CC BY
22
Тенирядко Надежда Ивановна
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильные дороги, аэродромы, основания и фундаменты», член РОМГО и IGS.
Тел.: +7 (495) 684-29-23.
E-mail: [email protected]
Бучкин Виталий Алексеевич
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Проектирование и строительство железных дорог».
Тел.: +7 (495) (495)684-24-64.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Teniriadko Nadezhda Ivanovna
Russian University of Transport (RUT (MIIT)).
Obraztsova str., 9, p. 9, Moscow, 127994, the Russian Federation..
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the Department «Highways, Airfields, foundations and foundations», member of the ROMGO and IGS.
Phone: +7 (495) 684-29-23.
E-mail: [email protected]
Buchkin Vitalii Alekseevich
Russian University of Transport (RUT (MIIT)).
Obraztsova str., 9, p. 9, Moscow, 127994, the Russian Federation..
Doctor of Sciences in Engineering, Professor of the Department «Design and Construction of Railways».
Phone: +7 (495) (495)684-24-64.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Транспортное развитие северных территорий России / Т. В. Шепитько, А. А. Зайцев, Н. И. Тенирядко, В. А. Бучкин. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. - № 3 (47). - С. 115 - 130.
Shepitko T. V., Zaytsev A. A., Teniryadko N. I., Buchkin V. A. Transport development of the northern territories of Russia. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 3 (47), pp. 115 - 130 (In Russian).
УДК 656.216.22
Г. Г. Ахмедзянов, В. В. Дремин
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТУ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПЕРЕЕЗДА
Аннотация. Железнодорожный переезд является системой взаимодействия железнодорожного и автомобильного транспорта. Обеспечение безопасности движения на железнодорожных переездах является важной государственной задачей. Несмотря на ежегодное сокращение числа железнодорожных переездов и оснащение их современными системами сигнализации и ограждения, количество дорожно-транспортных происшествий на железнодорожных переездах Российской Федерации, включая случаи с человеческими жертвами, остается значительным. Предметом исследования являются факторы, влияющие на работу и безопасность железнодорожных переездов. Целью работы является определение факторов, имеющих максимальное влияние на безопасность работы железнодорожных переездов Российской Федерации. Для исследования использовались: блок-схемы факторов, влияющих на работу железнодорожного переезда; априорный анализ методом экспертных оценок; расчет коэффициента конкордации Кендалла для отдельных групп факторов; сортировка факторов по средней оценке экспертов.
В статье приведены данные о числе дорожно-транспортных происшествий на железнодорожных переездах Российской Федерации за период с 2005 по 2020 г., количестве железнодорожных переездов разных категорий на 2020 г. Предложена гипотеза о том, что основной причиной дорожно-транспортных происшествий на железнодорожных переездах является несоблюдение правил дорожного движения водителями автотранспорта. На основании схемы ответственного технологического процесса построена блок-схема факторов, имеющих влияние на работу железнодорожного переезда. Факторы, имеющие влияние на работу железнодорожного переезда, разделены на четыре группы. Рассчитаны коэффициенты конкордации Кендалла для отдельных групп факторов. Построено распределение факторов, оказывающих воздействие на работу железнодорожного переезда, по средней оценке экспертов для отдельных групп факторов. Распределение показало дос-товерность выдвинутой гипотезы. Учет веса факторов при разработке методов, повышающих безопасность работы железнодорожных переездов, позволит сократить количество дорожно-транспортных происшествий на железнодорожных переездах. Полученные в исследовании результаты могут использоваться как при модернизации существующих железнодорожных переездов, так и при разработке новых организационных и технических мероприятий по повышению безопасности на железнодорожных переездах.
Ключевые слова: железнодорожный переезд, априорный анализ, метод экспертных оценок, коэффициент конкордации Кендалла, ранжирование факторов, безопасность.
Gayaz G. Akhmedzyanov, Vladimir V. Dremin
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
ANALYSIS OF THE FACTORS AFFECTING THE OPERATION OF A LEVEL CROSSING
Abstract. A level crossing is a system of interaction between rail and road transport. Traffic safety at level crossings is a priority in Russia. Despite the annual reduction in the number of level crossings and the modernization of existing level crossings, the number of accidents at level crossings, including fatalities, remains at the significant level. The subject of research is the factors affecting the safety of level crossings. The aim of the work is to identify the factors with the greatest affecting the operation of a level crossings in the Russian Federation. The research used: a generalized block diagram of a level crossing, a block diagram offactors affecting the operation of a level crossing, a prior analysis by the evaluation, calculation of the Kendall coefficient for individual groups of factors, sorting of factors according to the average assessment of experts.
The article provides data on the number of road traffic accidents at level crossings in the Russian Federation for the periodfrom 2005 to 2020, and the number of level crossings of different categories for 2020. It has been hypothesized that the main cause ofaccidents at level crossings is violation of the rules by vehicle drivers. The block diagram of factors affecting the operation of a level crossing based on the generalized block diagram of a level crossing. Factors affecting the operation of a level crossing are divided into four groups. The Kendall coefficient was calculated for individual groups offactors. Evaluation of the factors affecting the operation of a level crossing was implemented, according to the average assessment of the experts. This hypothesis was confirmed. Using of the results of this analysis will reduce the number of accidents at level crossings. The results can be used both in the modernization of existing level crossings and in the design of new level crossings.
Keywords: level crossing, prior analysis, evaluation, Kendall coefficient of concordance, ranking offactors, safety.
Железнодорожный переезд (ЖДП) представляет собой место пересечения железнодорожных путей и автодорог в одном уровне и является объектом повышенной опасности. Несмотря на ежегодное сокращение числа железнодорожных переездов в Российской Федерации (обычно ликвидируют ЖДП первой категории), количество транспортных происшествий остается примерно на одном уровне (рисунок 1), как и число погибших и раненых в этих происшествиях. Дорожно-транспортные происшествия (ДТП) на переездах приводят к финансовым потерям. Так, общий материальный ущерб ОАО «РЖД» от ДТП в 2020 г. составил 26658 тыс. руб.
300 — 12500
259
273
250
200
150
100
50
12000
11500
11000
10500
10000
9500
количество ДТП на ж.-д. переездах;
[Л — количество ж.-д. переездов
Рисунок 1 - Число ДТП на железнодорожных переездах России и общее количество переездов
Наиболее действенным способом обеспечения безопасности на ЖДП является сооружение путепроводов для организации пересечения автомобильных и железных дорог в разных уровнях. Однако этот способ требует значительных инвестиций и не всегда возможен в условиях имеющегося ландшафта [1].
Рассмотрим ДТП, произошедшие на ЖДП Западно-Сибирской железной дороги с 2015 по 2020 г. [2]. За это время произошло 109 ДТП, жертвами которых стали 18 человек, отмечено 11 случаев повреждения железнодорожной инфраструктуры. Следует отметить, что 104 (95,4 %) ДТП случилось на неохраняемых ЖДП.
Рассмотрим число ЖДП разных категорий и количество ДТП, произошедших на них (рисунок 2).
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
■ - ДТП за 2019 г.;
■ - ДТП за 2020 г.;
^ - Всего ж. -д. переездов данной категории
1-я категория; 2-я категория; 3-я категория; 4-я категория
Рисунок 2 - Число переездов в России различных категорий на 2020 г. и количество произошедших на них ДТП за 2019 и 2020 гг.
Видно, что за два года (2019 и 2020) на переезды третьей и четвертой категорий приходится 83,2 % от общего числа ДТП на ЖДП Российской Федерации, хотя их доля от общего числа переездов составляет 79,5 %.
В ходе рассмотрения причин отдельных ДТП на ЗСЖД предложена гипотеза о том, что основным фактором ДТП на переездах является несоблюдение правил дорожного движения (ПДД) водителями автотранспорта (проезд зоны ЖДП при запрещающем показании светофора, обгоны и т. п.).
Известны различные факторы, влияющие на функционирование ЖДП [3 - 8]. Для определения внутренних и внешних факторов, имеющих влияние на работу и безопасность ЖДП, необходимо сформировать модель работы ЖДП. Железнодорожный переезд является сложной системой, состоящей из нескольких подсистем и отдельных устройств, взаимодействующих между собой и обеспечивающих безопасность движения. Поэтому для построения модели работы ЖДП использовалась схема ответственного технологического процесса (ОТП), которая позволяет моделировать сложные технологические операции. Обобщенная структурная схема функционирования ЖДП как ОТП приведена на рисунке 3.
Схема ОТП состоит из исходного продукта, технологической системы, выходных продуктов - основных и побочных, внешнего мира (среда технологическая, социум и природа) [9]. В случае ЖДП исходный продукт - транспорт (железнодорожный и автомобильный) с координатами Х1, Yl, Zl и Л1, Б1, Cl. Основной продукт - это тот же транспорт, но уже с измененными координатами - Х2, Y2, Z2 и Л2, Б2, С2. Побочными продуктами работы ЖДП являются вредные выбросы двигателей транспорта, шумы, вибрации и т. п. [10].
Обобщенная структурная схема работы ЖДП необходима для систематизации факторов, влияющих на работу ЖДП. Для наглядности факторы, влияющие на работу ЖДП, разделены на четыре группы - параметры подвижного состава и автотранспорта, среда технологическая, природа, социум. Сам набор факторов формировался на основании анализа литературы [3 - 8,
10] и опроса работников железной дороги, обслуживающих ЖДП. В первую группу включены технические характеристики подвижного состава и автомобильного транспорта. В группу «среда технологическая» включены факторы, связанные с техническими средствами ЖДП, инфраструктурой автомобильных и железных дорог. Третья группа состоит из факторов времени и метеорологических факторов. Группа «социум» включает в себя ошибки технического персонала и характеристики опасного поведения водителей.
Рисунок 3 - Обобщенная структурная схема работы железнодорожного переезда
В результате составлена блок-схема факторов, влияющих на работу ЖДП (рисунок 4). Блок-схема факторов содержит также побочные продукты работы ЖДП, поскольку они влияют на внешние факторы.
Внешний мир
Срела технологическая Состоя нне аятош дагбаума Состояние устройства таграаденкя переездов
Состояние дорожных знаков Состояние пастила Состояние датчиков обнаружении гран спорта Состояние пути Пешеходы
Видимость иктофоров Категория переезда Видимость для машинистов Видимость для водителей Количество надсекаемых путей Состояние 1Н.|ди.чда к иерсеоу
Ï
Природа
Время ив» Время суток Осадки Ветер
Температура
Туман
Влажность
Автотранспорт Подвижной состав
Параметры подвижного состава
Параметры автотранспорта Скорость an гомоппля Масса автомобиле Длина автомобиля Теи11 ческое состоя H! ге а втомпоиля Интенсивкасть движения поездов ^ ¡1 i-ч-:. ■■■ ... .II-.'!,;.,-! н автотранс.
ж.-д. пути
Скорость поезда
Железно; пер [орожный гезд
Социум
Ошибки гтоездного диспетчера Ошибки электромеханика Они¡ohiн дежурного пи переезду Ошибки машиниста Несоблюдение ДЦД Психофизическое Состояние вплит Невнимательность Бесшабашность Ошибочная опенка ситуации Осознанное решенне нарушить 11ДД Нсисо^налнюе решеннс нарушить
лдд
Проехавшие автотранспорт п подвижной состав
] Ьбочные продукты
Выбросы Внбрнцнн п шум Прочие
Рисунок 4 - Блок-схема факторов, влияющих на работу железнодорожного переезда
В блок-схеме приведены 39 различных факторов, влияющих на работу ЖДП. Для определения ключевых факторов целесообразно использовать априорный анализ методом экспертных оценок. При этом методе априорная информация получается на основании суждений группы экспертов. В качестве экспертов были приглашены работники железной дороги, имеющие значительный опыт в сфере обслуживания переездных устройств (всего 79 человек). Экспертами выставлялась оценка, отражающая степень влияния фактора на безопасность эксплуатации ЖДП. Использовались оценки от 0 до 5, где 5 - «сильно воздействует», 0 - «нет воздействия».
Рассчитаем для групп факторов коэффициент конкордации Кендалла (коэффициент ранговой корреляции у группы из m экспертов, которые оценивают k факторов). Коэффициент конкордации Кендалла определяется по формуле:
w= = I^K-h^]2 (1)
maxI^i2-? _lm2(fe3_fe)_m;smiT. ' ^ J
где PiE = ;/ = l Pij - общий ранг 1-го объекта блок-схемы по мнению всех экспертов; Pij - ранг z-го объекта по мнению j-го эксперта; Tj - число совпадающих элементов для j-го эксперта. Разница z-го общего ранга и среднего значения общих рангов
Ai = PiE-Pcp£ = Pi£-^;1[=1;T=1Pij =рк-^т(к + 1). (2)
Максимальная сумма квадратов разностей Ai, появляющаяся в случае взаимного согласия всех экспертов, рассчитывается по формуле:
max;ki=1Ai2 = ^т2(к3 - к). (3)
Кроме того, находим поправку, возникающую из-за совпадающих рангов у экспертов:
f = mZp=1Tj = m^^S^tf - t) (4)
где tj - число повторений z-го ранга в ранжировке j-го эксперта.
Рассчитанные величины коэффициента конкордации Кендалла для групп факторов работы ЖДП показаны на рисунке 5.
Среда технологическая
Социум
Природа
Параметры авто1ранспорта и подвижного состава
О ОД 0,4 0,6 0,3 1
Рисунок 5 - Значение коэффициента конкордации Кендалла для отдельных групп факторов
На основании полученных значений коэффициента конкордации Кендалла W делаем вывод о том, что при оценке факторов, влияющих на работу ЖДП, мнения экспертов согласуются (Ж > 0,5) для групп факторов «среда технологическая», «социум», «природа». Для группы факторов «параметры автотранспорта и подвижного состава» мнения экспертов не согласуются, это можно объяснить тем, что эксперты не являются специалистами в области автотранспорта и подвижного состава.
0,7
0,58
0,35
Далее рассмотрим распределение факторов по средней оценке экспертов (рисунки 6 - 9).
1.0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Рисунок 6 - Распределение по средней оценке экспертов факторов группы «среда технологическая»
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Рисунок 7 - Распределение по средней оценке экспертов факторов группы «социум»
Туман Время года Температура Время суток Осадки Влажность Ветер
,82
,82
1 01
1,91
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Рисунок 8 - Распределение по средней оценке экспертов факторов группы «природа»
3.73
Техническое состояние автомобиля Интенсивность движешш автотранспорта Длина автомобиля Скорость автомобиля Интенсивность движения поездов Скорость поезда М.к ; ■! ¡^ ■:■ И ; К ! ж.-д. пути Масса автомобиля
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Рисунок 9 - Распределение по средней оценке экспертов факторов группы «параметры автотранспорта и подвижного состава»
Максимальную среднюю оценку имеют следующие факторы: несоблюдение ПДД (4,45 из 5), бесшабашность (4,36 из 5), психофизическое состояние водителя (4,26 из 5), видимость для водителей (4,27 из 5), состояние ПАШ (4,09 из 5).
Результаты анализа, проведенного методом экспертных оценок, подтверждают гипотезу о том, что главным фактором, влияющим на работу ЖДП, является несоблюдение ПДД со стороны водителей автотранспорта.
В результате исследования можно сделать следующие выводы.
1. Рассмотрены факторы, которые влияют на работу ЖДП. Все факторы распределены по четырем группам.
2. Построена блок-схема факторов, определяющих работу ЖДП, на основании обобщенной структурной схемы работы переезда как ОТП.
3. Рассчитаны коэффициенты конкордации Кендалла для исследуемых групп факторов. Результаты показали, что мнения экспертов согласуются.
4. Выполнено распределение факторов по средней оценке экспертов. Максимальную среднюю оценку экспертов имеет несоблюдение ПДД.
Полученные средние оценки факторов могут использоваться при разработке новых организационных и технических мероприятий по повышению безопасности на ЖДП.
Список литературы
1. Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Д. В. Шалягин, Н. А. Цыбуля, С. С. Косенко [и др.]. - Москва : Маршрут, 2006. - Ч. 1. - 587 с. - Текст : непосредственный.
2. Официальный сайт Госавтоинспекции. Показатели состояния безопасности дорожного движения // http://stat.gibdd.ru/ : сайт. - Текст : электронный. - URL: http://stat.gibdd.ru (дата обращения: 28.08.2021).
3. Соколов, М. М. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики : учебное пособие / М. М. Соколов. - Омск : Омский гос. ун-т путей сообщения, 2020. - Ч. 1. - 79 с.- Текст : непосредственный.
4. Системы управления движением поездов на перегонах / В. М. Лисенков, П. Ф. Бестемь-янов, В. Б. Леушин [и др.]. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2009. - Ч. 1. - 160 с. - Текст : непосредственный.
5. Системы автоматики и телемеханики на железных дорогах мира : учебное пособие / Г. Теег, С. В. Власенко, Э. Андерс [и др.]. - Москва : Интекст, 2010. - 488 с. - Текст : непосредственный.
6. Баранов, А. М. Повышение безопасности дорожного движения на нерегулируемых железнодорожных переездах / А. М. Баранов, А. В. Литвинов, А. Н. Зубарев. - Текст : непосредственный // Современные материалы, техника и технологии. - 2018. - № 6 (21). - С. 120-125.
7. Хорошев, В. В. Концепция полносвязного мониторинга инфраструктуры переездов / В. В. Хорошев, Д. В. Ефанов, Г. В. Осадчий. - Текст : непосредственный // Транспорт Российской Федерации. - 2018. - № 1 (74). - С. 47-52.
8. Повышение безопасности работы железнодорожных станций на основе совершенствования и развития станционной техники : учебное пособие / под ред. В. А. Кобзева. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2016. -175 с. - Текст : непосредственный.
9. Лисенков, В. М. Статистическая теория безопасности движения поездов : учебник / В. М. Лисенков. - Москва : Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук, 1999. - 232 с. - Текст : непосредственный.
10. Сапожников, Вл. В. Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте : учебное пособие / Вл. В. Сапожников. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2011. - 287 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Shalyagin D. V., Tsybulya N. A., Kosenko S. S. and others. Ustroystva zheleznodorozhnoy avtomatiki, telemekhaniki i svyazi (Railway signaling, interlocking & communication devices). Moscow: Rail route Publ., 2006, vol. 1, 587 p.
2. Ofitsialnyy sayt Gosavtoinspektsii. Pokazateli sostoyaniya bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya (The official website of the Main Directorate for Traffic Safety. Indicators of the state of road safety), Available at: http://stat.gibdd.ru (accessed 28 August 2021).
3. Sokolov M. M. Osnovy zheleznodorozhnoy avtomatiki i telemekhaniki: uchebnoye posobiye (Fundamentals of railway signaling & interlocking: a tutorial). Omsk: Omsk State Transport University Publ., 2020, vol. 1, 79 p.
4. Lisenkov V. M., Bestemyanov P. F., Leushin V. B. and others. Sistemy upravleniya dvizheni-yem poyezdov naperegonakh (Control systems for the railway interlocking). Moscow: Training and Methodological Center for Education in Railway Transport Publ., 2009, vol. 1, 160 p.
5. Teeg G., Vlasenko S. V., Anders E. and others Sistemy avtomatiki i telemekhaniki na zheleznykh dorogakh mira: uchebnoye posobiye dlya vuzov zheleznodorozhnogo transporta (Railway Signaling & Interlocking). Moscow: Intext Publ., 2010, 496 p.
6. Baranov A. M., Litvinov A. V., Zubarev A. N. Improving theroad safety at unregulated level crossings [Povysheniye bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya na nereguliruyemykh zheleznodorozh-nykh pereyezdakh]. Sovremennyye materialy, tekhnika i tekhnologii - Modern materials, equipment and technologies, 2018, no. 6 (21), pp. 120 - 125.
7. Khoroshev V. V., Efanov D. V., Osadchiy G. V. The concept of fully connected monitoring of level crossings [Kontseptsiya polnosvyaznogo monitoringa infrastruktury pereyezdov]. Transport Rossiyskoy Federatsii - Transport of the Russian Federation, 2018, no. 1 (47), pp. 47 - 52.
8. Kobzev V. A. Povysheniye bezopasnosti raboty zheleznodorozhnykh stantsiy na osnove sovershenstvovaniya i razvitiya stantsionnoy tekhniki (Improving the safety of railway stations on the basis of improving and developing station technology). Moscow: Training and Methodological Center for Education in Railway Transport Publ., 2016, 175 p.
9. Lisenkov V. M. Statisticheskaya teoriya bezopasnosti dvizheniya poyezdov (Statistical theory of train traffic safety). Moscow: All-Russian Institute for Scientific and Technical Information Publ., 1999, 232 p.
10. Sapozhnikov Vl. V. Avtomatika i telemekhanika na zheleznodorozhnom transporte (Railway Signaling & Interlocking). Moscow: Training and Methodological Center for Education in Railway Transport Publ., 2011, 287 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Ахмедзянов Гаяз Гумарович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 44-39-01.
E-mail: 1zzzz 1omsk@gmail. com
Дремин Владимир Валентинович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Старший преподаватель кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 44-39-01.
E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Akhmedzyanov Gayaz Gumarovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Automation and telemechanics», OSTU.
Phone: +7 (3812) 44-39-01.
E-mail: [email protected]
Dremin Vladimir Valentinovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Senior lecturer of the department «Automation and telemechanics», OSTU.
Phone: +7 (3812) 44-39-01.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Ахмедзянов, Г. Г. Исследование факторов, влияющих на работу железнодорожного переезда / Г. Г. Ахмедзянов, В. В. Дремин. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. - № 3 (47). -С. 130 - 138.
Akhmedzyanov G. G., Dremin V. V. Analysis of the factors affecting the operation of a level crossing. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 3 (47), pp. 130 -138 (In Russian).
