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:     | 1 || 3 |

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

-- [ Страница 2 ] --

Следует отметить также, что общий поток опасных событий на железнодорожном транспорте складывается из частных потоков случайных событий по ряду причинных факторов по ряду дорог в составе ОАО «РЖД» в связи с чем возможно использование того фундаментального факта теории потоков, что сумма независимых пуассоновских потоков является также пуассоновским потоком.

Приведены основные требования к терминологическому аппарату понятий риска:

  1. соответствие выбранной модели, описывающей состояние безопасности и риска;
  2. непротиворечивость и полнота набора понятий;
  3. соответствие концепции «приемлемого риска».

Необходимость удовлетворения первому требованию вытекает из того, что понятийный аппарат должен соответствовать существующим и будущим возможностям собираемой с 1992 г. статистики по случаям нарушений безопасности движения поездов. В противном случае будем иметь аппарат, не позволяющий построить адекватное представление о состоянии безопасности при перевозке ОГ, вносящий постоянную и трудно оцениваемую погрешность в итоговые значения рисков. Удовлетворение этого требования осуществляется подведением научной базы определения основных количественных показателей риска. Необходимость удовлетворения второго требования очевидна, а последнего связана с действием железнодорожной транспортной системы (ЖТС) в рамках концепции устойчивого развития, принятой государством.

Обосновано включение в ряд понятий описывающих риск понятия «временная» частота событий (или интенсивность, частота) на заданном промежутке времени.

Показано, что одним из общих определений, наиболее близко соответствующим требованиям гармонизации понятийного аппарата для оценки рисков железнодорожных перевозок является определение риска принятое в теории управления в социально-экономических системах. Последнее учитывает временной интервал и подтверждает необходимость учета вероятности возникновения опасного события и частоты опасных событий (интенсивности).

Предложены пути устранения противоречий и конкретные изменения в терминологии и определениях количественных показателей рисков и ущербов. Сформулированы основные понятия: «риск ущерба», под которым понимается математическое ожидание нормированных потерь на заданном промежутке времени, и «риск возникновения транспортного происшествия» определённым как средняя вероятность возникновения транспортного происшествия в одной поездке на рассматриваемом интервале времени.

Показана ограниченность использования отраслевых стандартов организации СТО РЖД 1.02.001 - 1.02.012-2006 серии «Безопасность железнодорожных перевозок» для отдельных полигонов движения поездов.

Подготовлена номенклатура показателей безопасности движения, используемая для расчётов фактических и прогнозируемых рисков перевозки ОГ.

В третьей главе «Разработка схем расчёта рисков и ущербов при перевозке опасных грузов по сети, территориям и отдельным маршрутам железных дорог» рассмотрены особенности применения критериев сравнения рисков при различных вариантах действий по уменьшению риска возникновения самого аварийного события при перевозке ВМ и ожидаемого ущерба социальной составляющей и инфраструктуре. Показано, что меры защиты и предупреждения по гарантированному снижению интенсивности аварийных событий до допустимых значений должны выбираться с тройным запасом. Предложено проводить сравнение рисков по критерию математического ожидания ущерба.

В дополнение к традиционному подходу в оценках риска, основанному на учёте полной информации о законах распределения случайных величин, участвующих в процессе оценки (интенсивность неблагоприятных событий, величина ущерба) и их параметров, предложено рассматривать способы и тактику (варианты противодействия) отрасли по уменьшению риска возникновения нарушений безопасности движения поездов.

Разработаны алгоритмы расчёта рисков при перевозке ОГ по сети, территориям (отдельным железным дорогам) и маршрутам следования составов с учётом внутренних и внешних, по отношению к ЖТС, факторов опасности.

Оценка риска возникновения крушения при перевозке ОГ:

Rm= Plm /Qm, (2)

где P1m – распределение (интегральное) Пуассона для рассчитанной интенсивности на данной территории c порядковым номером m; Qm – количество поездов с ОГ за год для территории c порядковым номером m.

Оценка риска перевозки ОГ по заданным маршрутам:

Rw = R1 + R2 + R3, (3)

где R1 – риск ущерба, связанный со сбоями в работе железнодорожного транспорта, перевозящего ОГ; R2 – риск ущерба, связанный со сбоями в работе продуктопроводов c возможным образованием факторов поражающего действия; R3 – риск ущерба, связанный с наличием пересечений с автомагистралями c возможным нарушением правил дорожно-транспортного движения.

Риск материального ущерба, связанный со сбоями в работе железнодорожного транспорта:

R1 = r• Qм•(1/L)•Wм (i) dl, (4)

где r – риск крушения для одного поезда; Qм – годовое количество отправок ОГ (полных составов с ОГ) по маршруту; L –длина маршрута; Wм (i) – функция ущерба маршрута.

Риск ущерба, связанный со сбоями в работе продуктопроводов:

R2 = rпр * rq1 *Wj(2), (5)

где rпр – риск сбоя продуктопровода с возникновением источника возгорания или детонации; rq1 - вероятность нахождения состава с ОГ в зоне детонации или возгорания продуктов, вытекших из продуктопровода; Wj(2)–функция распределения ущерба, связанная со сбоями продуктопроводов в точках пересечения с железнодорожным полотном, определяемая по объему вытекшего и/или возгоревшегося (взорвавшегося) продукта в зоне аварии.

Риск ущерба, связанный с прохождением пересечений с автомагистралями:

R3 = rп *Wj(3), (6)

где rп – вероятность аварии на переезде с участием состава с ОГ; Wj(3) – функция распределения ущерба при ДТП на переезде.

Для снижения ущербов от возникновения вероятных пожаров при разливе нефтепродуктов, при утечках и повреждении нефтеналивных цистерн, в частности, на припортовых железнодорожных станциях, где осуществляется их массовая перевалка на танкерный флот водного транспорта, необходима разработка советующих систем (систем поддержки принятия управляющих решений) по ликвидации последствий аварий.

Учитывая относительно небольшое время для выбора рационального решения и большой объём сопутствующей информации (местоположение источника возгорания на станции, подвижной состав на соседних путях, прилегающие производственные объекты и жилая застройка, их населённость и пожарные характеристики, тактико-технические данные пожарных поездов, пути эвакуации и т.д.) целесообразно автоматизировать процесс её сбора и обработки. При обработке информации несомненный интерес будет представлять и прогноз динамики развития аварийной ситуации, например, последствий пожара разлива нефтепродуктов с отображением геометрии и размеров пятна пожара разлива и перечисленной выше сопутствующей информации средствами технологий геоинформационных систем на карте с нанесёнными объектами станционной инфраструктуры и прилегающей территории городской застройки. Данные такого прогноза позволят снизить негативное воздействие на окружающую среду (загрязнение воздуха и почвы) припортовой станции за счёт более оперативного реагирования на развитие аварийной ситуации.

Для решения поставленной задачи предложена математическая модель аварийного разлива нефтепродуктов (бензин, сырая нефть, дизельное топливо). Модель реализует алгоритм вариантных расчетов геометрических размеров зон разлива и масс веществ в пятне разлива для различных степеней разгерметизации вагонов-цистерн с истечением опасного содержимого на различные подстилающие поверхности (гравий, бетон, песок, земля) с учётом специфики распространения пожара разлива на железнодорожных путях.

Предложено решение задачи по определению объема ЛВЖ на поверхности для переменной скорости инфильтрации.

Количество инфильтрата определяется интегралом:

, (7) где v(t,у) = v·exp[-k(t-t1(y))] – описывает переменную скорость инфильтрации ЛВЖ; – элемент площади (dS); k – коэффициент снижения скорости инфильтрации ЛВЖ; t1 – время достижения пятном разлива точки у; t – время (длительность) разлива в точке истока; у – точка внутри площади разлива S..

Неизвестной величиной является , которая определяется через – приращение площади разлива в момент времени t. Она определяется из уравнения баланса для скорости изменения объема жидкости на поверхности в момент времени t:

- , (8)

где Vs – объем ЛВЖ на поверхности; M – масса вытекающей ЛВЖ;

– плотность ЛВЖ.

В четвёртой главе «Электронные карты фонового уровня комплексного природно-техногенного риска вдоль основных маршрутов движения составов с опасными грузами по сети железных дорог» предложена методология перерасчёта интенсивностей факторов природных опасностей в оценки риска крушений при железнодорожных перевозках. При анализе природных и техногенных рисков учитывалась степень загруженности железнодорожных линий (грузонапряжённость).

В части природного риска рассматривалось воздействие следующих факторов опасности окружающей среды:

- сейсмологические;

- штормов и смерчей для прибрежных районов страны;

- лавин и селей.

Необходимость учёта именно этих видов природных опасностей связана со спецификой работы железнодорожного транспорта, при которой повреждения инфраструктуры своевременно идентифицируются и движение на опасных участках перекрывается. С точки зрения сохранения безопасности движения указанные плохо прогнозируемые быстротекущие процессы несут основную опасность.

В части техногенных рисков для построения карты использовались отраслевые данные по аварийности, собранные на предыдущих этапах исследования.

Техногенные риски включают в себя:

- риски крушений и аварий по причинам ненормативного состояния элементов инфраструктуры ЖТС;

- риски от наличия взаимодействия при пересечениях с магистралями трубопроводного транспорта;

- риски от от наличия взаимодействия при пересечениях с автомобильными магистралями и дорогами на переездах.

Расчет сейсмического риска возникновения крушения:

RпL= [ (A)*PcA*РскА + (B)* PcB *РскВ + (С)* PcC *РскС]*F(I), (9)

где F(I) – функция от интенсивности движения, определяющая вероятность нахождения подвижного состава в зоне землетрясения рассматриваемой балльности;

F (I) = (Lз)/(10*24*v)*I, (10)

где I – суточная интенсивность движения; L – длина участка, Lз - протяжённость зоны с данной сейсмоактивностью (50 км); 10 – нормировочный коэффициент (по смыслу – линейный размер границы области, где балльность землетрясения сохраняет данный уровень; 24 – продолжительность суток; (A), (В), (С) – расчетные данные об интенсивности и частоте землетрясений в баллах интенсивности шкалы MSK-64; Pc, Pcк – расчетные значения для вероятностей схода и превращения схода в крушение в зависимости от балльности землетрясения.

Риск крушения по причине шторма высокой балльности:

RшL= [p(7)*E(7)+p(8)*E(8)+p(9)*E(9)]* FшL, (11)

где р(х) – вероятность возникновения шторма балльности уровня х; Eш – вероятность крушения поезда по причине шторма заданной балльности; FшL– функция интенсивности, определяющая вероятность нахождения состава в зоне воздействия волны шторма.

Риск крушения по причине схода лавины, селя, прохождения смерча:

Rл = л*Eл *Fл (I) + с* Ec *Fс (I) + см* Ecм* Fсм (I), (12)

где л, с, см – интенсивность схода лавин, селя и смерча соответственно; Eл, Ec, Ecм – вероятность крушения поезда при заданной разрушающей способности селя, лавины и смерча соответственно; F л (I), Fс (I), Fсм (I) – вероятность нахождения поезда в зоне схода лавины, селя и смерча в зависимости от интенсивности движения.

Формирование карты природно-техногенных рисков в перевозочном процессе производилось суммированием значений природных и техногенных рисков в расчете на один поездо-км.

Сравнение значений показывает, что природные риски, привнесённые в перевозочный процесс факторами опасного взаимодействия с окружающей средой, преобладают над техногенными на отдельных участках главных ходов Восточно-Сибирской, Дальневосточной, Забайкальской, Западно-Сибирской, Сахалинской, Северо-Кавказской дорог. Для остальных дорог имеется значительное превышение (на один-три порядка) техногенных рисков над природными, что наглядно иллюстрируется диаграммой значений сейсмологического и техногенного риска для различных дорог (рис.1).

Анализ полученных данных показал:

1) техногенные риски более или менее равномерно распределяются по главным направлениям сети дорог и отличаются для различных дорог не более чем на порядок. Одновременно с этим уровень природных рисков для различных регионов отличается на величину до трёх порядков (в 1000 раз).

2) при этом величина техногенного риска превышает на один-три порядка (от 10 до 1000 раз) природные риски примерно на 95 % протяжённости главных направлений. К дорогам, где имеет место такое превышение, относятся: Октябрьская, Московская, Северная, Куйбышевская, Юго-Восточная, Приволжская, Свердловская.

3) оставшиеся 5 %, то есть участки, где природный риск превышает техногенный, относятся к:

- предгорным и горным участкам Северо-Кавказской дороги;

- отдельным участкам Восточно-Сибирской и Забайкальской железных дорог;

- практически половине эксплуатационной длины Сахалинской дороги (около 400 км);

- участку Дальневосточной дороги (в районе Биробиджана).

 Сравнение техногенных и-11

Рис. 1. Сравнение техногенных и сейсмологических рисков для железных дорог в составе ОАО «РЖД»

В пятой главе «Результаты оценок риска по различным маршрутам перевозки нефтепродуктов и взрывчатых материалов» в результате анализа маршрутов перевозок нефтепродуктов в Центральном и Южном регионах управления перевозками (ЦУПР) выявлено четыре наиболее напряженных маршрута. Риск ущерба для проверенных маршрутов перевозки нефтепродуктов составил порядка 18–20 тыс. руб. в год, причём основной вклад в это значение привносит риск ущерба железнодорожной технике. В данном случае риск ущерба следует признать малозначимым. Вклад в риск (ущерб) небольших населенных пунктов с невысокой (до 6000 чел./кв. км) плотностью населения на прилегающих к железной дороге территориях следует признать незначительным, а организацию обходов для них – нецелесообразной при отсутствии других факторов (наличие потенциально опасного производства и объектов селитебной инфраструктуры в черте города на прилежащей к путям территории, в частности, в полосе отвода железных дорог).

К таким железнодорожным узлам проследования составов с нефтепродуктами, по результатам анализа приказа МПС России от 25.08.97 г.

№ Г-1036у «О перевозке опасных грузов», содержанием которого было организация обходов вокруг одноименных городов, относятся Ковров, Киров, Арзамас, Лиски, Кочетовка и Оскол.

В результате анализа маршрутов перевозки ВМ по Центральному и Южному ЦУПР выявлен 61 маршрут и выделено 7 наиболее насыщенных направлений движения. При этом определились 3 основные станции исходной отправки ВМ и около 18 основных станций грузополучателей, расположенных в рассматриваемых регионах.

В результате анализа маршрутов перевозки ВМ в зоне действия Северного и Восточного ЦУПР выявлено около 200 маршрутов и выделено 6 наиболее насыщенных направлений движения. При этом определились 9 основных станций исходной отправки ВМ и около 40 основных станций грузополучателей, расположенные в рассматриваемых регионах.

Установлено, что основной вклад в риск социального ущерба вносит проезд через крупные населенные пункты с большой плотностью населения. Например, проезд через г. Ростов-на-Дону составляет около 30 % вклада в суммарный риск по маршруту. При перевозке ВМ по маршрутам, проходящим через Большое Московское окружное кольцо, риск ущерба уменьшается на порядок по сравнению с вариантом маршрута, проходящим по территории г. Москвы (рис.2.).

 Сравнение рисков ущербов при-12

Рис.2. Сравнение рисков ущербов при объезде по большому окружному

железнодорожному кольцу (1) и через г. Москву (2)

По результатам расчета рисков по выбранным маршрутам, можно заключить, что значительную долю риска при перевозке по основным направлениям ВМ привносит движение транзитных поездов через крупные железнодорожные узлы: Свердловск, Самару, Челябинск, Красноярск, Уфу, Омск, Новосибирск, Иркутск.

Главной составляющей риска является риск социального ущерба (до 80 %).

Сопоставление вклада этих населенных пунктов с общим уровнем риска позволяет сделать вывод, что при наличии обходов вокруг названных городов, их использование снизит общий уровень риска при перевозке ВМ на 40-60 %.

Анализ картографической информации позволил разработать предложения по корректировке действующего приказа № Г-1036у «О перевозке опасных грузов» от 25.08.1997 г., поскольку были выявлены железнодорожные узлы при городах Красноярск, Новосибирск, Иркутск, Екатеринбург (при следовании вагонов от станции Верхняя), для которых обходы, упомянутые в приказе, в действительности не снижают риски (ущербы) при проследовании составов, включающих вагоны с ВМ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и расчётные исследования позволили прийти к следующим основным выводам и результатам:

1. Cуществующая 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. Сохранение стабильного положения и последующее обеспечение гарантированного уровня безопасности движения при перевозках ОГ должно базироваться на концепции «приемлемого» риска. Эффективность технических, организационных и технологических мероприятий по снижению рисков возникновения транспортных происшествий необходимо сопоставлять в единой шкале «затраты – предотвращённый социально-экономический ущерб».



Pages:     | 1 || 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.