WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ЧЕСТА АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ ЖИВУЧЕСТЬЮ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА И БЕЗОПАСНОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ: ПРИНЦИПЫ, МЕХАНИЗМЫ, ИНСТРУМЕНТЫ

Специальности:

05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами

и производствами (на транспорте);

05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ростов-на-Дону – 2009

Диссертация выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Лябах Николай Николаевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Горелик Владимир Юдаевич

кандидат технических наук, профессор

Зубков Виктор Николаевич

Ведущая организация

Петербургский государственный университет путей сообщения

Защита состоится 29 декабря 2009 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 218.010.03 при Ростовском государственном университете путей сообщения по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « 27» ноября 2009 г.

.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.010.03

доктор технических наук, доцент М.А. Бутакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Качество перевозочного процесса на железнодорожном транспор­те определяется скоростью и безопасностью доставки грузов и пасса­жиров к месту назначения. В определенной степени тенденции изменения этих показателей имеют взаимно противоречивые направления. Попытка увеличения скорости перевозки снижает ее безопасность, а повышение безопасности может быть достигнуто снижением скорости перемещения грузов и пассажиров. В этой связи эти показатели следует учитывать и рассматривать одновременно при постановке и реализации целей управления железнодорожной транспортной системой страны.

Безопасность движения не следует сводить только к надежности и безотказности функционирования устройств железнодорожного транспорта. Она должна пониматься гораздо шире, быть органически связана с живучестью как системы в целом, так и ее отдельных подразделений. Дополнительно при рассмотрении указанных категорий (живучесть и безопасность) необходимо учитывать организационные, экономические, технико-технологические, правовые и даже политические аспекты функционирования транспортного комплекса страны.

Например, в рыночных условиях функционирования отрасли ее конкурентоспособность (экономический показатель) прямо выступает как фактор живучести и безопасности. Действительно, снижение конкурентоспособности железнодорожного транспорта уменьшает грузопотоки по железным дорогам в пользу иных транспортных систем (автомобильного, трубопроводного, воздушного, водного), финансовые поступления и как следствие возможности развития, в том числе и систем безопасности.

В этой связи в работе актуализируются нетрадиционные для исследования живучести железнодорожной отрасли и безопасности движения сферы: менеджмент управления, организационно-экономические (инфраструктура и критерии функционирования), технико-технологические и иные аспекты.

Безусловно, что и скорость и безопасность движения в первую очередь за­висят от надежности функционирования систем железнодорожной ав­томатики и телемеханики (СЖАТ). Отказы данных систем приводят к задержкам поездов, а в худшем случае могут приводить к аварийным ситуациям и катастрофам.

Вместе с тем, обеспечение высокого уровня безотказности и безопасности СЖАТ является непростой научно-технической проблемой. Трудности ее решения определяют особенности СЖАТ: непрерывный характер работы во времени; длительный срок службы; ши­рокое распространение систем по всей стране; серийное производство систем в больших количествах на электро­технических заводах; сложные (и различные по зонам и регионам) климатические; ди­намические и электро­магнитные условия работы.

В этой связи особое значение в настоящее время приобретает проблема доказательства и оценки живучести и безо­пасности СЖАТ. Ранее при разработке механических и релейных систем диагностики и управления эта проблема в строгой постановке не ставилась1

.

Особое значение эта проблема имеет для систем горочной автоматизации: если системы обеспечения безопасности на участках движения доведены до четвертого (наивысшего) уровня, то в данной сфере присутствует и второй и даже первый уровни.

Остроту проблеме придает расширяющаяся интеграция России в мировое экономическое сообщество. По ее территории проходят важнейшие транспортные коридоры. В связи с этим механизмы и уровни обеспечения безопасности на дорогах мира и России должны быть согласованы.

В недостаточной мере в науке и практике управления железнодорожным транспортом представлены системы обеспечения живучести и безопасности, основанные на интеллектуализации основных технологических и управленческих процессов.

Степень разработанности проблемы.

Значительный вклад в разрешение задач автоматизации управления перевозочным процессом, обеспечения безопасности движения поездов с помощью средств автоматики, телемеханики и связи внесли известные ученые: В.М. Алексеев, В.М. Абрамов, Л.А. Баранов, И.В. Беляков, П.Ф. Бестемьянов, А.М. Брылеев, М.Н. Василенко, А.В. Горелик, В.Ю. Горелик, Д.В. Гавзов, И.Е. Дмитренко, В.Н. Зубков, В.Н. Иванченко, Н.Ф. Котляренко, Ю.А. Кравцов, И.М. Кокурин, В.М. Лисенков, Н.К. Модин, Б.Д. Никифоров, А.С. Переборов, Н.Ф. Пенкин, С.М. Резер, Е.Н. Розенберг, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.В. Шалягин, В.И. Шаманов, В.И. Шелухин и многие другие.

Проблемы интеграции отечественного железнодорожного транспорта в рыночные условия хозяйствования, конкурентоспособного и эффективного развития в системе мирового экономического хозяйства раскрыты в работах стратегического менеджмента отрасли В.И. Якунина, В.А. Гапановича, В.М. Кайнова, С.Е. Ададурова, А.Г. Тишанина.

Ма­тематические вопросы общей теории надежности и решение соответствующих прикладных задач опубликовали в своих трудах Ю.К. Беляев, А.И. Берг, Н.Г. Бруевич, Б.В. Гнеденко, Г.В. Дружинин, А.М. Половко, Д. Нейман, А. Пирс, К. Барлоу, С. Прошан и другие специалисты. Работы этих ученых послужили основой исследований, посвященных надежности и безо­пасности систем железнодорожной автоматики.

Вместе с тем, в настоящее время широкий спектр затронутых проблем функционирования железнодорожного транспорта рассматривается в научной литературе обособленно, вне связи друг с другом. Кроме того, требуют рассмотрения через призму безопасности движения стратегические задачи развития отрасли, поставленные высшим менеджментом ОАО «РЖД»:

- управление компанией на основе учета экономических критериев;

  • инновационное развитие отрасли.

Это определило цель и задачи исследования.

Цель диссертационного исследования – разработка принципов, механизмов и технологий обеспечения живучести систем железнодорожного транспорта и безопасности движения поездов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

  • проанализировать состояние и перспективы развития систем безопасности, механизмов обеспечения живучести на железнодорожном транспорте, сформировав актуальные направления научного исследования;
  • развить категориальный аппарат исследования и осуществить классификацию факторов обеспечения безопасности функционирования железнодорожного транспорта;
  • разработать концепцию управления безопасностью движения поездов;
  • разработать алгоритмы и математический аппарат мониторинга и управления живучестью систем железнодорожного транспорта и безопасностью движения;
  • усовершенствовать организационно-экономическое и технико-технологическое обеспечение живучести и безопасности функционирования отрасли;
  • внедрить разработанные в диссертации методы и методики в практику деятельности отрасли, научные исследования и учебный процесс.

Объект исследования: объекты инфраструктуры железнодорожной отрасли, осуществляющей перевозку грузов и людей, обеспечивающие системы и устройства.

Предмет исследования: организационные механизмы и математические методы обеспечения живучести и безопасности функционирования железнодорожного транспортного комплекса в целом, его отдельных подсистем и устройств.

Исследования проводились в рамках следующих пунктов паспортов заявленных специальностей:

- по специальности 05.13.06 – автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте): п. 4 - «Теоретические основы и методы математического моделирования организационно-технологических систем и комплексов, функциональных задач и объектов управления и их алгоритмизация», п. 13 - «Теоретические основы и прикладные методы анализа и повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации»;

- по специальности 05.22.08 – управление процессами перевозок: п. 6 -«Методология и системы обеспечения безопасности движения».

Рабочая гипотеза исследования:

Повышение живучести систем железнодорожного транспорта и безопасности движения поездов предполагается осуществить за счет:

а) развития комплексного подхода к решению проблемы, включающего организационное, экономическое, методологическое (математические аспекты, нормативные), техническое, технологическое обеспечение.

б) изменения парадигмы обеспечения живучести и безопасности. Переход от концепции недопущения сбоев и восстановления работоспособности и безопасности к управлению живучестью и безопасностью. Новая парадигма включает: мониторинг живучести и безопасности текущей и будущей (моделирование динамики и прогноз), упреждающее управление этими показателями.

в) интеллектуализации систем и процедур управления движением поездов.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Обеспечение живучести систем железнодорожного транспорта и безопасности движения на железных дорогах страны тесным образом связано с экономическим состоянием отрасли в целом (необходимо выстроить устойчивый транспортный ценоз), и субъектов рынка транспортных услуг, в частности, а также с уровнем развития менеджмента соответствующих организаций, что требует расширения исследований на сферы организации транспортных услуг, экономики, политики корпоративного строительства.
  2. Дальнейшее развитие теории живучести и безопасности транспортных процессов и объектов невозможно без совершенствования формализованных (математических) подходов к анализу состояния и тенденций изменения параметров живучести и безопасности, синтезу соответствующих систем управления.
  3. Основной руководящей идеей современного периода развития теории живучести систем автоматизации на транспорте и безопасности движения должна стать прогнозируемая и гарантированная безопасность. Она обеспечивается комплексом мер, предусматривающих разработку специальной схемы упреждения нежелательного состояния (поэтапной, контролируемой потери соответствующего качества).
  4. Политика отрасли в данной сфере должна предусматривать переход от планово-периодического, эксплуатируемого сегодня, к планово-прогнозируемому контролю живучести и безопасности.
  5. В основу обеспечения живучести и безопасности транспортного обслуживания экономики страны и ее населения следует положить идею интеллектуализации процессов мониторинга, контроля, диагностики и управления транспортными процессами.

Научная новизна исследований:

1. Усовершенствован категориальный аппарат исследования, введением векторного представления о живучести и безопасности транспортных систем, обобщающего существующие постановки задачи. Введено определение живучести транспортных систем для непрерывно меняющегося критического параметра исследования (например: времени, скорости и т.д.).

2. Разработана авторская концепция обеспечения живучести и безопасности железнодорожного транспорта, основанная на синтезе адаптивного алгоритма, включающего процедуры:

- управления по обратной связи;

- по возмущению;

- упреждающего управления по прогнозу состояния.

Внедрение этой концепции позволит перейти от нормативно-планового обеспечения заданных уровней безопасности и живучести к управлению по состоянию объекта.

3. Систематизированы и развиты модели многокритериального анализа безопасности и живучести, включающие комплекс методов: свертки, главного критерия, максимальной алгоритмической надежности, Парето, минимизации риска, композиции критериев. Рассмотренный комплекс позволяет решить задачи оценки и управления безопасностью и живучестью объекта при различных условиях его функционирования.

4. Выведены расчетные формулы параметров живучести систем массового обслуживания для последовательного и параллельного соединения элементов сети, а также исследована живучесть резервируемых систем железнодорожного транспорта.

5. Разработан итеративный алгоритм мониторинга безопасности в АСУ железнодорожного транспорта, включающий механизмы пассивной и активной диагностики объекта исследования.

6. Предложены методы и механизмы интеллектуализации сортировочных процессов, обеспечивающие повышение надежности и качества функционирования сортировочных горок (СГ).

7. Усовершенствованы схема и принципы обеспечения безопасности на железных дорогах Европы.

8. Предложено организационно-экономическое обеспечение безопасности отрасли, основывающееся на анализе рисков развития и создании транспортного ценоза.

Pages:     || 2 | 3 |






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