Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

кр2 безопасность движения

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
202.52 Кб
Скачать

5

Пример расчета.

Исходные данные:

Обозначение

 

 

 

 

 

 

 

Наименование показателя

 

Значение

показателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

показателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интенсивность использования элемента

4,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОИ, 1/ч

 

 

 

 

Tи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средняя длительность

использования

0,068

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элемента ОИ, ч

 

 

 

 

λ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интенсивность

отказов

элемента ОИ,

0,6509

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-5 1/ч

 

 

 

 

µ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интенсивность

 

восстановления

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элемента ОИ после отказа, 1/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средняя стоимость одного часа простоя

3,393

 

пс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поезда, тыс. руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средняя

стоимость

одной

0,12746

 

оп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дополнительной остановки поезда, тыс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

руб.

 

 

 

 

 

 

Т р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расчётный период, ч

 

 

26280

nэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

количество элементов ОИ

 

157

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент,

учитывающий

долю

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опасных отказов ОИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень тяжести последствий при

критический

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нарушении безопасности движения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поездов

 

 

 

 

 

 

 

Согласно методам теории массового обслуживания определяется

параметр T1 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ =

1

 

=

 

1

 

=14,71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Ти

 

 

 

0,068

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

=

λ1

 

=

4,17

 

= 0,28

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ1

 

 

 

 

14,71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

2

 

 

 

 

 

 

0,6509 105

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

= 0,59 105

 

 

 

 

 

 

2

µ2

 

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ1 = ρ1 + ρ2 = 0,28 + 0,59 105 = 0,280006

σ2 = ρ2 = 0,59 105

6

x1 = Tи = 0,068

x2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1σ

 

)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 / 2 + λ

 

x2

 

 

 

 

T (λ ) =

 

x

1

2

/ 2

=

 

 

 

1

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

(1σ1 ) (1σ2 )

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,068 (10,280006)+ 4,17 0/ 2 + 0,6509 10

5 0/ 2

= 0,068000401ч

 

 

 

 

(1

0,280006) (10,59 105 )

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее число простаивающих поездов определяется как:

N1(λ2 )= λ1 T1(λ2 )= 4,17 0,068000401 = 0,283561673

Окончательно, среднее число N1 и время дополнительных остановок поездов T1 , [ч] вследствие отказов элемента ОИ определяются по

формулам:

 

 

 

 

(1σ

 

)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

/ 2 + λ

 

x2

 

 

 

T (0) =

x

1

2

/ 2

=

1

 

 

1

1

 

 

2

 

 

 

 

(1σ1 ) (1

σ 2 )

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,068 (10,28)+ 4,17 0/ 2 + 0 0/ 2

= 0,068ч

 

 

 

 

 

(10,28) (10)

 

 

 

 

 

 

T1 = T1(λ2 )T1(0)= 0,0680004010,068 = 0,000000401ч

N1 (0)= λ1 T1 (0)= 4,17 0,068 = 0,28356

N1 = N1(λ2 )N1(0)= 0,283561673 0,28356 = 0,000001673

Суммарный ущерб от отказов ОИ вследствие простоя поездов за расчётный период CT [тыс. руб.] вычисляют по формуле:

CT = Cупс Т1 n nэ = 3,393 0,000000401 109588 157 = = 23,40943тыс.руб.

Суммарный ущерб от отказов ОИ вследствие дополнительных остановок поездов за расчётный период CN [тыс. руб.] вычисляют по формуле:

7

CN = Cуоп N1 n nэ = 0,12746 0,000001673 109588 157 = = 3,66887 тыс.руб.

Суммарный ущерб по ОИ составляет:

Cсум = СT + CN = 23,40943 + 3,66887 = 27,0783тыс.руб.

Значения вероятностей состояний НЗЭО определяется по

следующим формулам:

– вероятность использования элемента ОИ:

c

 

= −

 

 

 

 

λ

2

 

 

 

 

= −

 

0,6509 105

 

 

 

= −0,5917 105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

λ

2

+ µ

2

 

 

0,6509 105 +1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с0

= 1

 

 

 

 

 

 

µ2 (λ2 + µ1 )

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

(µ2 µ1 ) λ2

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

(λ2 + µ2 ) (λ1 + λ2 + µ1 )

 

(λ1 + µ1 µ2 ) (λ2 + µ2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1 (0,6509 105 +14,71)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1(0,6509 105 +1,1)

(4,17 + 0,6509 105 +14,71)+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

(1,114,71) 0,6509 105

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4,17 +14,711,1)

(0,6509 105

+1,1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 10,779126821 0,000004529 = 0,22086865

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ1 µ2

 

 

 

 

 

 

 

 

(µ2 µ1 ) с2

 

 

e(λ2 +µ1 )Tр

с

 

e(λ1 +λ2 +µ1 )Tр c

 

e(λ2 +µ2 )Tр =

(λ

 

+

 

µ

 

)

(λ

 

+ λ

 

 

+

µ

 

)

 

 

)

 

 

 

1

 

2

 

2

 

2

1

 

(λ

 

+

µ

1

µ

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,17 1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (0,6509 105 +1,1) (4,17 + 0,6509 105 +14,71)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,1+14,71) 0,5917 105

e(0,6509 105 +14,71)1095

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4,17 +14,711,1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,22086865 e(4,17+0,6509 105 +14,71)1095

+ 0,5917 105 e(0,6509 105 +1,1)1095

=

 

 

 

 

= 0,220867261 0 0 0 = 0,220867261

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– вероятность отказа элемента ОИ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(λ2 +

µ2 )Tр

 

 

 

 

0,6509 105

 

 

 

 

 

5

 

(0,6509 10

5 +1,1)1095

 

 

 

 

P

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ c

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5917 10

 

e

 

 

 

=

 

 

 

 

λ

 

 

+

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6509 105 +1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,5917 105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность риска по безотказности для ОИ:

8

PОИ = P1 P2 = 0,5917 105 0,220867261 = 0,1307 105

Вывод: определены показатель для оценки вероятности риска по

безотказности

для

ОИ

Cсум

= 27,0783тыс.руб.

и

показатель,

характеризующий последствия

риска по безотказности

для ОИ

P = 0,1307 105

. Полученные показатели используются при анализе риска

ОИ

 

 

 

 

 

 

по безотказности для ОИ на различных этапах жизненного цикла с помощью матриц риска. В табл. 11 приведена матрица рисков ОИ. Согласно данной матрице уровень риска функционирования ОИ соответствует уровню К1.

Вероятность возникновения ситуации приводящей к риску маловероятна, но

возможна. Можно предположить, что данная ситуация может возникнуть в

исключительном случае. Возможны незначительные потери. Данный риск

считается не принимаемым в расчет (приемлем без согласия ОАО «РЖД»).

1

Таблица 11 – Матрица риска по безотказности для ОИ

Вероятность риска

 

Уровни тяжести последствий (величина ущерба)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< 50 тыс. руб.

50 – 200 тыс.

200 – 4000 тыс.

4000 – 20000 тыс.

> 20000 тыс.

 

 

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

незначительный

серьёзный

критический

катастрофический

бедственный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Частое

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9 ≤ PОИ ≤ 1

Ч1

Ч2

Ч3

 

Ч4

 

Ч5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1 ≤ PОИ < 0,9

Вероят-

В1

В2

В3

В4

 

В5

 

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-3 ≤ PОИ < 0,1

Случай-

 

 

 

 

 

 

 

 

С1

С2

С3

С4

С5

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-5 ≤ PОИ < 10-3

Редкое

Р1

Р2

Р3

Р4

Р5

 

 

 

 

 

 

 

10-7 ≤ PОИ < 10-5

Крайне

 

 

 

 

 

 

 

 

К1 (ОИ)

К2

К3

К4

К5

 

редкое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PОИ < 10-7

Мало-

М1

М2

М3

М4

М5

 

вероятн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Определение риска по безопасности для ОИ основывается на теории случайных импульсных потоков. Интенсивность отказов ОИ, которые могу привести к нарушению безопасности движения поездов, определяется по формуле:

λоп2 = k λ2 = 0,01 0,6509 105 = 0,6509 107 1/ч, Средняя длительность активного состояния ОИ:

τ А = Tи = 0,068 ч,

Средняя длительность пассивного состояния ОИ:

τ П =1λ1 =1/4,17 = 0,2398 ч, Средняя длительность соответственно опасного и неопасного состояний

ОИ:

τО = kµ2 = 0,01/1,1= 0,009091ч,

τН =1λоп2 =1/0,6509 107 =1,5363 107 ч,

Математическое ожидание длительности совпадения активных и опасных состояний ОИ равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

А τ

О

=

0,068 0,009091

= 0,00802,

τ

 

=

 

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

+τ

 

 

 

АО

 

 

 

 

 

 

 

0,068+ 0,009091

 

 

τ

А

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднюю интенсивность перехода ОИ в активное опасное состояние можно определить по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О +τ

А

 

 

 

 

 

0,009091+ 0,068

 

µ

 

=

 

 

 

τ

 

 

 

 

=

 

=1,6302681 108 1/ч,

АО

 

 

 

+τ

 

 

 

 

 

 

 

+τ

 

 

 

+ 0,2398)(0,009091+1,5363 107 )

 

 

(τ

А

П

)(τ

О

Н

) (0,068

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднюю

 

 

 

длительность

совокупности следующих

состояний ОИ:

пассивного опасного, активного неопасного и пассивного неопасного можно определить по формуле:

τ

 

=

1

-τ

 

=

 

1

- 0,00802 = 6,13396 107 ч,

ПН

 

µ

АО

АО

1,6302681 108

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

При

допущении о

том,

что случайная величина τ ПН распределена

по

экспоненциальному

закону,

параметр закона распределения

τ ПН

можно

определить как:

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

=

 

 

1

 

=

1

 

=1,6302682 108 1/ч,

 

 

 

ПН

τ

ПН

6,13396 107

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За

расчётное

время

Т р

вероятность возникновения риска

для

ОИ

по

безопасности при движении поездов определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

А τ

О

 

 

 

РАО =

 

 

τ

 

 

 

(τ

А

+τ

П

)(τ

О

+τ

Н

)

 

 

 

 

 

 

 

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

А τ

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

λПН Тр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-е

 

)=

 

(τ А

+τП )(τО

+τ

 

 

 

Н )

 

 

 

0,068 0,009091

 

 

 

 

0,068 0,009091

 

 

 

 

 

=

 

 

 

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

7

 

 

(0,068 + 0,2398)(0,009091+1,5363 10

)

 

 

(0,068 + 0,2398)(0,009091+

1,5363 10

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

(1- е1,6302682108 26280 )= 4,28 104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 12 приведена матрица рисков по безопасности для ОИ. Согласно

данной матрице уровень риска для ОИ соответствует Р3.

1

Таблица 12 – Матрица риска по безопасности для ОИ

 

Вероятность риска

 

Уровни тяжести последствий (величина ущерба)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

незначительный

серьёзный

критический

катастрофический

бедственный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9 ≤ PОИ ≤ 1

Частое

Ч1

Ч2

Ч3

Ч4

Ч5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1 ≤ PОИ < 0,9

Вероят-

В1

В2

В3

В4

В5

 

 

 

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-3

≤ PОИ < 0,1

Случай-

С1

С2

С3

С4

С5

 

 

 

 

ное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-5

≤ PОИ < 10-3

Редкое

 

 

 

 

 

 

Р1

Р2

Р3 (ОИ)

Р4

Р5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-7

≤ PОИ < 10-5

Крайне

К1

К2

К3

К4

К5

 

 

 

 

редкое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PОИ < 10-7

Мало-

 

 

 

 

 

 

М1

М2

М3

М4

М5

 

 

 

 

вероятн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ое