авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Повышение безопасности железнодорожных перевозок опасных грузов с учётом взаимодействия с другими видами транспорта и окружающей средой

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Мартынюк Игорь Владимирович

Повышение безопасности железнодорожных перевозок опасных грузов с учётом взаимодействия с другими видами транспорта и окружающей средой

Специальность: 05.22.01 – Транспортные и транспортно-технологические

системы страны, её регионов и городов,

организация производства на транспорте.

Автореферат на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ростов-на-Дону – 2007

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Гуда Александр Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Козубенко Владимир Григорьевич (РГУПС)

доктор технических наук, профессор

Медведев Владимир Ильич

(Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС)

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский

институт железнодорожного транспорта

(ФГУП ВНИИЖТ МПС России, г. Москва)

Защита состоится 2 июля 2007 г. в 16 00 часов на заседании диссертационного совета Д 218.010.01 при Ростовском государственном университете путей сообщения по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « 1 » июня 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 218.010.01 доктор

технических наук, профессор В. А. Соломин

ЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Актуальность разработки и внедрения методов повышения безопасности железнодорожных перевозок опасных грузов (ОГ) и мероприятий, направленных на снижение различных ущербов от транспортных происшествий, обусловлена значительным износом основных производственных фондов, интенсификацией перевозочного процесса, прогрессирующим усложнением среды движения с точки зрения потенциальной опасности, а также изменениями условий работы железнодорожного транспорта, связанными с технологическим и организационным реформированием отрасли. Прирост грузооборота в 2006 году составил 4,3%, а прирост объема перевозок ОГ за этот же год возрос более чем на 6%.

Несмотря на существенное снижение за последние годы числа крушений и аварий на железных дорогах, количество браков в работе, аварийных ситуаций и инцидентов с ОГ практически не снижается, сохраняются риски возникновения транспортных происшествий при перевозке ОГ.

На сегодняшний день можно отметить, что в отечественной и зарубежной практике не существует окончательно сформировавшихся научных основ обеспечения безопасности транспортных систем, людей и окружающей среды по критериям риска. Вместе с тем практикой ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) в России и в других странах достоверно подтверждено, что затраты на ликвидацию последствий ЧС многократно превышают затраты на их предупреждение.

Объектом исследования являются железнодорожные перевозки ОГ с учётом их взаимодействия с автомобильным, трубопроводным транспортом и окружающей средой на маршрутах движения составов и в зоне действия припортовых железнодорожных станций.

Предметом исследования является обеспечение безопасности перевозок ОГ на основе снижения рисков и смягчения последствий от возникновения транспортных происшествий на маршрутах следования составов, в условиях их взаимодействия с другими видами транспорта и окружающей средой.

Целью исследования является разработка и обоснование технологических мероприятий по организации перевозки ОГ, направленных на снижение ущербов от возникновения вероятных транспортных происшествий на маршрутах следования составов с ОГ и в крупных железнодорожных узлах, повышение безопасности железнодорожных перевозок ОГ во взаимодействии с другими видами транспорта и окружающей средой.

Задачи исследования:

- разработать методологию оценки риска возникновения транспортных происшествий и экономических ущербов от них для железнодорожного транспорта и конкретных маршрутов перевозки ОГ;

- сформировать схемы вариантных расчётов последствий возможных ЧС с их отображением на картографической основе программными средствами геоинформационных (ГИС) технологий. Разработать математическую модель при пожаре разлива нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо) для припортовой станции;

- разработать электронные карты фонового уровня комплексного природно-техногенного риска вдоль основных маршрутов следования грузовых составов по железнодорожной транспортной сети;

- получить и систематизировать результаты оценки рисков возникновения аварийных ситуаций и ущербов от них при перевозке взрывчатых материалов (ВМ) и нефтепродуктов по маршрутам следования для сети железных дорог с учётом наличия взаимодействия в местах опасных пересечений с автомобильными дорогами на переездах и системами трубопроводного транспорта;

- разработать и обосновать технические, технологические и управленческие решения по условиям сравнительного выбора приемлемых по показателям риска маршрутов движения составов с ОГ и обходов железнодорожных станций и узлов, расположенных в черте крупных населённых пунктов.

Методы исследования. В теоретических исследованиях и численных экспериментах использованы методы статистического анализа, теории вероятности, математической статистики, методы экспертных оценок, математического анализа, математического моделирования, оптимизации и теории принятия решений.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

- разработана методология оценки рисков возникновения транспортных происшествий и экономических ущербов от них для железнодорожного транспорта и конкретных маршрутов перевозки ОГ;

- разработана математическая модель для припортовой станции массовой переработки нефтеналивных грузов и её программная реализация, позволяющая получать вариантные расчёты последствий в динамике развития возможных сценариев при пожаре разлива. Решена задача по определению массы и площади пожаровзрывоопасного пятна разлива легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) при постоянных и переменных скоростях инфильтрации в различные подстилающие поверхности рабочих зон станционной территории;

- разработан новый подход и выполнена комплексная оценка рисков от воздействия природных (сейсмологические, штормы и смерчи, лавины и сели) и техногенных факторов опасности на возникновение крушений по сети железных дорог;

- впервые, с учётом взаимодействия с другими видами транспорта (автомобильный, трубопроводный), определены наиболее интенсивные направления и выполнена оценка рисков возникновения транспортных происшествий (крушения, аварии) и ущербов от них при перевозке нефтепродуктов и ВМ.

Практическая ценность работы заключается в получении количественных оценок природно-техногенных рисков и ущербов от возникновения транспортных происшествий с ОГ для сети путей сообщения, позволяющих при управлении перевозками ОГ сформировать наиболее безопасные маршруты следования поездов, а также выработать рекомендации по совершенствованию технологической работы транспортных узлов с целью снижения рисков от транзитного проследования составов с нефтепродуктами и вагонов с ВМ.

Разработанная модель и программное обеспечение для определения последствий, в динамике развития пожара нефтепродуктов, для инфраструктуры припортовой железнодорожной станции, персонала, населения, прилегающих жилых и производственных объектов позволяет в дальнейшем принять рациональные меры оперативного реагирования и снизить ущербы окружающей среде при ликвидации последствий конкретной ЧС.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанная методология и результаты оценки рисков возникновения ЧС на железнодорожном транспорте использованы в системе МЧС России при подготовке программных средств с целью оценки индивидуального, социального и экономического рисков и построения карт комплексного риска для территорий Российской Федерации от ЧС природного и техногенного характера.

Программное обеспечение «Spill Oil», моделирующее последствия при пожаре разлива нефтепродуктов на территории припортовой станции Туапсе установлено на рабочем месте ревизора по опасным грузам Северо-Кавказской железной дороги и внедрено в опытную эксплуатацию.

Положения диссертации по повышению безопасности при перевозке нефтепродуктов и ВМ включены в рекомендации по уточнению маршрутов пропуска транзитных вагонов с ОГ в обход Московского железнодорожного узла (Указание МПС РФ от 25.08.97г. № Г-1036у), которые поддержаны и используются Департаментом безопасности движения ОАО «Российские железные дороги».

Основные положения, выносимые на защиту:

- методология оценки риска возникновения транспортных происшествий на маршрутах перевозки ОГ и экономических ущербов от них с учётом взаимодействия с другими видами транспорта и окружающей средой;

- модель последствий пожара при разливе нефтеналивных ОГ на припортовой железнодорожной станции и её программная реализация;

- метод комплексной оценки природных и техногенных рисков возникновения крушений для сети железных дорог;

- научно обоснованные технические, технологические и управленческие решения по условиям сравнительного выбора приемлемых по показателям риска маршрутов движения составов с ОГ и обходов железнодорожных станций и узлов, расположенных в черте крупных населённых пунктов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Шестой Международной научно-практической конференции «Информационные технологии на железнодорожном транспорте» (Сочи, 2001 г.), на Шестой Всероссийской научно-практической конференции МЧС России «Управление рисками чрезвычайных ситуаций» (Москва, 2001 г.), научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов» (Москва, 2002, 2003, 2005, 2006 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2006» (Ростов-на-Дону, 2006 г.), на Пятой Юбилейной Международной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2007» (Сочи, 2007 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 научных статьях и 6 тезисах докладов.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и 11 приложений. Диссертация изложена на 154 стр. основного текста, содержит 71 рисунок, 36 таблиц. Библиография содержит 79 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, степень ее научной разработанности, определяются цели, задачи, объект и предмет исследования, методологические основы его проведения. Во введении также отражены научная новизна выполненного научного исследования и практическая значимость работы.

В первой главе «Теоретические и нормативные основы обеспечения безопасности процессов на железнодорожном транспорте» выявлено, что существующая директивная и затратная система обеспечения «абсолютной» безопасности движения поездов в условиях рыночной экономики, новых стратегических целей развития ОАО «РЖД», последних изменений в нормативно-законодательной базе регулирования безопасности практически исчерпала свои возможности на дальнейшую перспективу. Обеспечение достигнутого к настоящему времени уровня безопасности осуществляется в определенной степени за счет интенсификации эксплуатации ремонтной базы, роста числа неплановых ремонтов подвижного состава, содержания больших штатов дефектоскопистов. Сохранение стабильного положения и переход к обеспечению гарантированного уровня безопасности движения при перевозках должны базироваться на концепции «приемлемого» риска.

Показана необходимость гармонизации отраслевой терминологии в градации транспортных происшествий различной степени тяжести и общегосударственной системы понятий «чрезвычайное происшествие данного уровня», используемое в системе МЧС России. Поиск обоснованного компромисса в позициях является здесь настоятельной необходимостью с точки зрения адекватной оценки показателей рисков как возникновения ЧС, так и ожидаемого ущерба от них. Обнаружены противоречия и несоответствия в формулировках понятийного аппарата в области анализа риска на железнодорожном транспорте. Предложены основные требования к терминологическому аппарату понятий риска.

Весомый вклад в формирование понятийного аппарата и разработку основ методологии оценки рисков в целом и от возникновения транспортных происшествий при железнодорожных перевозках опасных грузов, в частности, внесли учёные: В.Н. Андросюк, А.Г. Базазьян, А.Л. Кармолин, А.В. Костров,

Л.Н. Косарев, В.А Котляревский, В.Г. Иноземцев, В.М. Лисенков, В.И. Медведев, Б.Л. Недорчук, А.М. Островский, Ю.В. Пузанов, В.М. Рудановский, И.С. Таубкин, Л.Э. Шейнкман и др. За рубежом развитие этого направления связывают с именами A.E. Green, A.J. Bourne, R.E Barlow, H. Kumamoto, F.N. Proschan, E.J. Henly.

Выполнен анализ трёх основных концептуальных подходов к определению безопасности. Показано, что в последние годы, благодаря интенсивному развитию фундаментальных наук (математики, теории вероятностей, статистики и др.), возникли объективные предпосылки для создания методов измерения опасности на основе введения соответствующей меры.

Выделены основные этапы исследования аварийности и оценки риска возникновения ЧС, включающие:

- выявление факторов риска возникновения ЧС;

- оценку обстоятельств и частоты их возникновения;

- изучение характера и последствий аварий и (или) ЧС.

Системный подход к рассматриваемой проблеме оценки и управления риском возникновения транспортных происшествий, в частности, при реализации технологического процесса перевозки ОГ по сети железных дорог предполагает решение двухэтапной задачи стохастического программирования:

- разработку методов количественной оценки уровня риска возникновения нарушений безопасности движения на железнодорожном транспорте;

- разработку математических моделей последствий аварийных ситуаций на железнодорожном транспорте и выбор рациональных мероприятий по снижению риска их возникновения и размеров ущерба от уже наступившей ЧС.

Классификация показателей опасности возникновения нарушений безопасности движения на железнодорожном транспорте должна соответствовать именно такой декомпозиции поставленной задачи, включая две взаимосвязанных группы показателей опасности, характеризующих последствия аварий (материальный и социальный ущерб) и вероятностные показатели её реализуемости (вероятность аварии вследствие действия некоторого фактора риска).

Установлено, что по имеющейся статистической информации о крушениях и авариях поездов реально возможно оценить только соответствие показателей состояния безопасности движения поездов экспоненциальному или пуассоновскому закону распределения с постоянной и переменной интенсивностью событий.

Показано, что при подготовке дорожных и сетевых планов формирования грузовых поездов, регламентирующих маршруты следования составов, в частности, под перевозку ОГ, не принимается во внимание обоснование значений показателей безопасности движения с использованием методологии анализа природно-техногенного риска. Таким образом, на сегодняшний день отсутствуют условия для обоснованного сравнительного выбора приемлемых по показателям риска маршрутов, зачастую пролегающих по густонаселённым территориям.

Поставлены задачи по совершенствованию методологии и ускорению получения оценок риска возникновения транспортных происшествий и экономических ущербов от них для сети железных дорог, отдельных территорий и конкретных маршрутов перевозки ОГ с учётом имеющихся опасных пересечений с трубопроводным и автомобильным транспортом, наличием сопредельной производственной и городской застройки (в частности, в зоне припортовых станций массовой перевалки нефтеналивных грузов), а также различных факторов природной опасноcти.

По результатам анализа научно-исследовательских работ в этой области сформулированы основные задачи исследования по снижению рисков возникновения транспортных происшествий на маршрутах следования составов с ОГ.

Во второй главе «Методологическое и математическое обеспечение установления, оценки и прогнозирования рисков в транспортных процессах» показано, что научная база определения основных количественных показателей риска строится на основе статистической модели безопасности перевозок железнодорожным транспортом и статистического обоснования типа потока случайных событий. Это позволяет выбрать конкретную модель, описывающую состояние безопасности движения посредством получения количественных оценок показателей риска.

Предложено рассматривать систему статистических данных о крушениях и авариях, маркированную по времени, в формате итоговых просуммированных данных по годам, как одну реализацию некоего абстрактного пуассоновского процесса. Возможно также рассмотрение потока опасных событий как пуассоновского потока случайных событий с переменной интенсивностью, если речь идет о значительном промежутке времени. Предложено в качестве вспомогательной задачи рассматривать статистическую модель безопасности движения поездов на ограниченном отрезке времени (год), как стационарный пуассоновский поток событий, для которого вероятность того, что на отрезке времени длины наступит ровно k событий:

{(t,) = k}= ak e-a/ k!, (1)

где (t,) – функция количества случайных опасных событий; k – количество опасных случайных событий на протяжении рассматриваемого времени;

a= – параметр; – интенсивность потока опасных событий; – рассматриваемый интервал времени.

Основанием для применения такого подхода является то, что поток опасных событий при перевозках железнодорожным транспортом укладывается в рамки понятий теории случайных процессов. Кроме того, в пользу возможностей использования такой модели говорит то, что базовые показатели аварийности: количество крушений, количество сходов, столкновений, случаев брака являются характеристиками потоков с применением к ним процедуры случайного прореживания (как отражение процедуры контроля и исключения браков в процессе перевозок).



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.