонов. Для этого был предложен математический аналог системы ТОР в виде матрицы межремонтных пробегов

(1)

каждый элемент lij которой есть j-й межремонтный пробег в пределах i-го ремонтного цикла. Здесь с помощью параметров m1,m2,…,mn, удовлетворяющих неравенствам m1<m2<…<mn, (2)

задается структура системы ТОР вагонов.

Матрица (1) обладает следующими свойствами:

- число ее строк на единицу больше число ЗР за срок службы вагона;

- количество элементов в i-ой строке на единицу больше числа ДР в пределах i-го ремонтного цикла системы ТОР вагона;

- сумма всех элементов матрицы – пробег вагона, за его срок службы.

Благодаря перечисленным свойствам матрицы (1) ее допустимо считать в качестве математического аналога системы ТОР вагонов, Кроме того, данная матрица отражает важную характеристику вагона – его срок службы. Поэтому она является подходящим объектом оптимизации.

Рассматриваемая матрица (1), обладает еще одним полезным для решения поставленной задачи свойством. Она приспособлена к наложению на ее элементы ограничений, позволяющих учитывать: требования безопасной эксплуатации вагонов и возможности ремонтной базы.

В самом деле, было отмечено выше, что на систему ТОР следует смотреть как на механизм регулирования расхода ресурсов ВХ и вагонных конструкций во времени. Очень важно, чтобы упомянутое регулирование происходило на базе оптимальной относительно заранее выбранного критерия системы ТОР вагонов.

В связи с этим в работе сформулированы требования к методике оптимизации системы ТОР. В частности, отмечается, что для многоуровневой иерархической системы управления железнодорожным транспортом целевая функция должна отражать качество функционирования системы на ранг выше рассматриваемой, в данном случае – вагонного хозяйства. Поэтому в качестве целевой функции принят такой показатель УБЖД как себестоимость единицы пробега (СЕП) вагона.

С учетом указанных обстоятельств сформулирована задача, направленная на оптимизацию структуры и параметров системы ТОР парка вагонов конкретного типа в виде задачи на условный экстремум:

(3)

(4)

(5)

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»