CC BY
54УДК 004.89
doi:10.18720/SPBPU/2/id21-376
Шубинский Игорь Борисович1,
заместитель руководителя научно-технического комплекса,
д-р техн. наук, профессор
ОБ УПРАВЛЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИМИ АКТИВАМИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ РОССИИ
1 Россия, Москва, Научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте, igor-shubinsky@yandex.ru
Аннотация. В статье рассмотрено применение серии стандартов ISO 55000 [2] при управлении материальными активами компании. Описана система управления техническими активами на основе методологии УРРАН [4,5.6] — методологии комплексного управления ресурсами, рисками путем анализа и обеспечения требуемых уровней надежности и безопасности объектов железнодорожного транспорта. Отмечена роль холдинга ОАО «РЖД» в экономике России и возникшие проблемы железнодорожного транспорта в современных условиях пандемии. Рассмотрен опыт управления активами Международного союза железных дорог (МСЖД) [1]. Приведены основные положения комплексного управления техническим содержанием объектов железнодорожного транспорта, описаны объекты, функции, процессы, цели и задачи системы УРРАН [4]. Рассмотрена проблема построения цифровой платформы управления рисками в области обеспечения безопасности движения [17, 18]. При-водены некоторые результаты исследований и внедрения системы УРРАН для управления техническими активами на железнодорожном транспорте.
Ключевые слова: технический актив, объект, надежность, безопасность, риск, срок службы, искусственный интеллект.
Igor B. Shubinsky1, Deputy Head of the Scientific and Technical Complex, Doctor of Technical Sciences, Professor
ABOUT THE MANAGEMENT OF TECHNICAL ASSETS IN THE RAILWAY TRANSPORT OF RUSSIA
1Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Moscow, Russia,
igor-shubinsky@yandex.ru
Abstract. The article considers the application of the ISO 55000 series of standards [2] in the management of material assets of the company. The article describes a system of technical asset management based on the URRAN methodology [4, 5, 6] - a methodology for integrated resource and risk management by analyzing and ensuring the required levels of reliability and safety of railway transport facilities. The role of the Russian Railways holding company in the Russian economy and the problems of railway transport that have arisen in the modern conditions of the pandemic are noted. The experience of asset management of the International Union of Railways (UIC) is considered [1]. The main provisions of the integrated management of the technical content of railway transport facilities
are given, the objects , functions, processes, goals and objectives of the URRAN system are described [4]. The problem of building a digital risk management platform in the field of traffic safety is considered [17, 18]. Some results of research and implementation of the URRAN system for the management of technical assets in railway transport are presented
Keywords, technical asset, object, reliability, security, risk, service life, artificial intelligence.
Введение
Железнодорожный транспорт Российской Федерации в основном представлен ОАО «РЖД», которая в свою очередь, является крупнейшим владельцем и эксплантатом объектов транспортной инфраструктуры на территории Российской Федерации. Только в инфраструктурном комплексе ОАО «РЖД» работают почти 335 тысяч человек, они обслуживают около 150 тысяч километров путей, 30 тысяч мостов и путепроводов, 159 тоннелей, более 5 тысяч станций и множество других инфраструктурных объектов. Одновременно с этим, ОАО «РЖД» является крупным владельцем и оператором сетей связи, оператором телефонной и радиосвязи, в том числе, цифровой (DMR, Tetra, GSM-R). Общая длина линий связи ОАО «РЖД» составляет более 330 тысяч километров, длина волоконно-оптических линий связи составляет более 77 тысяч километров. На железнодорожной инфраструктуре эксплуатируется более 500 тысяч единиц оборудования автоматики и телемеханики, а также более 6 млн. различных датчиков, технических средств диагностики и телеметрии. Бесперебойное обеспечение перевозочного процесса электричеством осуществляют 1 402 тяговые подстанции. На сети железных дорог ОАО «РЖД» обращаются 11 000 грузовых локомотивов тяги на постоянном или переменном токе, 6 000 маневровых тепловозов, 1 600 000 грузовых вагонов всех типов и собственников, 24 000 пассажирских вагонов дальнего следования, более 15 000 вагонов пригородных поездов. Холдинг «РЖД» является крупнейшей системообразующей составляющей российской экономики, важнейшим звеном ее транспортной системы, обеспечивающим более 44 % грузооборота и свыше 30 % пассажирооборота всей транспортной системы страны, формирующим 1,7% ВВП России, 1,5 % налоговых поступлений в бюджетную систему страны, до 4 % от общего объема капитальных вложений в России. Компания ОАО «РЖД» входит в ТОП-5 крупнейших компаний России, занимает лидирующие позиции в мире наряду с магистралями США и Китая, в том числе по объемам перевозок. Доля стоимости основных фондов инфраструктуры Компании «Российские железные дороги» составляет более 60 % от общей стоимости основных средств, а доля эксплуатационных затрат на объекты инфраструктуры составляет порядка 35 % от общего объема затрат. Оптимизация расходов на содержание инфраструктуры и подвижного состава является одной из ключевых задач Компании.
Современная ситуация в мире, связанная с введением повсеместных ограничений из-за пандемии коронавируса COVID-19, привела к стагнации мировой экономики. Данная ситуация является одним из серьезнейших вызовов современному мироустройству и потребует кардинального пересмотра всех существующих принципов организации производства и ведения бизнеса, отказ от необоснованной агрессивной политики роста компаний с использованием больших заемных средств, в пользу консервативного умеренного развития, опираясь лишь на имеющиеся в наличии ресурсы и использовании незначительных кредитных средств.
Железнодорожный транспорт, как системообразующее звено экономики государства, не прекратил своей деятельности, но также столкнулся с резким падением погрузки, снижением активности населения и, как следствие, снижением выручки, что привело к отказу от стратегических инициатив по развитию инфраструктурного комплекса в пользу сохранения коллективов компании и обеспечения текущей оперативной деятельности. Так, по сведениям РБК (www.rbc.ru) «Российские железные дороги» (РЖД) зафиксировали провал грузооборота в марте 2020 года на 7,3 %, а в целом по году снижение до 5 %. Пассажирооборот в 2020 г. снизился на 56 %, размер инвестиционной программы на 2020 г. снизился с ранее заявленных 821 млрд. руб. до 698 млрд. руб., но все равно это дает годовой дефицит в размере 488 млрд. рублей. В Европейском Союзе дела обстоят не лучшим образом. По данным Global Railway Review (www.globalrailwayreview.com) показатели железнодорожных перевозок снизились на 30 % с момента ввода карантинных мер. Всем участникам транспортного рынка также приходится в спешном порядке пересматривать свои инвестиционные планы в пользу решения оперативных задач.
Большинство современных железнодорожных компаний представляют собой весьма сложные структуры, где организационная иерархия, процессы, компетенции, цели, показатели эффективности и связи между людьми плотно переплетаются между собой. Модель работы современной компании в упрощенном виде заключается в постоянном поиске путей повышения ее доходности и снижении издержек при обязательном выполнении всех требований регуляторов, под которыми мы можем подразумевать требования в области безопасности и надежности движения поездов, охраны труда, экологической и пожарной безопасности и др. Бесконечно снижать издержки, добиваясь роста доходов, невозможно. Поэтому, на первый план управления компанией выходят вопросы поиска оптимальной стратегии, которая бы позволяла комплексно учитывать баланс интересов между затратами, возможностями, рисками и производительностью активов. Под активом, в соответствии с серией стандартов ISO 55000, здесь следует понимать идентифицируемый предмет, вещь или объект, который имеет потенциальную или действительную цен-
ность для организации. Таким образом, построение современной эффективной системы управления компанией возможно только на базе принципов Управления активами (в англоязычной литературе используется термин Asset Management), который позволяет учесть баланс интересов между затратами организации, ее производственными характеристиками и оценкой рисков при выборе одного из вариантов дальнейшего развития. Следует отметить, что управление рисками должно осуществляться по принципу, согласно которому работа с рисками, сопряженными с большими убытками и высокой вероятностью реализации, проводится в первую очередь, а работа с рисками с более низкой вероятностью реализации и меньшими убытками проводится в порядке убывания их важности. Особенно этот принцип доказал свою эффективность при внедрении в практику в больших инфраструктурных компаниях, имеющих географически разветвленную сеть и требующих огромных средств на поддержание своей инфраструктуры в работоспособном состоянии для осуществления своей текущей эксплуатационной деятельности.
1. Проекты управления активами Международного союза железных дорог (МСЖД)
Оценка необходимых расходов на техническое содержание и обновление железнодорожной сети с учетом эволюционирующих требований, как пользователей этого вида транспорта, так и других заинтересованных сторон, представляет трудную задачу для правительств и регулирующих ведомств во многих странах мира. Учитывая важность этой проблемы, Международный союз железных дорог уже в 1996 г. приступил к сбору и анализу соответствующих данных в рамках проекта Lasting Infrastructure Cost Benchmarking (LISB), участие в котором на протяжении более 20 лет принимают инфраструктурные компании 14 европейских стран. Цель проекта состоит в том, чтобы определить уровни затрат железнодорожных компаний на поддержание и обновление существующей инфраструктуры, а также выделить факторы, влияющие на эти затраты. Было установлено, что более высокая загрузка железнодорожной сети в некоторых случаях увеличивала расходы на техническое обслуживание примерно на 5 %, а на обновление более чем на 16 %. Проект LISB стал отправной точкой для накапливания статистических данных по техническому содержанию инфраструктуры, формированию и углубленного анализа лучших практик железных дорог и обмену опытом между участниками.
В 2007 году в МСЖД была образована рабочая группа (далее «Группа») по вопросам управления активами — Asset Management Working Group (AMWG), куда вошли представители 10 европейских железнодорожных компаний. Российские специалисты присоединились к уча-
стию в работе этой группы в 2016 году, хотя реальные работы в этом направлении проводились в ОАО «РЖД» с 2009 г.
В рамках работы Группы в 2010г. разработан документ «Руководство по применению принципов управления ресурсами в организациях по эксплуатации железнодорожной инфраструктуры» (Guidelines for the Application of Asset Management in Railway Infrastructure Organizations), который регулярно обновляется по итогам ежегодной работы Группы. В 2015 году опубликован Краткий список (short list) ключевых факторов затрат в управлении железнодорожными активами (Key Cost Drivers in Railway Asset Management) [1]. На основе статистических данных участников проекта, было определено влияние различных факторов затрат (так называемых драйверов стоимости) на стоимость технического обслуживания, ремонта и обновления инфраструктуры. Было отмечено, что существуют количественные и качественные драйверы стоимости. Качественные драйверы не могли быть охарактеризованы с помощью количественных значений, поэтому они были представлены в документе описательно. В 2016г. МСЖД опубликовал практическое руководство по применению стандарта ISO 55001 в области управления активами на железнодорожном транспорте. Российское участие, в частности, обеспечило возможность использовать в разрабатываемом международном документе знания и опыт, накопленный в ОАО «РЖД» при разработке и использовании Комплексной системы управления надежностью, рисками, ресурсами на всех стадиях жизненного цикла — УРРАН. Особое внимание в этом документе уделено вопросам управления рисками. Данный инструмент, как никакой другой, позволяет обеспечить реализацию основных принципов управления активами: «снижение затрат за счет выполнения правильной работы в нужном месте в нужное время, а также скоординированных мероприятий для достижения оптимального баланса между обслуживанием, обновлением и улучшением всей базы активов».
Одной из основных задач любой железнодорожной компании является выработка эффективной стратегии управления техническим состоянием инфраструктуры и подвижного состава в рамках приемлемого уровня затрат. Особенно это актуально в динамически изменяющихся условиях послекарантинного мира, когда одни наработанные экономические связи между государствами заменяются другими, с учетом новых потребностей общества в товарах первой необходимости, медикаментах и оборудовании, и изменениями конъюнктуры рынков. Образуются новые логистические цепочки поставок и формируются, соответственно, транспортные маршруты, которые ранее были не задействованы. В этих условиях возможен рост спроса на перевозки в одних направлениях и резкое снижение в других. Такая диспропорция может потребовать от железнодорожных компаний решения значительного числа достаточно
серьезных проблем, в частности, они должны вкладывать крупные финансовые средства в реновацию и наращивание своей инфраструктуры, поддерживать ее в исправном работоспособном состоянии и при этом обеспечить растущий объем перевозок. В связи с этим железнодорожные компании заинтересованы в разработке эффективных стратегий управления техническим состоянием активов, позволяющих наращивать объемы перевозок с высоким уровнем безопасности и надежности. Как отмечено в ISO 55001:2014, «для успешного управления активами важна объективная информация и знания о состоянии активов, производительности, рисках и стоимости, и их взаимосвязи». Для того, чтобы эффективно управлять железнодорожной инфраструктурой и подвижным составом нужно знать их текущее техническое состояние и уметь предвидеть их состояние в перспективе.
2. Комплексное управление техническим содержанием объектов железнодорожного транспорта. Система УРРАН
Управление активами фокусируется непосредственно не на самом активе, а на ценности, которую актив может обеспечить организации. Для успешного управления активами важна объективная информация и знания о состоянии активов, производительности, рисках и стоимости, и их взаимосвязи.
Система управления активами реализует замкнутый цикл управления (так называемый цикл Деминга), включающий планирование, выполнение, анализ результатов и улучшение организации деятельности (воздействие) [4].
В системе управления активами обязательными становятся:
- информация (данные об активах);
- оценка технического состояния;
- оценка риска;
- RCM-процесс, где RCM (Reliability Centered Maintenance) — надежностно-ориентированное техническое обслуживание);
- анализ стоимости жизненного цикла;
- анализ показателей эффективности, в том числе общей эффективности оборудования — OEE (Overall Equipment Effectiveness) и др.
Эти положения в значительной мере изложены в системе стандартов RAMS [3], широко применяемой на железных дорогах Евросоюза и Америки. RAMS — это методология обеспечения безотказности (Reliability), готовности (Availability), ремонтопригодности (Maintainability) и безопасности (Safety) на железнодорожном транспорте. Представляет собой коллективный труд европейского сообщества, формализованный стандартами железнодорожного применения EN50126/IEC62278, EN 50128/IEC62279, EN50129/IEC62425Ed, EN50159/ IEC62280 (1 и 2 части).
Поэтому на российских железных дорогах была развернута работа по гармонизации собственной нормативной базы по управлению инфраструктурой с этой системой стандартов.
Направленность RAMS на производителей технических средств не удовлетворяла целям ОАО «РЖД», которые ориентированы на эксплуатационную деятельность. В процессе практического применения методологии RAMS на Российских железных дорогах проявился ряд ее принципиальных недостатков.
Основные из них следующие:
• в комплексном анализе не учитывается долговечность объектов. Это обстоятельство не позволяет увязать долговечность и безопасность объектов, не позволяет при эксплуатации объектов оценивать риски перехода от назначенного срока службы к их предельному состоянию и даже корректно оценивать предельное состояние объекта;
• стоимость жизненного цикла объекта оценивается в отрыве от надежности и безопасности, т. е. не включена в методологию RAMS. Это обстоятельство затрудняет рациональное распределение инвестиций в объект на различных стадиях его жизненного цикла;
• методология RAMS хорошо разработана для стадий проектирования и производства объектов и практически не развита для стадий их эксплуатации, модернизации и утилизации. Для железнодорожного транспорта представляет основную значимость управление надежностью и безопасностью составных объектов на стадиях их эксплуатации и модернизации;
• вопросы управления рисками изложены в стандартах RAMS на концептуальном уровне и требуют всестороннего развития;
• в методологии RAMS не рассматриваются вопросы безопасности производственных процессов, экологическое воздействие на окружающую среду;
• не рассмотрены вопросы оценки деятельности структурных подразделений по обеспечению требований по техническому содержанию объектов железнодорожного транспорта;
• методология RAMS разработана на уровне отдельных объектов и не затрагивает процессы надежного и безопасного управления активами предприятий в соответствии с современными стандартами управления активами ГОСТ Р 55.0.01/ИШ 55000:2014.
Для решения указанного широкого спектра задач, которые актуальны для Российских железных дорог и не охвачены стандартами RAMS, потребовалось не только трансформировать эти стандарты к потребностям ОАО «РЖД», но и разработать новые методологические направления для эффективного управления техническим содержанием Компании. В результате создана система УРРАН — система управления ресурсами, надежностью и безопасностью объектов и процессов на основе оценки
рисков на всех стадиях жизненного цикла систем железнодорожного транспорта [4-6].
Система УРРАН — совокупность нормативно-методического обеспечения и Единой Корпоративной , платформы информационного обеспечения системы, предназначенных для комплексного управления ресурсами и процессами с целью эффективного предоставления услуг железнодорожного транспорта.
Объект применения системы УРРАН — Средства и системы железнодорожного транспорта и реализуемые ими технологические процессы. К ним относятся: объекты путевого комплекса; объекты комплекса автоматики и телемеханики (системы электрической и диспетчерской централизации, автоблокировки, сортировочных станций и др.); объекты железнодорожного электроснабжения (контактная сеть, тяговые подстанции, линии электропередач и др.), объекты железнодорожной электросвязи (корпоративная волоконно-оптическая связь, оперативно-технологическая связь, радио-релейная связь и др.), объекты локомотивного комплекса (электровозы, тепловозы, электропоезда, дизель-поезда, мотрисы и др.).
Цель системы УРРАН — повышение эффективности функционирования железнодорожного транспорта на основе адаптивного управления техническим содержанием в условиях ресурсных ограничений.на основе оценки рисков. Здесь под адаптивным управлением (адаптивным менеджментом) понимаются формы и методы управления филиалами и структурными подразделениями Компании, предполагающие возможность и способность системы управления изменять параметры и структуру регулятора и управляющей подсистемы в целом в зависимости от изменения внутренних параметров объекта управления или внешней среды (возмущений), а также от изменений стратегических целей. Функциональное назначение системы УРРАН — эффективное управление техническими активами.
В рамках системы УРРАН разработана технология управления техническими, технологическими, профессиональными, пожарными рисками [10-12], которые автоматически оцениваются в единой корпоративной платформе УРРАН (ЕКП УРРАН). В этой платформе есть возможность накопления информации от большого количества созданных в последние годы в Компании автоматизированных систем, таких как КАСАНТ (комплексная автоматизированная система учёта, контроля устранения отказов технических средств — более 50000 пользователей), КАСАТ (комплексная автоматизированная система учёта и анализа случаев технологических нарушений — также более 50000 пользователей), АС РБ (Автоматизированная система управления безопасностью движения — 5000 пользователей), АСК ПС (Автоматизированная система контроля технического состояния подвижного состава), АСУВОП (Типовая автоматизированная си-
стема выдачи и отмены предупреждений), осуществлена интеграция с Единой корпоративной автоматизированной системой управления инфраструктурой (ЕК АСУИ), которая объединила в себе АСУ инфраструктурного комплекса и осуществляет информационную поддержку бизнес-процессов по текущему содержанию и ремонту.
Однако в указанных выше системах созданы разрозненные собственные классификаторы, они работают с различной периодичностью съема информации и, что особенно важно, — данные, с которыми они оперируют, имеют различный уровень детализации и различные форматы. При этом существует необходимость взаимодействия систем управления безопасностью движения с большим количеством других транспортных АС, в числе которых 33 системы учета и 8 систем планирования. Все это свидетельствует о необходимости при управлении безопасностью движения обрабатывать громадные массивы разрозненных неструктурированных данных. Классический путь решения задачи — агрегирование данных (например, по опасным событиям, по показателям интенсивности отказов, по ущербам и др.), а также анализировать свойства управляемой системы. Этот путь позволяет в некоторой мере выполнять проактивное планирование: выявлять непосредственные причины нежелательных событий и планировать точечные мероприятия, контролировать достижение целевых значений. Однако, при управлении безопасностью на железнодорожном транспорте имеет место одних только наименований данных более 250, а сами массивы данных оцениваются числами на уровне миллионов терабайтов. В этих условиях даже агрегирование данных не дают желаемого эффекта — необходимо переходить к созданию цифровой системы управления рисками в области обеспечения безопасности движения. В этих условиях даже агрегирование данных не дают желаемого эффекта — необходимо переходить к созданию цифровой системы управления рисками в области обеспечения безопасности движения.
Переход к цифровой системе управления рисками должен осуществляться путем построения моделей взаимодействия факторов безопасности и надежности всех объектов железнодорожного транспорта на всех уровнях иерархии, а также во взаимосвязи с другими факторами, которые непосредственно не относятся к надежности, но оказывают влияние на безопасность перевозочного процесса. К таким факторам относятся, например, класс линии, участковая скорость, вес поезда, плановые и внеплановые окна для технического обслуживания и ремонта пути, состояние балласта, состояние мостов и многие другие факторы. Большое количество факторов и исключительно большое многообразие связей между ними могут быть формализованы и сохранены с помощью указанной современной технологии Big Data. Возможности технологии Big Data позволяют с помощью данных о множестве различных факторов прогнозировать риски возникновения опасных отказов объектов
транспорта. С помощью алгоритмов искусственного интеллекта Data Science формируются динамические модели категорирования объектов. Они используются для идентификации, оценки, прогнозирования, обработки и мониторинга индикаторов раннего предупреждения факторов риска применительно к объектам железнодорожного транспорта [15, 16].
Каждый комплекс объектов ОАО «РЖД» обладает специфическими особенностями, которые обусловлены назначением этого комплекса в перевозочном процессе, условиями реализации этого назначения, а также сложившимися связями с другими комплексами. Поэтому специфичны цели внедрения системы УРРАН для каждого комплекса инфраструктуры и подвижного состава. Например, путевой комплекс: снижение стоимости жизненного цикла путевой инфраструктуры за счет перераспределения ресурсов при условии обеспечения требуемого уровня эксплуатационной надежности и допустимого уровня безопасности движения поездов. Для комплекса объектов автоматики и телемеханики: повышение эксплуатационной надежности систем железнодорожной автоматики и телемеханики при обеспечении допустимого уровня задержки поездов и премлемой стоимости жизненного цикла на основе перераспределения ресурсов.
Для реализации предусмотренных целей система УРРАН предназначена решать следующие задачи:
• в реальном масштабе времени оценивать и прогнозировать показатели надежности и безопасности объектов инфраструктуры и подвижного состава;
• управлять техническими и техногенными рисками;
• оценивать износ, остаточный ресурс и предельное состояние объектов железнодорожного транспорта;
• прогнозировать состояние объектов инфраструктуры. Прогнозировать опасные отказы инфраструктуры и подвижного состава.
• оценивать стоимость жизненного цикла объектов железнодорожного транспорта;
• оценивать деятельность подразделений ОАО «РЖД» с учетом их результатов работы по обеспечению надежности и безопасности эксплуатируемых объектов;
• управлять ресурсами, направленными на техническое содержание;
• на основе единой корпоративной платформы УРРАН обеспечивать поддержку управленческих решений.
3. Некоторые результаты исследований и внедрения системы УРРАН для управления техническими активами
• Сформирована система объективной оценки уровней надежности и функциональной безопасности объектов железнодорожного транспорта, которая позволяет оперативно учитывать объем выполненной рабо-
ты, определять показатели безопасносй работы при выполнении перевозочного процесса. Так, например, в комплексе пути и сооружений показатели безотказности, долговечности и сохраняемости определяются относительно наработки, исчисляемой в млрд. тонно-километровой (т-км) работы, а, в частности, в локомотивном комплексе — млн. локомо-тиво-км общего пробега. Разработаны графовые полумарковские методы расчета показателей функциональной безопасности [7, 8], которые позволяют оценивать вероятности и временные интервалы до опасных событий на железнодорожном транспорте;
• выполнено эталонирование объектов инфраструктуры и подвижного состава. Это обусловлено следующим. Объекты железнодорожного транспорта эксплуатируются в различных условиях окружающей среды (температуры, влажности, ветра, давления, количества осадков, снега, паводков и т. д.), функционируют при различных условиях эксплуатации (план пути, класс пути, установленная скорость движения и др.), при различной организации управления. Они выполняют различный объем работы. Одинаковые по функциональности объекты могут иметь существенные конструктивные различия. Все эти обстоятельства означают, что одинаковые по функциональности объекты могут отказывать с различной частотой (интенсивностью). Причем эти различия в частоте отказов в зависимости от условий эксплуатации могут существенно отличаться. Поэтому нельзя инвестировать объекты, ориентируясь на частоту их отказов. Указанная проблема преодолена путем введения системы коэффициентов на условия эксплуатации и конструкции объекта, т. е. пересчета данного объекта к некоторому эталонному объекту [4];
• предложена, апробирована и внедрена методика нормирования показателей надежности и безопасности с учетом текущих задач Компании по перевозочному процессу [9];
• сформирована технология управления техническими, социальными и техногенными рисками, основанная на принципе ALARP [2]. В рамках этой технологии разработаны методики: матричной оценки риска, интегральной оценки техничсских рисков, оценки пожарных рисков, профессиональных рисков. а также методика расчета рисков задержки поездов [10, 11, 12 и др.]. Для каждого комплекса объектов же-дезнодорожного транспорта созданы тркхуровневые системы управления техническими и технологическими рисками.(дистанция, филиал, центральная дирекция);
• разработана методология управления ресурсами на всех стадиях жизненного цикла объектов транспорта, включающая методику закупки продукции на основе показателей УРРАН, методические основы продления срока службы объекта как на основе статистических данных, так и с помощью специально разработанного способа контрольно-
оценочных карт. Кроме того, разработаны методики оценки физического износа, остаточного ресурса и функционального ресурса объектов транспорта [13]. Все эти методики в различной степени основываются на оценках риска;
• для каждого комплекса объектов транспорта создана своя специфическая система оценки деятельности структурных подразделений, Так, например, для комплекса пути и сооружений итоговая оценка строится на основе оценок безопасности движения поездов, надежности технических средств, компетентности персонала. Интегральная оценка деятельности структурных подразделений железнодорожной электросвязи формируется по показателям условий эксплуатации, устойчивости функционирования железнодорожной электросвязи, влияния ее функционирования на перевозочный процесс. компетентности персонала. Результаты оценки являются ключевым инструментом по управлению деятельностью подразделений, филиалов и дирекций ОАО «РЖД», по назначению инвестиций в подразделения;
• создана нормативно — методическая база системы УРРАН, содержащая более 150 документов. в том числе 6 ГОСТов, 1 ГОСТ Р, 1 ПНСТ, 23 СТО РЖД, 84 Методики, 14 Классификаторов и более 20 других документов. Межгосударственные стандарты предназначены, для управления надежностью, рисками, функциональной безопасностью (ГОСТ 32192-2013, ГОСТ 33433-2015, ГОСТ 33358-2015 и др.);
• автоматизированы нормативно-методические положения системы — создана и поэтапно внедряется единая корпоративная система УРРАН (ЕКП УРРАН) [14]. Она сформирована на современных программно-аппаратных средствах и имеет четырехслойную архитектуру: 1 — слой источников данных, 2 — слой интеграции, 3 — слой хранилища данных, 4 — слой аналитики. В настоящее время с ее помощью в масштабах всего холдинга ОАО «РЖД» оперативно оцениваются текущие значения показателей надежности и безопасности объектов транспорта, рассчитывается остаточный ресурс, рассчитываются риски задержки поездов, периодически оценивается деятельность структурных подразделений. Продолжается реализация других задач;
• отрабатываются задачи планирования ремонтных работ.на основе методологии УРРАН. Получены обнадеживающие результаты. Так. на участке Бахметская-Тугулым (протяженность 7 км, грузонапряженность 92.5 млн. т. бр, пропущенный тоннаж 1418.1 млн. т. бр) за счет выявления наиболее проблемных элементов участка и назначения на основе интегральной оценки рисков наиболее приоритетных для проведения ремонта элементов частота отказов участка пути в течение
2 3
года снизилась с 24.3-10" до 7-10" шт./год км. При этом расходы на текущее содержание участка пути снизились на 9.24 млн. руб.;
• применительно к задачам обеспечения безопасности движения поездов адаптирована и апробирована технология Big Data для прогнозирования опасных отказов в комплексах объектов пути и сооружений, автоматики и телемеханики, электроснабжения По результатам прогнозирования с помощью алгоритмов Data Science для Горьковской, Северной и Куйбышевской железных дорогах лучшие результаты для путевого комплекса показал метод градиентного бустинга на основе решающих деревьев (85 % сходимости прогноза опасного отказа и факта его наличия), для автоматики и телемеханики и объектов электроснабжения — бинарное дерево решений (89,9 % и 87 % соответственно сходимости прогноза опасного отказа и факта его наличия) [17, 18]. С помощью алгоритмов глубокого обучения эти результаты могут быть существенно улучшены, что открывает большие возможности в переходе от существующей схемы управления техническим содержанием: Эксплуатация — Событие — Реализация к прогрессивной схеме: Эксплуатация и диагностика — Предиктивный анализ — Работа на опережение.
Заключение
Для решения указанных задач методология УРРАН содержит совокупность прикладных методов анализа, а также ряд оригинальных методов. позволяющих впервые решать ряд нетривиальных задач, связанных с управлением техническими активами. К ним относятся графовые полумарковские методы расчета и прогнозирования функциональной безопасности объектов транспорта, матричный метод оценивания рисков объектов, матричный метод интегральной оценки рисков систем, метод контрольно-оценочных карт, метод поддержки принятия решения по продлению срока службы объекта, основанные на оценках рисков рас-четно — балльные методы оценки деятельности подразделений. На основе методологии УРРАН разработана нормативно- методическая база, которая включает около 150 документов (ГОСТы, ГОСТ Р, СТО РЖД, классификаторы и др.), регулирующих различные аспекты управления активами и деятельности филиалов.
Методические материалы и нормативные документы системы УРРАН предназначены для управления техническими активами крупных многофункциональных организаций. Они базируются на ключевых положениях теории систем. являются их дальнейшим развитием в направлении взвешенного н основе оценки рисков адаптивного управления как структурой системы, так и реализуемыми в ней функциями и процессами.
Список литературы
1. Замышляев А.М. Опыт европейских железнодорожных компаний в управлении надежностью и безопасностью технических активов на основе современных цифровых технологий. // Надежность. - 2020. - № 20(3). - С. 27-33. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2020-20-3-27-33.
2. ГОСТ Р 55.0.01-2014/ИСО 55000:2014.Управление активами.
3. IEC 62278(2002) Железные дороги. Технические условия и демонстрация надежности, эксплуатационной готовности, ремонтопригодности и безопасности (RAMS).
4. Шубинский И.Б., Замышляев А.М. Упраление техническими активами железнодорожного транспорта. - М.: ВИНИТИ РАН, 2021. - 248 с.
5. Гапанович В.А., Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н., Замышляев А.М. Система адаптивного управления техническим содержанием инфраструктуры железнодорожного транспорта (проект УРРАН). // Надежность. - 2015. - № 2. - С. 4-22. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2015-0-2-4-22.
6. Shubinskiy I.B., Baranov L.A., Zamyshliaev A.M. On the Calculation of Functional Safety Parameters of Technical Systems. // International Journal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. - 2020. - Pp. 1-11.
7. Шубинский И.Б., Замышляев А.М., Проневич О.Б. Графовый метод оценки производственной безопасности на объектах железнодорожного транспорта. // Надежность. - 2017. - № 17(1). - С. 40-45. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-1-40-45.
8. Шубинский И.Б., Новожилов Е.О. Метод нормирования показателей надежности объектов железнодорожного транспорта. // Надежность. - 2019. - № 19(4). -С. 17-23. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-4-17-23.
9. Новожилов Е.О. Принцип построения матриц рисков. // Надежность. - 2015.
- № 3. - С. 73-86. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2015-0-3-73-86.
10. Gapanovich V.A., Shubinsky I. B., Rosenberg I.N., Zamyshlyaev A.M. Estimation of risks related to the functioning of railway telecommunication. // International Journal of System Assurance Engineering and Management. - 2019. - №10. - Pp. 37-44.
11. Гапанович В.А., Шубинский И.Б., Замышляев А.М. Метод оценки рисков системы из разнотипных элементов. // Надежность. - 2016. № 16(2). - С. 49-53. -DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2016-16-2-49-53.
12. Ермаков А.О. Определение предельного состояния объектов железнодорожной техники. // Надежность. - 2014. - № 3. - С. 123-136. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2014-0-3-123-136.
13. Замышляев А.М. Предпосылки для создания цифровой системы управления безопасностью движения. // Надежность. - 2019. - № 19(4). - С. 45-52. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-4-45-52.
14. Шубинский И.Б., Замышляев А.М., Проневич О.Б., Игнатов А.Н., Платонов Е.Н. Применение методов машинного обучения для прогнозирования опасных отказов объектов железнодорожного пути. // Надежность. - 2020. - № 20(2). - С. 4353. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2020-20-2-43-53.
15. Замышляев А.М., Шубинский И.Б. Развитие проекта УРРАН - построение системы управления техническими активами. // Железнодорожный транспорт. - 2019.
- № 12. - С. 19-27.
16. Бубликова М.А., Хохлов И.П. Информационное обеспечение системы управления техническими активами на железнодорожном транспорте. // Надежность. - 2021. - № 21(1). - С. 55-64. - DOI: https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-1-55-64.
