Источники эффективности совершенствования системы технической эксплуатации устройств железнодорожной автоматики Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Шаманов В.И.

УДК 656.25:385

ИСТОЧНИКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ

Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) выполняют ответственные функции по управлению движением поездов, этим определяются высокие требования к их надежности, которая в значительной степени зависит от качества технической эксплуатации.

Совершенствование методов технической эксплуатации систем ЖАТ требует существенных затрат. Например, внедрение типового проекта организации технического обслуживания и ремонта обеспечивает повышение качества содержания устройств ЖАТ, существенно повышает производительность труда и решает социальные задачи за счет улучшения условий работы производственного персонала дистанций [1]. Однако суммы плановых затрат на внедрение указанного проекта в дистанциях сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) могут превышать в 1,5 и более раз годовые эксплуатационные расходы дистанций на содержание и обслуживание данных систем. Все это определяет актуальность разработки методов расчета технико-экономической эффективности разрабатываемых и внедряемых мер в рассматриваемой области.

Одна из главных задач, решаемых при совершенствовании методов технической эксплуатации систем ЖАТ — повышение их безотказности. Этим обеспечивается снижение потерь в поездной работе от уменьшения количества неплановых остановок поездов и количества поездо-часов простоев, а также к уменьшение эксплуатационных расходов дистанций пути, электроснабжения и СЦБ, связанных с устранением отказов устройств ЖАТ.

Потери в поездной работе при отказах станционной автоматики являются следствием потерь времени дежурными по станциям на

выполнение дополнительных операций после обнаружения отказов, а также потерь из-за движения поездов с пониженной скоростью и дополнительных их остановок. При отказах устройств автоблокировки потери вызываются вынужденными снижениями скорости движения, задержками поездов и их неплановыми остановками.

Потери в поездной работе от одного отказа устройств автоблокировки и устройств автоматики на станциях, на которых обслуживающий персонал постоянно не проживает, практически не различаются. На станциях, где обслуживающий персонал дистанций СЦБ проживает постоянно, эти потери меньше. Методика расчета потерь в поездной работе от отказов устройств ЖАТ разработана в [2]. Там же приведены таблицы, по которым можно найти рассматриваемые потери для наиболее характерных случаев без проведения расчетов.

Снижение потерь в денежном исчислении в поездной работе от уменьшения количества отказов устройств ЖАТ можно найти с использованием укрупненных расходных ставок по ОАО «РЖД» на один час простоя и одну остановку поезда соответствующей категории. Например, для участков с электрической тягой снижение этих потерь можно вычислить по формуле:

С = еЭГ -Д1;г + е5Эп -ДХП

'ЭО ЭЭ

-ПТ

ЭГ

-о

ЭП

0

ЭЭ

0

э "0'

(1)

где Д^0; Д^0; Д1д0 — уменьшение времени задержек соответственно грузовых, пассажирских поездов и электросекций, поездо — часов; ДкГ; Дк" ; ДкЭ — уменьшение количества

неплановых остановок соответственно грузовых, пассажирских поездов и электросекций;

е

УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

ЭГ ЭП ЭЭ

еПТ; епт; епт - стоимость одного поез-до-часа простоя соответственно грузового, пассажирского поезда и электросекции при электротяге в соответствии с укрупненными расходными ставками по ОАО «РЖД»;

ЭГ ЭП ЭЭ ^

е0 ; е0 ; е0 - стоимость одной остановки соответственно грузового, пассажирского поезда и электросекции при электротяге в соответствии с укрупненными расходными ставками по ОАО «РЖД».

На сети железных дорог страны фиксируется до 1000 сбоев в сутки в работе устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Переход на микропроцессорную элементную базу в этих устройствах привел к снижению устойчивости их работы при действии помех.

Сбои в работе устройств АЛСН ухудшают безопасность движения поездов и приводят к снижению скорости движения. Потери времени хода поездов при этих сбоях зависят от длины участка пути, по которому поезд идет с пониженной скоростью. Количество сбоев АЛСН в год пАЛС на соответствующем участке можно вычислять по формуле:

ПАЛС _ 2-365-ЮАла ■ Ц ■ ппы , (2)

где юАЛС1 - интенсивность сбоев АЛСН на / - м участке;

Ц - длина [- го участка, км; пШ1 \ — общее количество пар поездов в сутки на {- м участке.

Экономический эффект от повышения устойчивости работы устройств АЛСН за счет совершенствования системы их технической эксплуатации можно рассчитать по формуле (1), найдя получаемое уменьшение потерь времени хода поезда и количества неплановых остановок поездов.

Отказы устройств ЖАТ и сбои АЛСН увеличивают эксплуатационные расходы дистанций СЦБ, пути и электроснабжения за счет дополнительных трудозатрат на восстановление работоспособности устройств и устранение причин этих сбоев и отказов, а также из-за дополнительных расходов на доставку людей к месту работы. С учетом методики [2] эту составляющую цены одного отказа можно вычислить по следующей формуле: ц _ Nоп 'с>

-Ш -ТВТ

. (3)

12-173,1

где ЫОП - количество привлекаемых работников из числа обслуживающего персонала причастных дистанций;

сШ - удельные расходы в год на содержание и обслуживание одной технической единицы устройств ЖАТ без амортизации;

ТВТ - время, затрачиваемое обслуживающим персоналом на восстановление работоспособности устройств или на устранение причин сбоев АЛСН.

За одну техническую единицу принимается количество устройств ЖАТ, на техническое обслуживание которых необходимы трудозатраты одного человека из обслуживающего персонала.

Продолжительность времени ТВТ больше, чем время восстановления ТВ , так как время ТВТ включает в себя также время возвращения от места отказа и время на выполнение заключительных операций: выявление причины отказа, фиксация результатов в различных документах и т. п.

Для систем ЖАТ одинаково важно и уменьшение количества отказов, и уменьшение времени восстановления работоспособности отказавших устройств. Повышение ремонтопригодности обеспечивается за счет внедрения технических средств автоматического контроля и удаленного мониторинга устройств ЖАТ, методов технического обслуживания устройств «по состоянию», улучшения снабжения обслуживающего персонала специализированным транспортом, средствами связи, контрольно-измерительными приборами и вспомогательным ремонтно-технологи-ческим оборудованием. За счет этого уменьшается время извещения об отказе, время в пути к месту отказа и время на поиск места отказа. Уменьшение последней составляющей времени восстановления обеспечивается также повышением квалификации обслуживающего персонала за счет использования информационных технологий, автоматизированных обучающих систем и т. п. Особенно сильно эти факторы проявляются для устройств перегонной автоматики, а также для технических средств ЖАТ на станциях, где обслуживающий персонал постоянно не проживает.

Сокращение времени восстановления устройств ЖАТ приводит к уменьшению количества поездов, которые следуют по участку при неработоспособных устройствах, что приводит к уменьшению как количества неплановых остановок поездов, так и времени их задержек. Данные зависимости нелинейны, поэтому выигрыш в поездной работе от рассматриваемого фактора определяется также с использованием таблиц из [2]. По таблицам сначала находится количество неплановых оста-

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

новок и длительность задержек поездов при существующем среднем времени восстановления работоспособности устройств ЖАТ на рассматриваемом участке железной дороги, затем находятся эти же показатели при меньшем времени восстановления. Выигрыш в данных показателях можно найти по следующей формуле:

С = еЭГ + еЭП -Д1;П + еЭЭ -Д1;э +

Сэв _ еПТ Д1ПВ ^еПТ Д1 ПВ ^еПТ Д1пв ^

+еЭГ-Д кГ + еЭП-Д кП + еЭЭ-Д кЭ;

(4)

где Д^; Д1ПВ; Д1^ - уменьшение времени задержек грузовых, пассажирских поездов и электросекций как следствие уменьшения времени восстановления устройств ЖАТ;

Д кВ ; Д к'П; Д кэв -уменьшение количества

неплановых остановок поездов соответствующих категорий по этой же причине.

Обеспечение обслуживающего персонала необходимым количеством транспортных средств и средств связи, контрольно-измерительных приборов и другого технологического оборудования обеспечивает заметное сокращение времени, необходимого для выполнения работ по ремонту устройств ЖАТ, а также повышение качества выполняемых работ.

Системы ЖАТ являются территориально рассредоточенными, а обслуживающий персонал дистанций СЦБ живет далеко не на всех станциях, особенно на малодеятельных участках. Более равномерное распределение обслуживающего персонала по участкам сокращает, прежде всего, длительность нахождения в пути работников дистанций СЦБ до места проведения работ. Это время при существующей организации работ и ее обеспечении необходимыми техническими и транспортными средствами может достигать до половины и более продолжительности трудового дня, особенно на малодеятельных участках при больших расстояниях между станциями, отсутствии шоссейных дорог вдоль железнодорожной линии вблизи от нее, а также при проживании обслуживающего персонала дистанций СЦБ преимущественно на крупных станциях. В таких условиях время в пути до места отказа устройств автоблокировки или устройств автоматики на небольших промежуточных станциях может в несколько раз превышать время поиска и устранение отказов. Время в пути обратно от места отказа может быть при этом еще больше при плохом обеспечении обслуживающего персонала транспортными средствами.

Данные меры обеспечивают снижение эксплуатационных расходов дистанций СЦБ не за счет повышения интенсивности труда, а за счет повышения его производительности. Для разных географических условий страны при существующих различиях в сложившейся организации работ и их материального обеспечения на разных дистанциях СЦБ степень повышения производительности труда будет различной. При расчетах этой составляющей учитываются удельные эксплуатационные расходы дистанций СЦБ в части затрат на заработную плату с начислениями на нее.

Своевременное и качественное выполнение профилактических ремонтов и работ по обновлению систем ЖАТ обеспечивает снижение расходов на их эксплуатацию. Это весьма существенный фактор с учетом того, что недостаточное финансирование замены изношенных систем ЖАТ привело к тому, что по сети железных дорог страны в настоящее время эксплуатируется большое количество таких систем.

В табл. 1 сведены результаты анализа фактических сроков службы систем электрической централизации стрелок и сигналов на станциях (ЭЦ) и автоблокировки (АБ) на ВСЖД на 01.01.2007 г. Там же для сравнения приведены данные по срокам службы релейных систем ЭЦ на сети железных дорог России

[3].

Как видно из табл. 1, системы АБ на ВСЖД изношены меньше, чем системы ЭЦ. В то же время степень износа систем ЭЦ на дороге принципиально не отличается от степени износа этих систем на всей сети железных дорог страны.

Эксплуатация изношенных систем ЖАТ требует повышения расходов для обеспечения требуемого качества их функционирования. По данным исследований [4] за время эксплуатации данных систем от 15 до 30 лет со дня их пуска расходы на техническое обслуживание возрастают на 50%, а расходы на обновление систем растут на 75%.

Если взять за основу фактическую себестоимость одной технической единицы по годовым эксплуатационным расходам сШ, то эту себестоимость эксплуатации систем старше 15 лет для выбранного полигона можно найти по формуле:

(5)

В £ СШ

В15 + 2[1+(>0,5)ку ]В1

е

УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Табл. 1.

Сроки службы систем ЖАТ

Полигон Сист емы Единицы измерения Сроки службы, лет

до 15 16-20 21-25 26-30 31-35 36-40 за 40

ОАО «РЖД» ЭЦ стрелки 34338 16533 22892 17805 17805 10174 7630

% % 27 13 18 14 14 8 6

ВСЖД ЭЦ стрелки 1201 1244 557 552 166 434 34

% % 28,8 29,7 13,3 13,3 4,0 10,1 0,8

АБ км 1804 1808 478 147 - 362 -

% % 28,0 46,6 12,3 3,8 - 9,3 -

где ВЕ - суммарное количество технических единиц на рассматриваемом участке;

В15 - количество технических единиц по системам не старше 15 лет;

В] - количество технических единиц по системам со сроками службы, попадающими на ]-й отрезок времени после 15 лет;

ку - коэффициент увеличения расходов на эксплуатацию систем ЖАТ после 15 лет службы;

] — порядковый номер рассматриваемого временного отрезка после 15 лет службы системы;

I - число рассматриваемых отрезков времени.

Анализ численных данных из [4] по темпам роста расходов на техническое обслуживание станционных систем ЖАТ показал, что при расчетах можно брать среднюю величину ку = 0,17 за отрезок времени 5 лет после 15 лет службы системы со дня ее пуска в эксплуатацию.

Выполненные по формуле (5) расчеты с использованием этого значения коэффициента ку показали, что эксплуатация стареющих систем ЖАТ на главном ходу ВСЖД вызывала ежегодное удорожание на ВСЖД до 01.01.2007 г на величину порядка 140 млн. руб.

Повышение качества эксплуатации устройств ЖАТ повышает долговечность этих устройств, отодвигая на определенное время необходимость инвестиций для замены рассматриваемых систем.

В табл. 2 приведены численные значения инвестиций, потребных в настоящее время на замену изношенных систем станционной и перегонной автоматики. Численные значения

потребных инвестиций в этой таблице получены с использованием данных табл. 1 и укрупненных показателей стоимости строительства новых систем ЖАТ. При этом считается, что в новых станционных системах релейные системы ЭЦ составляют 80%, остальное — микропроцессорные системы централизации стрелок и сигналов на станциях (МПЦ).

Если совершенствование методов технической эксплуатации позволяет продлить на 5 лет сроки эксплуатации амортизированных систем ЖАТ при обеспечении требуемого качества их функционирования, то, как видно из табл. 2, продление эксплуатации систем с 20 до 25 лет обеспечивает отсрочку инвестиций на их замену на ВСЖД с суммой 2239 миллионов рублей. На сети железных дорог этот эффект только по системам станционной автоматики составляет 58603 миллионов рублей. Следовательно, при совершенствовании систем технической эксплуатации систем ЖАТ в полной мере проявляется эффект отсроченных платежей.

Улучшение медицинского обеспечения работников дистанций, охраны труда, режимов рабочего времени и отдыха, а также сани-тарно — гигиенических условий труда также обеспечивает получение экономического эффекта. Этот эффект включает в себя увеличение количества рабочих дней, уменьшение затрат по листкам временной нетрудоспособности, на лечение, льготы и компенсацию за работу в неблагоприятных условиях (сокращение продолжительности рабочего дня, спецпитание, спецодежда) и др. Однако расчет этой составляющей экономического эффекта требует проведения дополнительных работ по

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Табл. 2.

Инвестиции, необходимые для замены изношенных систем станционной и перегонной автоматики

Полигон Новые системы Инвестиции млн. руб. для замены систем по срокам службы

более 20 лет более 25 лет более 30 лет

ВСЖД 0,8 ЭЦ + 0,2 МПЦ 4462 3036 1623

АБТЦ 1678 865 615

Итого 6140 3901 2238

ОАО «РЖД» 0,8 ЭЦ + 0,2 МПЦ 195343 136740 91159

прогнозированию изменения отмеченных показателей, поэтому в данной работе не проводится.

Следует отметить также, что повышение безотказности и ремонтопригодности устройств ЖАТ положительно сказывается и на показателях качества транспортной продукции, такие как своевременность доставки грузов и пассажиров, сохранность грузов, сокращение оборотных средств грузовладельцев («грузы в пути») и т. п

Повышение безотказности, ремонтопригодности и долговечности устройств ЖАТ, уменьшение вмешательства обслуживающего персонала обеспечивают повышение безопасности движения поездов. Оценка в денежном выражении уменьшения вероятности аварий и нарушений затруднена следующими обстоятельствами.

Средние материальные потери от порчи грузов и технических средств железнодорожного транспорта можно рассчитать достаточно точно. Сложнее выразить в денежном эквиваленте ущерб от аварий и крушений для экосистем. И наиболее сложен расчет экономического ущерба от потери здоровья и гибели людей в авариях и крушениях, не говоря уже об этической стороне таких событий.

Общество по-разному относится к гибели людей в зависимости от их возраста, количества погибших в одном крушении, характера гибели и т. п. В денежном выражении за гибель человека, например, в авиационной катастрофе выплачиваемая компенсация в нашей стране может колебаться в пределах от 100 тысяч рублей до 75 тысяч долларов. В развитых странах эта компенсация может превышать миллион долларов.

Так же непросто оценить в денежном выражении ущерб здоровью человека, попавше-

го в аварию или крушение, хотя еще в 1980 году в СССР была разработана Инструкция по учету потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий при проектировании автомобильных дорог, где такой ущерб рассчитывался. Для железнодорожного транспорта в настоящее время нет методики расчета экономического эффекта от повышения безопасности движения поездов.

Таким образом, определены источники окупаемости затрат на совершенствование методов технической эксплуатации систем железнодорожной автоматики и телемеханики и предложены методы расчета получаемого при этом технико-экономического эффекта в поездной работе, а также в расходах дистанций СЦБ, пути и электроснабжения.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Типовой проект организации обслуживания и ремонта технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики (№ ЦШ-24/19). - М.: Трансиздат, 2003. -160 с.

2. Шаманов В.И., Ведерников Б.М. Методика расчета эффективности технических мероприятий по повышению надежности действующих устройств сигнализации, централизации и блокировки. - М.: МПС, 1990. - 80 с.

3. Кайнов В.М. Новые технические средства и инвестиционные программы // Автоматика, связь, информатика. — 2007.

- № 4. - С. 12-16.

4. Шаманов В.И. Эксплуатация стареющих систем автоматики и телемеханики // Железнодорожный транспорт. - 1997. - №9.

- С. 35-39.