Embed Size (px)
Citation preview
О т к р ы т о е а к ц и о н е р н о е о б щ е с т в о « Р о с с и й с к и е ж е л е з н ы е д о р о г и »
Стандарт
ОАО «РЖД»
СТО РЖД 1.02.007 — 2006
Безопасность железнодорожных перевозок
РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ХОЗЯЙСТВА ПУТИ И СООРУЖЕНИЙ
Москва 2006
СТО РЖД 1.02.007—2006
II
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием
«Отраслевой научный центр «Безопасность движения» (ОНЦ «Безопасность движения») с участием специалистов государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения Российской Федерации» (МИИТ)
2 ВНЕСЕН Департаментом безопасности движения и экологии ОАО «РЖД» 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением ОАО «РЖД»
от 28 апреля 2006 г. № 821р 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Учетный регистрационный номер _______________
© ОАО «РЖД», 2006
Воспроизведение и/или распространение настоящего стандарта, а также
его применение сторонними организациями осуществляется в порядке, установленном ОАО «РЖД»
СТО РЖД 1.02.007—2006
III
Содержание
1 Область применения ............................................................................................. 1
2 Нормативные ссылки ............................................................................................ 1
3 Термины и определения ........................................................................................ 2
4 Эксплуатационные показатели безопасности функционирования
технических средств хозяйства пути и сооружений .......................................... 3
5 Расчетные формулы эксплуатационных показателей безопасности
функционирования технических средств хозяйства пути и сооружений........ 4
Приложение А (справочное) Пример расчета показателей безопасности
функционирования железнодорожного пути............................. 11
СТО РЖД 1.02.007—2006
IV
СТО РЖД 1.02.007—2006
1
Стандарт ОАО «Российские железные дороги»
Безопасность железнодорожных перевозок
РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ХОЗЯЙСТВА ПУТИ И СООРУЖЕНИЙ
Дата введения - 2006-05-01 1 Область применения Настоящий стандарт распространяется на все виды технических средств
хозяйства пути и сооружений, отказы которых влияют на безопасность движения поездов.
Настоящий стандарт предназначен для применения подразделениями аппарата управления ОАО «РЖД», филиалами ОАО «РЖД» и иными структурными подразделениями ОАО «РЖД».
Применение настоящего стандарта сторонними организациями оговаривается в договорах (соглашениях) с ОАО «РЖД».
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 27.002–89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и
определения ГОСТ 27.004–85 Надежность в технике. Системы технологические. Термины и
определения.
СТО РЖД 1.02.007—2006
2
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 безопасность функционирования технического средства: Свойство технического средства функционировать без опасных отказов.
3.2 объем эксплуатационных определительных испытаний технического средства: Общее количество эксплуатационных определительных испытаний технического средства.
3.3 опасный отказ технического средства: Отказ технического средства, воздействие которого на процесс движения поездов переводит последний в опасное состояние.
П р и м е ч а н и е – Определения ресурсного, независимого, зависимого, внезапного, постепенного, сбоя, перемежающегося, явного, скрытого, конструктивного, производственного, эксплуатационного, деградационного отказов по ГОСТ 27.002; определения функционального, параметрического, собственного, вынужденного отказов по ГОСТ 27.004.
3.4 показатель безопасности функционирования технического средства: Вероятность функционирования технического средства без опасных отказов.
3.5 показатель риска опасного отказа: Вероятность опасного отказа. 3.6 полигон эксплуатационных определительных испытаний
технического средства: Один или несколько участков одной или нескольких железных дорог, в пределах которых проводят эксплуатационные определительные испытания.
3.7 риск опасного отказа технического средства: Возможность опасного отказа технического средства.
3.8 сеанс эксплуатационных определительных испытаний: Интервал времени проведения эксплуатационных определительных испытаний.
П р и м е ч а н и е – К сеансу эксплуатационных определительных испытаний относят интервалы времени, равные календарным неделе, месяцу, кварталу, году; для увеличения объема статистических данных следует объединять данные одноименных месяцев и кварталов нескольких лет.
3.9 эксплуатационное определительное испытание технического средства хозяйства пути и сооружений: Пропуск единицы подвижного состава по техническому средству хозяйства пути и сооружений.
3.10 эксплуатационный показатель безопасности функционирования технического средства: Показатель безопасности функционирования технического средства, рассчитанный с использованием данных, полученных в результате его эксплуатационных определительных испытаний.
3.11 эксплуатационный показатель риска опасного отказа технического средства: Показатель риска опасного отказа технического средства, рассчитанный с использованием данных, полученных в результате его эксплуатационных определительных испытаний.
3.12 элемент технического средства: Часть технического средства, показатель безопасности функционирования которого рассчитывается непосредственно на основе статистических данных, а не через показатели безопасности функционирования его составных частей.
СТО РЖД 1.02.007—2006
3
4 Эксплуатационные показатели безопасности функционирования технических средств хозяйства пути и сооружений
К показателям безопасности функционирования технических средств хозяйства пути и сооружений относятся:
- эксплуатационный показатель безопасности функционирования технического средства хозяйства пути и сооружений (далее – технического средства) – )T(P ca ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа у технического средства – )T(Q ca ;
- эксплуатационный показатель безопасности функционирования элемента технического средства – )T(P cab ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа у элемента технического средства – )T(Q cab ;
- эксплуатационный показатель безопасности функционирования функциональных узлов технического средства – )T(P cac ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа функциональных узлов технического средства – )T(Q cac ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения определенного вида опасного отказа технического средства – )T(Q can ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа технического средства по определенной причине – )T(Q cad ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа технического средства, воздействие которого привело к сходу подвижного состава поезда – )T(Q c1a ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа технического средства, воздействие которого не привело к сходу подвижного состава поезда – )T(Q c2a ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения по определенной причине конкретного вида опасного отказа технического средства – )T(Q cand ;
- эксплуатационный показатель риска возникновения по определенной причине конкретного вида опасного отказа технического средства, приведшего к сходу поезда – )T(Q cd1an .
Для каждого показателя безопасности рассчитывается значение нижней границы доверительного интервала. Для каждого показателя риска рассчитывается значение верхней границы доверительного интервала.
Каждый из показателей рассчитывается для технического средства заданного вида “а”, на заданном полигоне испытаний и в заданный сеанс определительных испытаний cT .
П р и м е ч а н и е – список технических средств хозяйства пути и сооружений, их элементов и функциональных узлов приведен в стандарте ОАО «РЖД» СТО РЖД 1.02.009–2006 «Безопасность железнодорожных перевозок. Классификатор опасных отказов технических средств хозяйства пути и сооружений».
СТО РЖД 1.02.007—2006
4
5 Расчетные формулы эксплуатационных показателей безопасности функционирования технических средств хозяйства пути и сооружений
5.1 Эксплуатационным показателем безопасности функционирования технического средства вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT является вероятность )T(P ca того, что у технического средства не возникнет опасный отказ при проследовании по нему поезда. Этот показатель рассчитывают по формуле
)T(Q1)T(P caca −= , (1)
где )T(Q ca – вероятность возникновения у технического средства вида “а”
опасного отказа при проследовании по нему поезда на полигоне испытаний за сеанс cT .
)T(Q ca является эксплуатационным показателем риска возникновения опасного отказа у технического средства вида a при проследовании по нему поезда на полигоне испытаний за сеанс cT , который рассчитывают по формуле
)T(N)T(N)T(Q
ca
caoca = , (2)
где )T(N cao – количество опасных отказов технических средств вида “а” на
полигоне испытаний, зафиксированных за сеанс cT ; )T(N ca – количество эксплуатационных испытаний технических средств
вида “а” на полигоне испытаний, зафиксированных за сеанс cT . Величину )T(N ca рассчитывают по формуле
∑=
=aпN
1icaica )T(N)T(N , (3)
где aпN – количество технических средств хозяйства пути и сооружений
вида “а”, на полигоне эксплуатационных испытаний; aiN – количество единиц подвижного состава, проследовавших по
i-му техническому средству вида “а” на полигоне эксплуатационных испытаний за сеанс cT .
СТО РЖД 1.02.007—2006
5
Для показателей (1) и (2) границы доверительных интервалов уровня q , соответственно нижнюю )T(P ca и верхнюю )T(Q ca , рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаоcа2
cао2
q1ca ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= −
, если 2
)T(N)T(N cа
cао ≤ , (4)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаоcаcа2
cаоcа2q
cа ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаcао > , (5)
∑−
= −
= 1х
0i
2
iХ1
х)х,Х(K , (6)
где )m(2
qχ – квантиль q распределения хи-квадрат с m степенями свободы. П р и м е ч а н и е – Рекомендуется принимать q = 0,95.
)T(Q1)T(P caca −= . (7) 5.2 Эксплуатационный показатель риска опасного отказа элемента вида b у
технического средства вида “а” при проследовании по нему поезда на полигоне испытаний за сеанс cT рассчитывают по формуле
)T(N)T(N
)T(Qca
caobcab = , (8)
где )T(N caob – число опасных отказов, которые были зафиксированы у
элементов вида b , входящих в состав технического средства вида “а”, на полигоне испытаний за сеанс cT .
Эксплуатационный показатель безопасности функционирования элементов вида b , входящих в состав технического средства вида “а”, на полигоне испытаний за сеанс cT , рассчитывают по формуле
)T(Q1)T(P cabcab −= . (9)
СТО РЖД 1.02.007—2006
6
Для показателей (8) и (9) границы доверительных интервалов уровня q , соответственно верхнюю )T(Q cab и нижнюю )T(P cab , рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаоbcа2
cаоb2
q1cab ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N
)T(N cаcаоb ≤ , (10)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаоbcаcа2
cаоbcа2q
cаb ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаcаоb > , (11)
)T(Q1)T(P cabcab −= . (12)
5.3 Эксплуатационный показатель риска опасного отказа функционального узла
вида “с” технического средства вида “а” при проследовании по нему поезда на полигоне испытаний за сеанс cT , рассчитывают по формуле
)T(N)T(N
)T(Qca
caoccac = , (13)
где )T(N caoc – число опасных отказов, которые были зафиксированы у
функциональных узлов вида “с”, входящих в техническое средство вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT .
Эксплуатационный показатель безопасности функциональных узлов вида “с” технического средства вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT рассчитывают по формуле
)T(Q1)T(P caccac −= . (14)
Для показателей (13) и (14) границы доверительных интервалов уровня q ,
соответственно верхнюю )T(Q cac и нижнюю )T(P cac , рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаосcа2
cаос2
q1caс ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N)T(N cа
cаос ≤ , (15)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаосcаcа2
cаосcа2q
cас ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаcаос > , (16)
)T(Q1)T(P caсcaс −= . (17)
СТО РЖД 1.02.007—2006
7
5.4 Эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа вида n технического средства “а” при проследовании им 1 км полигона испытаний за сеанс cT
)T(N)T(N
)T(Qca
caoncan = , (18)
где )T(N caon – число опасных отказов вида n , которые были зафиксированы
у технического средства вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT . Верхнюю границу доверительного интервала уровня q показателя )T(Q can
рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаоncа2
cаоn2
q1can ⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N)T(N cа
cаоn ≤ , (19)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаоncаcа2
cаоncа2q
cаn ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N)T(N cа
cаоn > . (20)
5.5 Эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа
технического средства вида “а” по причине d при проследовании 1 км полигона испытаний за cT рассчитывают по формуле
)T(N)T(N
)T(Qca
caodcad = , (21)
где )T(N caod – число опасных отказов по причине d технического средства
вида “а” на полигоне испытаний, зафиксированных за сеанс cT . Верхнюю границу доверительного интервала уровня q показателя )T(Q cad
рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаоdcа2
cаоd2
q1cad ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N)T(N cа
cаоd ≤ , (22)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаоdcаcа2
cаоdcа2q
cаd ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаcаоd > . (23)
СТО РЖД 1.02.007—2006
8
5.6 Все множество опасных отказов подразделяют на две группы: - опасные отказы, воздействия которых на процессы движения поездов
привели к сходам их подвижного состава на полигоне испытаний за сеанс cT – )T(N c1ao ;
- опасные отказы, воздействия которых на процессы движения поездов были предотвращены, и, как следствие, не привели к сходу подвижного состава поездов на полигоне испытаний за сеанс cT – )T(N c2ao .
Тогда
)T(N)T(N)T(N c2aoc1aocao += . (24) Эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа
технического средства вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT , воздействие которого привело к сходу подвижного состава поезда, рассчитывают по формуле
)T(N)T(N
)T(Qcа
c1aoc1a = , (25)
и эксплуатационный показатель риска возникновения опасного отказа
технического средства вида “а” на полигоне испытаний за сеанс cT , который не привел к сходу подвижного состава поезда, рассчитывают по формуле
)T(N)T(N
)T(Qcа
c2aoc2a = . (26)
Верхние границы доверительных интервалов уровня q показателей )T(Q c1a и
)T(Q c2a рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
c1аоcа2
c1ао2
q1c1a ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N
)T(N cаc1ао ≤ , (27)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
c1аоcаcа2
c1аоcа2q
c1а ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаc1ао > , (28)
СТО РЖД 1.02.007—2006
9
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
c2аоcа2
c2ао2
q1c2a ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N
)T(N cаc2ао ≤ , (29)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
c2аоcаcа2
c2аоcа2q
c2а ⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
−
−χ−= если
2)T(N
)T(N cаc2ао > . (30)
5.7 Эксплуатационный показатель риска опасного отказа вида n технического
средства вида “а”, возникшего по причине d, при проследовании по нему поезда на полигоне испытаний за сеанс cT , рассчитывают по формуле
a
aondcand N
N)T(Q = , (31)
где aondN – число опасных отказов вида n технического средства вида “а”,
возникших по причине d, на полигоне испытаний за сеанс cT , Верхнюю границу доверительного интервала уровня q показателя )T(Q cand
рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cаоndcа2
cаоnd2
q1cand ⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+χ−−= − если
2)T(N)T(N cа
cаоnd ≤ , (32)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cаоndcаcа2
cаоndcа2q
cаnd ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
−
−χ−=
если 2
)T(N)T(N cаcаоnd > .
(33)
5.8 Эксплуатационный показатель риска опасного отказа вида n технического
средства вида “а” по причине d, воздействие которого привело к сходу поезда, рассчитывают по формуле
a
d1aoncd1an N
N)T(Q = , (34)
где d1aonN – число опасных отказов вида n технического средства вида “а”,
возникших по причине d на полигоне испытаний за сеанс cT и приведших к сходу подвижного состава поездов.
СТО РЖД 1.02.007—2006
10
Верхнюю границу доверительного интервала уровня q показателя )T(Q cand рассчитывают по формулам
,)1)T(N),T(N(K2
)2)T(N2(exp1)T(Q
cd1аоncа2
cd1аоn2
q1cd1an ⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+χ−−= −
если 2
)T(N)T(N cаcd1аоn ≤ ,
(35)
,))T(N)T(N),T(N(K2
))T(N2)T(N2(exp)T(Q
cd1аоncаcа2
cd1аоncа2q
cd1аn ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
−
−χ−=
если 2
)T(N)T(N cаcd1аоn > .
(36)
СТО РЖД 1.02.007—2006
11
Приложение А (справочное)
Пример расчета показателей безопасности функционирования железнодорожного пути
Пусть во время эксплуатационных определительных испытаний по
железнодорожному пути вида а1 суммарный пробег всех единиц подвижного состава, принимавших участие в испытаниях, составил 2100 километров, а по пути вида а2 – 1700 километров. При этом у железнодорожного пути вида а1 зафиксировано 4 опасных отказа вида n1 и 7 опасных отказов вида n2. У железнодорожного пути вида a2 эти цифры, соответственно равны 1 и 8. Опасных отказов вида n3 зафиксировано не было.
Тогда эксплуатационный показатель )T(Q ca риска возникновения опасного отказа у пути обоих видов на полигоне испытаний будет равен
005263,017002100
08174)T(Q ca =+
++++= .
Верхняя граница доверительного интервала этого показателя при q=0,95
будет равна
007639,0)120,3800(K2
)2202(exp1)T(Q
2
205,0
ca =⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+⋅χ−−= .
Эксплуатационный показатель )T(P ca безопасности функционирования пути
обоих видов на полигоне испытаний будет равен
994737,0)T(Q1)T(P caca =−= . Нижняя граница доверительного интервала этого показателя при q=0,95
будет равна
992361,0)T(Q1)T(P caca =−= .
СТО РЖД 1.02.007—2006
12
Эксплуатационный показатель )T(Q c1a риска возникновения опасного отказа у пути вида а1 на полигоне испытаний будет равен
005238,02100
074)T(Q c1a =++
= .
Верхняя граница доверительного интервала этого показателя при q=0,95
будет равна
008655,0)111,2100(K2
)2112(exp1)T(Q
2
205,0
c1a =⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
+
+⋅χ−−= .
Эксплуатационный показатель )T(P c1a безопасности функционирования пути вида а1 на полигоне испытаний будет равен
994762,0)T(Q1)T(P c1ac1a =−= .
Нижняя граница доверительного интервала этого показателя при q=0,95
будет равна
991345,0)T(Q1)T(P c1ac1a =−= . Для пути вида a2 показатели будут такими
005294,01700
081)T(Q c2a =++
= , 994706,0)T(Q1)T(P c2ac2a =−= ,
009220,0)19,1700(K2)292(
exp1)T(Q2
205,0
c2a =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= , 990780,0)T(Q1)T(P c1ac2a =−= .
Эксплуатационный показатель риска заданного опасного отказа вида n1 для
пути обоих видов на полигоне испытаний будет равен
001316,01700210014)T(Q c1an =
++
= .
Верхняя граница доверительного интервала этого показателя при q=0,95
будет равна
002765,0)15,3800(K2)252(
exp1)T(Q2
205,0
c1an =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= .
СТО РЖД 1.02.007—2006
13
Аналогичные эксплуатационные показатели для опасного отказа вида n2 и для пути вида а2 равны
004706,01700
8)T(Q c2n2a == ,
008475,0)18,1700(K2)282(
exp1)T(Q2
205,0
c2n2a =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= .
Аналогичные эксплуатационные показатели )T(Q c3an , )T(Q c3n1a и
)T(Q c3n2a для опасного отказа вида n3 и для пути обоих видов, для пути вида a1 и для пути вида a2 соответственно равны
0)T(Q)T(Q)T(Q c3n2ac3n1ac3an === ,
000788,0)18,3800(K2)202(
exp1)T(Q2
205,0
c3an =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= ,
001426,0)18,2100(K2)202(
exp1)T(Q2
205,0
c3n1a =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= ,
001761,0)18,1700(K2)202(
exp1)T(Q2
205,0
c3n2a =⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
+⋅χ−−= .
СТО РЖД 1.02.007—2006
14
_______________________________________________________________________
ОКС 03.220.30
СТО РЖД 1.02.007—2006
15
СТО РЖД 1.02.007—2006
16
СТО РЖД 1.02.007—2006
17
