Повышение безопасности обслуживания путевого оборудования и механизмов
УДК 658. 382.3: 625.1На правах рукописи
Артюхин Владимир Викторович
ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПУТЕВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ И МЕХАНИЗМОВ
05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Республика Казахстан Алматы 2008 Диссертационная работа выполнена в Алматинском институте энергетики и связи
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Дюсебаев М.К.
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Плотников В.М.;
кандидат технических наук, профессор Беляев В.В.
Ведущая организация: Институт горного дела им. Д.А. Кунаева
Защита состоится « 31 » января 2009 г. в 1400 часов на заседании диссертационного Совета Д 14.02.04 при Алматинском институте энергетики и связи по адресу: 050013, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126, зал ученого совета АИЭС. Факс 8 (7272) Отзывы на автореферат диссертации в 2-х экз., заверенные гербовой печатью, направлять по адресу: 050013, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126, Ученому секретарю.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АИЭС.
Автореферат разослан «_»2008 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета, д. т. н., профессор Жумагулов К.К.
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы
. Анализ аварий на железных дорогах показывает, что они являются следствием многих причин технического и организационного плана, зависящих от недостатков в деятельности железнодорожных администраций и компаний, ответственных как за состояние инфраструктуры, так и за управление движением поездов, то есть представляющих разные стороны комплексной железнодорожной системы.
Путевое хозяйство является одной из ведущих отраслей железнодорожного транспорта, где занята шестая часть контингента рабочих и служащих.
Работа в различных климатических условиях, использование «окон» в несколько часов или даже коротких интервалов времени в 10-20 минут между поездами, непостоянство рабочего места требуют более пристального изучения особенностей технологического процесса и условий обеспечения промышленной безопасности при текущем содержании пути. Выполнение больших объемов работ по содержанию пути и сооружений в постоянной исправности и минимальными помехами движению поездов должны обеспечиваться созданием условий по сохранению жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности.
Актуальность проблемы. Многими исследователями решается задача перехода от сложившейся в области промышленной безопасности системы ликвидации последствий к системе предупреждения травматизма и профессиональной заболеваемости. Однако, несмотря на принимаемые попытки, проблема создания научных и методических основ системы управления промышленной безопасностью на уровне предприятия остается актуальной. Серьезный вклад по исследованию данной проблемы и снижению уровня травматизма внесли Шевандин М.А., Акимбеков А.К., Терешин В.С., Плотников В.М., Уразбеков А.К., Казаков И.Е., Ибатов М.К., Гладков Д.И., Алияров Б.К., Грачев В.Ю., Усачев А.П., Белов П.Г., Хакимжанов Т.Е., Измеров Н.Ф., Медеу А.А. и другие ученые. Настоящее исследование является продолжением их работ. Выполненные до настоящего времени работы, охватывая широкий круг вопросов, не ставили основной целью обеспечение промышленной безопасности и охраны труда непосредственно при текущем содержании пути. Поэтому уровень производственного травматизма, включая случаи со смертельными исходами, является высоким.
Тенденция увеличения скорости подвижных составов еще больше усложняет условия работы и необходимо детальное изучение причин травмирования работников пути с конкретными предложениями по уменьшению количества случаев травматизма. Существующие в настоящее время устройства оповещения не вполне отвечают современным требованиям, в связи с этим, возникает необходимость разработки и внедрения новых технических устройств, позволяющих предупредить работников об опасности.
Цель работы - повышение безопасности обслуживания путевого оборудования и механизмов.
Идея работы заключается в использовании коэффициента безопасности и полученного критерия оптимальности в целях совершенствования системы управления путевой безопасностью, а также акустических колебаний, создаваемых подвижными составами для определения расстояния до них с учетом нормативных требований.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
- исследование причин травматизма в путевом хозяйстве железной дороги и проведение анализа обеспечения безопасности эксплуатации путевого оборудования и механизмов на современном этапе, а так же существующих способов предупреждения людей о приближении подвижного состава;
- определение оптимальных критериев обеспечения безопасности и особенностей функционирования системы управления промышленной безопасностью в путевом хозяйстве;
- определение необходимых требований для разработки устройства оповещения людей о приближении подвижного состава;
- проведение лабораторных и полигонных испытаний в целях разработки рекомендаций для промышленного изготовления устройств оповещения;
- определение ожидаемого социально-экономического эффекта от использования разработанного устройства обеспечения безопасности.
Методикой исследования для решения поставленных задач выбран комплексный подход, включающий в себя анализ и обобщение данных научно-технической литературы, теоретические исследования с применением методов математической статистики и теории вероятностей, математического моделирования, позволяющего применить специальные методы современной теории управления стохастических систем и разработок в области управления качеством продукции и надежности систем.
Научная новизна работы:
- разработана математическая модель в целях совершенствования системы управления путевой безопасностью на основе выбранных критериев оценки безопасности;
- разработано устройство оповещения о приближении подвижного состава на основе использования метода измерения биений звуковых сигналов в рельсе частотой 10 кГц;
- установлена зависимость времени выхода путейцев в безопасную зону от состава бригады, вида выполняемых работ, времени года и скорости движения подвижного состава;
- разработана методика проведения лабораторных и полигонных испытаний устройства оповещения о приближении подвижного состава.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
- снижение травматизма в путевом хозяйстве железной дороги обеспечивается своевременным оповещением о приближении подвижного состава на расстоянии не менее 1000 метров;
- повышение безопасности при выполнении текущих работ на пути достигается способом предупреждения людей, экспериментально обоснованным и подтвержденным разработанным устройством оповещения;
- уменьшение опасности достигается за счет своевременного принятия управленческих решений на основе разработанной математической модели и выбранных критериев безопасности.
Личный вклад автора:
- постановка задач исследований;
- анализ существующих способов предупреждения людей на железной дороге, выбор способа и разработка устройства оповещения о приближении подвижного состава;
- разработка математической модели системы управления путевой безопасностью и определение критериев оценки безопасности;
- разработка программы и методики проведения лабораторных и полигонных испытаний устройства;
- изготовление макетов устройства оповещения и разработка рекомендаций для их промышленного выпуска;
- участие в проведении лабораторных и полигонных испытаний, хронометража и других исследований, проводимых на железной дороге.
Достоверность научных положений подтверждается:
- результатами лабораторных и полигонных испытаний устройства оповещения о приближении подвижного состава, проведенных в лаборатории производственно-технического отдела АО «КазИнж Электроникс» и Алматинской дистанции пути ЗАО «НК азастан темір жолы»;
- положительным заключением Департамента пути и сооружений ЗАО «НК азастан темір жолы» о внедрении результатов работы на Алматинской дистанции пути.
Практическая ценность работы заключается в том, что:
- предложены критерии оценки промышленной безопасности для путевого хозяйства железной дороги, позволяющие на основе доступных данных и без проведения дополнительных исследований получать сопоставимые оценки, как для предприятия, так и для рабочих мест, которые пригодны для стратегического и оперативного управления и прогнозирования управленческих решений;
- разработано устройство, предупреждающее наезд подвижного состава на персонал, обслуживающий путевое оборудование и механизмы.
Основные результаты диссертационной работы приняты для практического применения и дальнейшего совершенствования в региональной лаборатории средств диагностики пути ПЧ-46 Алматинской дистанции пути ЗАО «НК азастан темір жолы», а также в ТОО «НИИ развития путей сообщения».
Апробация работы. Научные и практические результаты диссертации, отражающие исследования автора, докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях, на страницах научных сборников: Вестник Научно-исследовательского института развития путей сообщения, Алматы, 2006;
Вестник КазАТК, Алматы, 2007, в журнале «Промышленность Казахстана», Алматы, 2007. Полученные результаты использовались при составлении учебного пособия «Расчет показателей надежности радиопередающих устройств», во время руководства курсовым и дипломным проектированием в Алматинском институте энергетики и связи (2003-2008гг.).
Публикации. Основные результаты представлены в 13 работах, 5 из них в изданиях, перечень которых рекомендован Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОиН РК, 6 в материалах Международных научных конференций, получен предварительный патент РК на изобретение.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка использованных источников из 107 наименований, содержит 114 страниц компьютерного набора, 16 таблиц, 42 рисунка и 6 приложений.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1 Проблема обеспечения безопасности и возможные пути ее решения Целью исследования причин травматизма, в том числе и со смертельным исходом, произошедшего в путевом хозяйстве по ЗАО «НК азастан темір жолы» было выявление наиболее опасных профессий, оценка травмоопасности технологических операций, механизмов и оборудования, которыми был травмирован работник, характеристика наиболее частых травм при текущем содержании пути. Путевое хозяйство является одной из главнейших отраслей железнодорожного транспорта. В настоящее время в путевом хозяйстве работает около 24 тыс. работников, то есть оно является одной из самых многочисленных отраслей железнодорожного транспорта. На долю путевого хозяйства приходится около 48% основных средств и более 20% общей численности работников железнодорожного транспорта. При этом значительная часть путейцев работает в зоне повышенной опасности, под открытым небом, часто при неблагоприятных климатических условиях.
Поэтому так высок уровень производственного травматизма, включая случаи со смертельными исходами и необходимо детальное изучение причин травмирования работников. По данным ТОО «НИИ развития путей сообщения» наиболее опасными профессиями являются монтеры пути, работники мастерских – механики и машинисты (помощники) путевых машин и дефектоскописты.
В результате обзорного исследования существующих в настоящее время устройств оповещения были определены различные классификации, учитывающие назначение, алгоритмы функционирования, используемые датчики обнаружения, отдельные компоненты технических средств, проведен анализ существующих устройств и выявлены их достоинства и недостатки.
Разрабатываемые в настоящее время три главных направления повышения безопасности работников пути, вынужденных находиться в опасной зоне, а именно: механизация, машинизация и автоматизация производственных процессов;
совершенствование системы управления промышленной безопасностью;
разработка и внедрение устройств автоматического оповещения работающих о приближении подвижного состава, могут привести к улучшению состояния безопасности. Поэтому, в качестве основных направлений работы, выбраны два последних, исследования по которым проводятся в недостаточном объеме.
2 Совершенствование системы управления промышленной безопасностью в путевом хозяйстве железной дороги Для решения поставленных задач необходимо учитывать тенденцию увеличения скорости подвижных составов. Подъем экономики Республики Казахстан сопровождается увеличением товарооборота и грузонапряженностью на железной дороге. Именно от данных показателей зависят объемы работ текущего содержания, ремонта пути и необходимость присутствия людей, находящихся в зоне повышенной опасности. Анализ статистических данных указывает на значительный удельный вес травматизма в путевом хозяйстве. На 2005 год ЗАО «НК азастан темір жолы» в путевом хозяйстве, более 70 % всех произошедших травматических случаев связаны с «человеческим фактором» и около 25 % с «техническим фактором». Были проведены исследования зависимости изменения грузонапряженности и количества случаев смертельного травматизма, произошедшего в путевом хозяйстве. Полученные данные показывают, что связь между грузонапряженностью и количеством травматизма в путевом хозяйстве со смертельным исходом достаточно сильная и достигала 38 % в 1992 году и % в 2005 году. В целях определения основных причин травматизма в путевом хозяйстве был использован принцип Парето (рисунок 1) и проанализированы данные Департамента пути и сооружений ЗАО «НК азастан темір жолы».
Рисунок 1 – Зависимость количества несчастных случаев от основных причин травматизма Оказалось, что важнейшими причинами являются несвоевременный выход рабочих в безопасную зону, несвоевременное снятие домкратов, дефектоскопных тележек и другого оборудования.
Очевидно, что в основе проблемы находится степень распространения технических средств, позволяющих предупредить работников об опасности.
Поэтому, для снижения количества несчастных случаев с тяжелым исходом и для дальнейшего развития системы промышленной безопасности в путевом хозяйстве, в первую очередь необходимо совершенствовать организацию и технологию производственного процесса путем широкого внедрения средств, предупреждающих работников об опасности и позволяющих принимать адекватные действия. Угроза при эксплуатации любых технических средств определяется двумя категориями событий: наличием факторов, представляющих опасность для человека, и возможностью попадания человека в зону с опасными факторами. Сложность определения вероятностной оценки безопасности производственной деятельности человека потребовала определения других показателей и соответствующих способов их расчета. Для формирования перечня показателей, был использован опыт задания требований к надежности технических систем и, в качестве меры оценки, был выбран коэффициент безопасности и условий труда (П), который представляет собой среднегеометрическую величину из ряда критериев К сп + К бо + К оп П=, (1) где Ксп – критерий соблюдения правил безопасности персоналом;
Кбо – критерий безопасности оборудования (технических устройств);
Коп – критерий соответствия организации производства нормам системы управления промышленной безопасностью и охраной труда.
Для определения оценок, в целях предоставления возможности учета показателей, не вошедших в основные критерии, были введены дополнительные показатели. К таким показателям были отнесены индивидуальный, социальный и экономический риски, степень освоения средств на мероприятия по обеспечению условий труда и т.п. С учетом высказанных соображений, была определена матрица sc, состоящая из четырех блоков, элементы которой соответствуют действующим нормативным показателям (рисунок 2).
Персонал: Технические устройства:
Код, Кнд, Кзд, Кпс, … Кб0, Кб1, …Кбm, … [ sc = Организация Дополнительные производственного показатели:
] процесса:, Rинд, Rсоц, Rэк … К01, К02, …К0n, … Рисунок 2 – Структура эталонной матрицы В процессе реализации управленческих решений матрица sc приобретает стохастические свойства. Имея в виду это обстоятельство, введены понятия управляемой матрицы Sc и ее фиксированном (эталонном) состоянии sc. Наличие отклонения реальных показателей Y(t)=(Y1,Y2,…Yх), где x – число элементов матрицы, от требуемых YТ(t) свидетельствует о потерях качества показателей.
Чтобы придать отклонениям Y(t) от YТ(t) свойство измеримости была использована функция потерь L [Y(t),YT(t)]. Приняв за функцию потерь функцию вида I при 1[Y(t)YT(t)], L [Y(t),YT(t)]= (2) 0 при 0[Y(t) =YT(t)], где I – величина потерь, соответствующая событию 1, когда полностью не удовлетворяются требования близости Y(t) к YТ(t), и положив, что Р(1/sc) – вероятность свершения события 1 при управляющей матрице sc, представилось возможным записать критерий оптимальности как min P(1/sc) = min L [Y(t),YT(t)]= minП. (3) Полученный критерий оптимальности, является критерием максимума вероятности успешного решения задачи и выражает цель системы управления путевой безопасностью. Для обеспечения возможностей оценки уровня состояния путевой безопасности на предприятии была применена шкала оценки, предложенная Беловым П.Г. в работе «Теоретические основы системной инженерии безопасности». По расчетному значению функции потерь с учетом требований ПОТ РК – ЦП- 652/1 – 02, Р2.2.755-99. 2003, ТОИ РК ЦП/29-03 и сравнению элементов эталонной матрицы sc, отражающих действующие нормативы, с элементами идентичной ей матрицы Sc, отражающими фактическое состояние, предприятие путевого хозяйства может быть отнесено к соответствующему классу опасности (таблица 1).
Таблица 1 - Шкала классов опасности Класс Расчетное Определенные Уровень состояния СУПБ и опасности значение значения ОТ соответствия функции потерь параметров L [Y(t),YT(t)] Sc и sc 1 0,95 – 1 0 - 0,05 Оптимальный (высокий) 2 0,8 - 0,95 0,05 – 0,2 Допустимый (приемлемый) 3 0,4 – 0,8 0,2 – 0,6 Недопустимый (низкий) 4 0 – 0,4 0,6 - 1 Экстремальный (очень низкий) Теоретическое обоснование эффективности работы и разработка устройства обеспечения безопасности В рамках выполнения мероприятий по повышению уровня путевой безопасности было разработано устройство оповещения о приближении подвижного состава. Обзор существующих систем оповещения людей, работающих на пути, от наезда подвижного состава показал достаточно большое их количество. Все они в той или иной мере обладают соответственными достоинствами и недостатками, поэтому были поставлены задачи и сформулированы основные требования, предъявляемые к новому устройству. В отличие от известных устройств контроля в данном случае не используется передатчик, так как подвижный состав сам по себе является очень мощным источником различных типов звуковых волн в большом диапазоне частот. За основу определяемых сигналов были приняты нормальные волны (волны Лэмба), которые связаны с волноводным механизмом распространения колебаний. Была поставлена задача - определить затухание звуковых волн в зависимости от частоты и расстояния для стали М76 (ГОСТ8160-56), из которой сделаны рельсы. При решении данной задачи в программе Mathcad 8 условно принималось, что начальная амплитуда сигналов для всех частот одинакова, а коэффициенты затуханий учитывают воздушные и диэлектрические зазоры в рельсах. Результаты расчетов показали, что на расстоянии 1000 метров затухание сигналов соответствует 52 54 дБ для частоты 10 кГц, 48-50 дБ для частоты 5 кГц и 42-46 дБ для частоты 1кГц. Сигналы с частотами выше 15 кГц имеют очень большое затухание и могут быть отслежены на расстоянии не более 600 метров для частоты 20 кГц.
В ходе исследований, проведенных на скоростном участке железной дороги, с помощью персонального компьютера были записаны сигналы, создаваемые различными составами при различных скоростях их движения.
Сигналы записывались от различных типов датчиков, которые поочередно устанавливались на головку, шейку и подошву рельса. Измерения показали, что для частот до 15 кГц и на расстоянии в пределах 1500 метров, рельсы представляют собой обычную двухпроводную линию, поэтому разница в измеряемых величинах оказалась настолько минимальной, что ее можно отнести к погрешностям измерения. Довольно существенные различия в показаниях наблюдались только при записях сигналов пассажирских и грузовых составов. Обработка сигналов проводилась с помощью анализатора спектра Cool Edit Pro 2. Экранные распечатки записи сигналов и приведены в приложении А диссертационной работы. Показания измеренных величин затухания на расстоянии 1000 метров до составов подтвердили результаты моделирования. В итоге были определены основные требования к разрабатываемому устройству. Основные параметры и характеристики разработанного устройства приведены в таблице 2. Кроме этого, определены соответствующие рекомендации для изготовления промышленного образца устройства оповещения.
Таблица 2 - Основные параметры и характеристики устройства № Наименование Значение Допуск 1 Дальность обнаружения подвижного состава 1000 м не менее 2 Средняя частота гетеродина 10 кГц ±0,3 кГц 3 Коэффициент усиления на частоте 10 кГц 54 дБ не менее 4 Коэффициент подавления на частотах ниже 6 кГц 50 дБ не менее 5 Частота биений полезного сигнала 0-100 Гц 6 Напряжение питания 12 В ±3 В 7 Потребляемый ток в дежурном режиме 25 мА не более 8 Габаритные размеры 230х100х не более 50 мм 9 Масса с источником питания 1,5 кг не более Разработанное устройство оповещения о приближении подвижного состава (рисунок 3) основано на эффекте волноводного распространения звука в рельсе и отличается от прототипа использованием бесконтактного датчика, предварительного полосового усилителя, балансного демодулятора, усилителя сигналов биений и узла накопления сигнала и сравнения с требуемым значением, что обеспечило создание трехуровневой системы помехозащищенности.
1- бесконтактный датчик, 2- предварительный полосовой усилитель, 3- балансный демодулятор, 4- усилитель сигналов биений, 5- узел накопления и сравнения сигнала, 6- ключевая схема, 7 и 8 – световая и звуковая сигнализации.
Рисунок 3 - Структурная схема устройства оповещения Частотная, амплитудная и временная селекция сигналов обеспечивает защиту устройства от ложных срабатываний, повышает надежность его работы и увеличивает достоверность обнаружения приближения поезда к месту проведения путевых работ. Приемная часть устройства оповещения выполнена по широко известной схеме радиоприемников прямого преобразования. При наличии в рельсе колебаний с частотами, близкими к частоте собственного генератора, в балансном демодуляторе возникают биения. При этом обеспечивается максимальное усиление сигналов биений и подавление сигналов с более высокими частотами.
Для устранения ложного срабатывания устройства от одиночных помех, каковыми являются, например, удары молотка о рельс, используется узел накопления сигнала и сравнения с требуемым значением, как по уровню, так и по времени. При достижении требуемого порогового уровня происходит срабатывание ключевой схемы, приводящей в действие узел оповещения, то есть световую и звуковую сигнализации.
При работах по текущему содержанию пути с использованием различных механизмов и вспомогательного оборудования, пространственные границы безопасной зоны и время выхода в нее, при наличии опасности, имеют немаловажное значение. В диссертационной работе приведены результаты исследования факторов, влияющих на время выхода путевых рабочих из опасной зоны, а так же пространственные границы безопасной зоны. Безопасное расстояние определено с учетом регламентированного аэродинамического воздействия поезда на человека в зависимости от скорости движения. Проведенный хронометраж позволил определить зависимость требуемого времени выхода людей из опасной зоны Тв от условий работы Тв = tср+ tp + kвр kкч kт tвых, (4) где tср - время срабатывания приборов оповещения и включения сигнализации (4 секунды);
tp - время принятия решения на выход в безопасную зону (2 секунды);
kвр - коэффициент выполнении различных по тяжести видов работ (1 – 1,875);
kкч – коэффициент, учитывающий влияние количества человек, работающих в бригаде (1 – 1,5);
kт - коэффициент, учитывающий различие температуры окружающей среды (1 – 1,2);
tвых – минимальное время, определенное хронометражем, для выхода бригады из двух человек, занятых легкой работой в теплое время года, равное 8 секундам.
В связи с этим, необходимо должным образом планировать технологический процесс, учитывая необходимое время для выхода людей из опасной зоны от условий работы, так как нормативного расстояния в метров, с тенденцией увеличения скорости подвижного состава, оказывается недостаточно.
4. Промышленные испытания и социально-экономическая эффективность использования способа обеспечения безопасности Для проведения лабораторных и полигонных испытаний в соответствии с требованиями Центральной лаборатории Департамента пути и сооружений ЗАО «НК азастан темiр жолы» и Научно-исследовательского института развития путей сообщения были разработаны программа и методики проведения испытаний в соответствии с техническими условиями ТУ 640 РК – УОППС.2007/0133.1.ТУ. Программа, методики и протоколы проведения испытаний опытных образцов прилагаются к диссертационной работе.
Лабораторные испытания проводились по п.2.1.2 – 2.1.4 и п.2.1.6 – 2.1.9 в лаборатории производственно-технического отдела АО «КазИнж Электроникс». Полигонные испытания по п.2.1.1 и 2.1.5 проводились на перегонах Алматы - Бурундай – ст. Шамалган Алматинской дистанции пути с участием сотрудников Центральной лаборатории Департамента пути и сооружений и региональной лаборатории средств диагностики пути ПЧ- Алматинской дистанции пути. Протоколы проведения испытаний опытных образцов прилагаются. Основные измеренные параметры оказались равными или очень близки расчетным.
Существующая в настоящее время система планирования не обеспечивает возможности анализа эффективности использования выделяемых на обеспечение промышленной безопасности финансовых средств, максимизации уровня безопасности труда исходя из реально выделенного предприятию финансирования. В связи с этим, экономическое сравнение базового и нового вариантов могут быть проведены чисто условно.
При ориентировочной оптовой цене предлагаемого варианта в 22000 тенге, выигрыш составит всего 2000 тенге, при условии, что завод-изготовитель базового изделия (г. Пермь) не поднимет свои цены. При минимальном количестве изделий в 250 штук, которые необходимы ЗАО «НК азастан темір жолы», экономическая выгода будет 500 тыс. тенге. И это при том, что предлагаемый вариант по всем основным показателям превосходит базовый.
Однако, с другой стороны, могут быть определены потери от происшествия З1 = (Зпр – Зкос)Р(t) + Згтp, (5) где Зпр – годовые прямые потери от происшествий, определяются по фактически причиненному материальному ущербу;
Зкос – годовые косвенные потери, в которые включаются заработная плата рабочим за время простоя, доплата рабочим высшей квалификации, привлеченным для ликвидации последствий, капитальные вложения на восстановление основных фондов, оплата работ по расчистке и уборке путей, потери из-за снижения прибыли в связи с простоем, оплата штрафов за задержку или недопоставку продукции и др.;
Р(t) – вероятность возникновения происшествия;
Згт – годовые потери от гибели людей или получения ими телесных повреждений;
p - вероятность гибели людей (прогнозируемый индивидуальный риск).
В работе проанализирован показатель - p - вероятность гибели людей.
Анализ состояния в путевом хозяйстве ЗАО «НК азастан темір жолы»
показал, что на протяжении нескольких лет определенный индивидуальный риск имел значения (0,9 – 2,08)10-4 за год. Сравнительный анализ по компании Российские Железные Дороги за период 2000 - 2002гг. показал, что среднее значение риска гибели на производстве составило 1,06*10-4 за год, а в путевом хозяйстве 1,41*10-4 за год. Следует иметь в виду, что для большинства предприятий с опасными производственными объектами нормируемые значения индивидуального риска не должны превышать 10-6 за год. При снижении уровня допустимого риска до нормированного значения на два порядка, в формуле (5) соответственно на два порядка снизятся и потери. При этом эффективность использования данного способа обнаружения будет иметь скорее социальную, а не экономическую значимость.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертационной работе изложены научно обоснованные результаты исследований по повышению уровня путевой безопасности. Основные результаты, практические выводы и рекомендации заключаются в следующем:
- установлено, что в основе проблемы находится степень распространения технических средств, позволяющих предупредить работников об опасности;
- предложено техническое решение, позволяющее привести к снижению уровня травматизма в путевом хозяйстве;
- изготовлены два макета, высокая работоспособность которых подтверждена в ходе проведения лабораторных и полигонных испытаний;
- разработана математическая модель в целях совершенствования системы управления путевой безопасностью на основе выбранных критериев оценки безопасности;
- установленные зависимости времени выхода людей в безопасную зону позволяют должным образом организовывать технологические процессы по текущему содержанию пути, учитывая при этом виды работ, состав бригады, время года и скорость движения проходящих составов.
Оценка полноты решений поставленных задач. Поставленные в работе цель и задачи исследования в целом полностью решены. Результаты исследования приняты для внедрения и дальнейшего совершенствования в региональной лаборатории средств диагностики пути ПЧ-46 Алматинской дистанции пути ЗАО «НК азастан темір жолы», а также в ТОО «НИИ развития путей сообщения», что подтверждает достоверность основных выводов и положений.
Оценка технико-экономического уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области. Работы, посвященные путям повышения безопасности в путевом хозяйстве железной дороги в Казахстане, практически отсутствуют. Работы мировых ученых ориентированы на достаточно дорогостоящие технологии. При сравнении с базовым вариантом устройства оповещения, производимым в России, предлагаемый вариант по всем основным показателям превосходит его, а экономическая эффективность может находиться в пределах 500 тыс. тенге.
Использование результатов данной работы, при минимальных капиталовложениях, будет способствовать снижению уровня производственного травматизма и повышению уровня безопасности.
Список опубликованных работ по теме диссертации 1 Дюсебаев М.К., Артюхин В.В., Уразбеков А.К., Артюхин А.В. Пути снижения травматизма в путевом хозяйстве //Алматы: Вестник Научно исследовательского института развития путей сообщения.- 2006.- № 1(14). – С.12-15.
2 Дюсебаев М.К., Коньшин С.В., Артюхин В.В. Повышение надежности работы систем жизнеобеспечения на основе использования ГИС-технологий.
Материалы 1 Международной научно-практической конференции «Наука и технологии: шаг в будущее – 2006». Том 12. – Белгород: Роснаучкнига, 2006.
С.19-22.
3 Дюсебаев М.К., Артюхин В.В. Оценка условий труда на основе примене ния критериев безопасности // Алматы: Вестник КазАТК, 2007, № 4. – С.244-248.
4 Дюсебаев М.К., Артюхин В.В, Артюхин А.В. Способ обеспечения безопасности обслуживания железнодорожных путей // Алматы: Промышлен ность Казазстана, 2007.- № 5. – С.76-77.
5 Артюхин В.В. Анализ травматизма на основе использования диаграммы Парето // Алматы: Вестник КазАТК, 2007, № 5. – С.287 - 292.
6 Дюсебаев М.К., Артюхин В.В.Совершенствование системы управления промышленной безопасностью и охраной труда на основе оценки рисков // Алматы: Вестник КазАТК, 2007, № 5.– С.283- 286.
7 Предпатент РК № 19997. Устройство оповещения о приближении подвижного состава / Артюхин В.В., Дюсебаев М.К., опубл. 15.09.2008, бюл. № 9, 4с. с ил.
8 Артюхин В.В. Определение времени выхода в безопасную зону при производстве путевых работ // Материали за 3-а международна научна практична конференция, «Умение и нововъведения», – 2007. Том 10.
Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД. – С. 112-115.
9 Артюхин В.В. Социально-экономические аспекты обеспечения безопасности в путевом хозяйстве // Материали за 3-а международна научна практична конференция, «Умение и нововъведения», – 2007. Том 10.
Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД. – С. 116-119.
10 Артюхин В.В. Устройство оповещения о приближении подвижного состава. Каталог научно-технических разработок, предлагаемых для внедрения на железнодорожном транспорте Республики Казахстан. – Алматы:
КазАТК. - 2007. – С.25.
11 Артюхин В.В. Математическая модель функционирования системы управления путевой безопасностью и охраной труда. //. Materialy IV mezinarod ni vedecko-prakticra konferece «Klicove aspekty vedecke cinnosti– 2008». - Dil 9.
Matematika. Fizika. Moderni informacni technologie: Praha. Publishing House «Edu cation and Science» s.r.o. - 80 stran. – C.20 – 24.
12 Артюхин В.В. Определение надежности устройства оповещения о приближении подвижного состава // Материалы IV международной научно практической конференции, «VEDA A TECHNOLOGIE: KROK DO BUDOUCNOSTI - 2008». – Dil 11. Technicke vedy: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o. – 112 stran. – C.23-28.
13 Артюхин В.В. Количественная оценка уровня безопасности труда в путевом хозяйстве железной дороги // Материалы IV международной научно практической конференции, «EFEKTIVNI NASTROJE MODERNICH VED 2008». – Dil 18. Technicke vedy: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o. – 64 stran. – C.33-37.
Соискатель Артюхин В.В.
Тйіндеме Кптеген зерттеушілермен ебек орау жне нерксіп ауіпсіздігін басару негізінде ебек орау жйесі саласындаы салдарды жоюдан жарааттану мен ксіби ауруды алдын алу жйесіне кшу міндеті шешілуде.
Біра абылдаан рекетке арамай-а, ксіпорын дегейінде ебек орау жне нерксіптік кауіпсіздікті басару жйелеріні алыми жне дістемелік крсеткіштері негізін жасау проблемасы зекті болып алуда. Мселерді ке шеберін амти отырып, бгінге дейінгі орындалан жмыстар тікелей жолды аымдаы мазмны ебек корау жне нерксіптік ауіпсіздікті амтамасыз етуді негізгі масат етіп оймады.
Жол жмысшыларыны елеулі блігі кбіне олайсыз ауа райы жадайында ашы аспан астында болады. Сондытан нерксіптік жараат алу жадайы дегейі лімге сотыратынын оса аланда лі де жоары болып алуда. Жылжымалы крамны жылдамдыын арттыру рдісі жмыс жадайларын одан рі иындатады жне жараат алу санын азайту бойынша жол ызметшілеріні жарааттану себептерін наты сыныстар беріп, тыылыты зерттеу ажет. азіргі уаыттаы олданыстаы хабарлау ралдары азіргі ойылатын талаптара жауап бермейді, осыан байланысты ауіпсіздік туралы жмыскерлерді алдын ала хабарлауа ммкіндік беретін жаа техникалы крылыларды зірлеу жне енгізу ажеттігі туады.
Зерттеу нысаны теміржол клігіні жетекші салаларыны бірі болып табылатын теміржолды жол шаруашылыы болып табылады. Жол мен рылыстарды траты ктімі жне пойыздарды озалысына е аз кедергілер бойынша жмысты лкен клемін орындау, ебек ызметі процесінде ызметкерлерді мірі мен денсаулыын сатау бойынша жадайлар жасау арылы амтамасыз етілуі ажет.
Жмысты масаты – жол жабдыы жне механизмдерге ызмет крсетуді ауіпсіздігін арттыру масатында жарааттануды себептері мен ебек жадайларын зерттеу жне осы негізде жолды аымдаы ктімі бойынша жазым жадайларыны алдын алуда наты шаралар зірлеу.
ойылан міндеттерді орындау шін келесі міндеттер дйектеледі:
- теміржол жол шаруашылыында жарааттану себептерін зерттеу;
- азіргі кезедегі жол жабдыы мен тетіктерді пайдалану ауіпсіздігіні, сондай-а жылжымалы крамны жаындааны туралы адамдарды ескертуді колданыстаы тсілдеріні талдауын жургізу;
- ауіпсіздігіні отайлы алышарттарын жне ебек орау мен нерксіп ауіпсіздігіні басару жйелеріні математикалы лгісіні алгоритмі функциясын анытау;
- алынан нтижелер негізінде жылжымалы крамны жаындааны туралы адамдарда хабарлау крылысыны крылымын зірлеу шін ажетті талаптарды анытау;
- хабарлау крылысын ндірістік дайындау шін сыныстар зірлеу масатында зертханалы жне полигонды сынатар жргізу;
- зірленген ауіпсіздікті амтамасыз ету крылысын пайдалануды ктілетін леуметтік-экономикалы тиімділігін анытау.
Ала ойылан міндеттерді шешу шін зерттеу дістемесіне кешенді тсілдеме тадап алынан, бан соы 15 жыл ішіндегі ылыми-техникалы дебиет деректеріні талдауы мен орытындылауы нім сапасын жне жйелерді сенімділігін басару саласында зірлемелер жне азіргі басару теориясы ытималды жйелеріні арнаулы дістерін олдануа ммкіндік беретін математикалы лгілеу, математикалы статистика жне ытималды теориясыны дістерін олдануды теориялы зерттеулері енеді. нерксіптік сынатар жргізу шін параметрлерді лшеуді олданыстаы тсілдеріне негізделген жне наты жадайлара олданылан дістеме зірленді.
Диссертацияны орауа келесі алыми негіздемелер шыарылды:
- жол шаруашылыында ндірістік жарааттануды азайту ашытыы 1000 м кем емес жылжымалы крамны жаындааны туралы уаытылы хабарлауымен амтамасыз етіледі;
- теміржолда аымдаы жмыстарды орындауда ауіпсіздікті арттыру сараптамалы негізделген жне зірленген хабарлау крылысымен бекітілген аудандарды алдын ала ескерту тсілімен іске асырылады;
- ауіпсіздікті арттыру математикалы лгі жне ауіпсіздік алышарттары негізінде зірленген басару шешімдерін уатылы абылдау есебінен атарылады.
Негізгі нтижелер, практикалы тжырымдар жне сыныстар келесіден трады:
- проблеманы негізіне ызметкерлерді ауіп туралы алдын ала ескертуге ммкіндік беретін техникалы ралдарды таралу дрежесі жататыны айындалды. Ауыр салдара сотыратын жазатайым жадайларды санын азайту шін бірінші кезекте ызметкерлерді ауіп туралы алдын ала ескертетін жне соан сйкесті іс-рекеттер абылдауа ммкіндік беретін ралдарды ке енгізу жолымен ндірістік процесті йымдастырылуын жне технологиясын жетілдіріп отыру ажет;
- жол шаруашылыында жарааттану дегейін тмендетуге келтіретін шешім сынылды. сынылан рылы тасымалды, ернеулік жне стационарлы орындалуында пайдаланылуы ммкін;
- зертханалы жне полигонды сынатар жргізу барысында жоары жмыс абілеттігі бекітілген екі макет жасалды;
- ауіпсіздікті баалауды тадалан лшемдері негізінде жол ауіпсіздігін басару жйесін жетілдіру масатында математикалы лгі зірленді. Жол ауіпсіздігіні дегейін арттыру бойынша іс-шарларды орындау шеберінде жылжымалы рамны жаындааны туралы зірленген хабарлау рылысы пайдаланылды;
- адамдарды ауіпсіз зонаа шыуына уаытты айындалан туелділіктері тіп жатан рамаларды озалыс жылдамдыын, уаыт мезгілін, бригада рамын жне осындаы жмыс трлерін ескере отырып, аымдаы жол ктімі бойынша технологиялы процестерді ажетті трде йымдастыруа ммкіндік береді.
Жмысты практикалы кндылыы келесі де:
- теміржолды жол шаруашылыы шін басару шешімдерін стратегиялы жне оперативтік басару жне болжау шін жарамды ксіпорын шін де, сондай-а жмыс орындары шін де салыстырмалы бааларды осымша зерттеулерсіз жргізбей, олжетімді детектер негізінде ммкіндік беретін баалау лшемдері сынылады;
- жол жмыстарын жргізуде ебек кауіпсіздігін арттыру жне жарааттануды азайтуа баытталан техникалы шешім негізделеді.
Зерттеу нтижелері “азастан теміржолы К” ЖА Алматы дистанциялы ПЧ-46 жолыны, сондай-а “атынас жолдарын дамытуды ЗИ” ЖШС диагностикасын, ралдарын ірлік зертханаларына енгізу жне одан рі жетілдіру шін абылданды, бл негізгі орытындылар мен ережелерді натылыын айатайды. Барлы крсеткіштер бойынша сынылып отыран вариант Ресейде шыарылатын хабарлау рылысыны базалы вариантымен салыстыранда, артышылыын крсетеді, ал оны экономикалы тиімділігі 500 мы теге шектерінде бола алады.
Бл ретте жол кауіпсіздігін амтамасыз ету шыындары стихиялы жинаталуы болмауы ажет, оларды жол кауіпсіздігін сйкесті бзушылытарын шыына байланысты негізден анытаан жн. Жол кауіпсіздігіні сынылан тжырымдамасын іске асыру олданыстаы сйкесті нормативтік-занамалы базаны елеулі жетілдіруді ажет етеді. Тек ана тиянаты жне жетімді апарат блоан жадайда апата келтірген себептерді, техникалы аауларды, ате басару шешімдеріні немесе жмыскерлерді ателіктерін шапша жне дл жою ммкіндігін амтамасыз етуге болады. Жол кауіпсіздігіні дегейін арттыруды шыындары жол ауіпсіздігіні бзылушылытарынан келтірілетін зиянды азайтуа келтіреді.
Бл орайда бзушылыты анытауды осы тсілін пайдалануды экономикалы мнінен грі леуметтік мні тиімді болады.
Жмыста ойылан зертеуді масаты мен міндеттері ттастай толы шешілді. Осы жмысты нтижелерін пайдалану ндірістік жарааттануды дегейін тмендетуге жне ауіпсіздік дегейін арттыруа жадай жасайтын болады.
The resume Many researchers are working on the problem of transition from the established, in labor protection practice, system of eliminating negative consequences to the system of preventing traumatism and professional diseases on the basis of advanced management in the area of security and labor protection.
However, despite the attempted efforts, the problem of creating scientific and methodical basics of indications of the system of control of industrial safety and labor protection on the level of the enterprise remains actual.
Having covered a broad range of issues, the works accomplished by now didn’t focus on securing of industrial safety and labor protection under the current condition and maintenance of tracks.
A good deal of maintenance force are in the high risk zone, under the open sky, often in unfavorable climatic conditions. Therefore, the rate of on-the-job traumatism, including lethal cases, is rather high.
The trend in the increase of the speed of trains adds to the complexity of working conditions, which determines the necessity of detailed study of causes of cases traumatism among track labor force, and working out adequate countermeasures.
The existing means of warning do not quite meet up-to-date requirements, so it makes it necessary to work out and introduce new technical devices for warning workers about danger.
The object of the research has been management of track facilities as a leading branch of the railway transport.
Great volumes of work on maintaining railway tracks and constructions and keeping them in permanent operable condition with minimal hindrance to train operation require creation of secure living and healthcare conditions for laborers at work.
The purpose of this work is to research into working conditions and causes of traumatism in order to increase safety of track equipment services and mechanisms, to develop and suggest practical measures on prevention accidents under the current state of railway track maintenance.
In order to achieve the goal, the following tasks were formulated:
- study of causes of traumatism in the railway track sector;
- analysis of security of exploitation of today’s track equipment and mechanisms, as well as the available ways of warning people about the nearing train;
- finding optimal surety criteria and special algorithm modes of functioning of mathematical model of the control system for industrial safety and labor protection;
- formulation, on the basis of the results obtained, of necessary requirements for the developments of the design of warning people about the nearing train;
- conducting a series of laboratory and field tests with the purpose to develop recommendations for serial production of warning devices;
- calculation and prediction of socio-economic effect from the use of the warning equipment.
Complex approach including analysis and generalization of data of scientific and technical literature for the last 15 years has been chosen as the method of research for solving problems mentioned above.
Theoretical researches include application of methods of mathematical statistics and probability theory, mathematical modeling allowing to apply special methods of the modern theory of control of stochastic systems, and application of developments in the field of production quality control and reliability of systems.
Based on existing ways of measurement of parameters, a new technique was developed and applied for carrying out industrial tests in specific conditions.
The scientific statements submitted for defense of the thesis paper are as follows:
- reduction of job-related traumatism in railway track sector shall be secured by modem system of warning about the approaching train at the distance of no less than 1000 m;
- safety of current railway track maintenance works is secured by way of warning people using the developed experimentally substantiated and confirmed warning device;
- higher level of security is reached by means of taking timely managerial decisions, based on the designed mathematical model and the selected safety criteria.
The basic results, practical inferences and recommendations are as follows:
- it has been ascertained, that the focus of a problem consists in the degree of distribution of preventive means and tools of warning workers about possible danger. To decrease the number of heavy accidents it is necessary, first of all, to improve the organization and technology of the processes of production by introducing means of warning workers about danger and allowing to take adequate measures;
- a decision, allowing to decrease the level of traumatism in track facilities has been offered. The proposed device can be used in portable, onboard and stationary construction;
- two models are created, their high efficiency having been corroborated by laboratory and field tests;
- for improving the system of railway safety control, on the basis of the chosen criteria of safety estimation, a mathematical model has been developed.
Within the bounds of actions at increasing the level of railway track safety the developed device for notification about the approaching train has been tested and used in real situation;
- the established dependences of timely getting people to a save zone allow to property organize technological processes on the current railway track maintenance, taking into account types of work, structure of a brigade, seasonal changes and the speed of passing trains simultaneously.
The results of the research are accepted for introduction and further reflection at the regional laboratory of means of diagnostics of PCh – 46 of the Almaty interval of a way of Joint-Stjck Company «Kazakhstan Temir Zholy», and also in Open Company «Scientific Research Institute of Development of Means of Communications», which obviously confirms credibility of the basic inferences and conclusion.
Compared to the base variant of the notification device produced in Russia, the given variant proves to be much more efficient by all parameters, and economic efficiency can be estimated at about 500 thousand tenge.
Here, the expenses on maintenance of railway track safety shall not occur spontaneously, but defined accordingly to the damages caused by breach of track safety regulations.
Realization of the track safety conception will require significant improvement of the corresponding legal base.
Due not availability of accessible and exhausting information it becomes possible to eliminate causes of faults and breakdowns and take quick and precise measures for detecting technical disorders, or mistakes of the personnel or incorrect decisions of managerial staff.
Expenses will be justified, having great social, rather than economical, effect.
On the whole, the objective aim and tasks present in the research work have been successfully resolved. Practical use of the results of the given work will be conductive to notable decrease of industrial traumatism and further increase of security and safety at work.
Подписано к печати 19.12.2008г., Формат 60х80 1/16.
Тираж 100 экз. Бумага типографская №1.
Объем 1,4 п.л. Заказ № Копировально-множительное бюро некоммерческого акционерного общества «Алматинский институт энергетики и связи»
050013, Алматы, Байтурсынова,