Окунев А.В.

 

Уральский государственный университет путей сообщения

 

АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ И СТОИМОСТЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

 

К настоящему времени накоплен обширный опыт эксплуатации контактной сети различных модификаций, позволяющий сделать вывод о недостаточной надежности целого ряда применяемых в настоящее время конструкций контактной сети.

Система токосъема, конструктивно не имеет резерва, а значит увеличением интенсивности движения происходит возрастание нагрузок, что приводит к ухудшению токосъема, разрегулировкам проводов в плане пути, увеличению их износа следовательно, снижается безопасности движения, а также возникают значительные экономические потери, связанные с длительным простоем поездов (значительное число отказов зафиксировано по узлам анкеровки контактной подвески, поддерживающим и фиксирующим конструкциям, токопроводящим струнам и элементам арматуры контактной сети) [1].

В процессе эксплуатации контактные провода подвержены деградации, которая определяется, в первую очередь износом. Деградационные процессы вызывают постепенные отказы.

Определяющим параметром состояния контактных проводов является их сечение. Интенсивность постепенных отказов возрастает с уменьшением сечения.

Кроме постепенных отказов имеют место внезапные отказы. Видами внезапных отказов являются обрыв, пережог, отжиг.

На основе статистических данных составляется модель износа контактных проводов с марковской аппроксимацией параметра. Решив ее появляется возможность определить срок и стоимость жизненного цикла контактного провода, спланировать время проведения управляющего воздействия (замена или регулировка) [2].

 

Рис. 1 – Граф состояния контактного провода.

 

На рисунке 1 изображен граф состояния контактного провода где S0­Sn-1 работоспособное состояние в котором находится контактный провод в процессе эксплуатации, Sn­состояние полного отказа при котором контактный провод подлежит замене, S0i­состояние первой группы отказов типа пережога, обрыва, недопустимого местного износа, стрелками показаны постепенные ɛ0­ ɛn-2 и внезапные λ0­λn-2  интенсивности отказов

Сокращение затрат на техническое обслуживание может осуществляться следующими способами:

1 Процесс технического обслуживания можно оптимизировать по критерию минимума средней интенсивности поглощающих отказов.

2 Другим критерием оптимизации может быть минимум средних удельных затрат.

Для сокращения времени экономических расчетов, а именно расчета стоимости жизненного цикла используется специально разработанный в лаборатории УрГУПС (НИЛ САПР КС).

Рис. 2 – Схема расчета стоимости жизненного цикла

Этот программный продукт осуществляет расчет по следующей утвержденной формуле [1]:

Где  - цена приобретения объекта (начальная стоимость объекта), тыс. рублей

 - годовые эксплуатационные расходы, тыс. рублей

 - сопутствующие единовременные затраты, связанные с внедрением техники в эксплуатацию, тыс. рублей

 - ликвидационная стоимость объекта, тыс. рублей

 - коэффициент дисконтирования

t – текущий год эксплуатации

Т – конечный год эксплуатации, который устанавливается в соответствии с техническими требованиями или иной документацией

Для наилучшего представления того как изменяется коэффициент дисконтирования и точности расчетов, программный продукт по расчету стоимости жизненного цикла представляет возможность автоматического расчета и построение графика изменения коэффициента дисконтирования (рис.3), учитывая ставку дисконтирования по утвержденной формуле:

,

Где Е – ставка дисконтирования;

t – шаг расчетного периода

 

Рис. 3 – Расчет и графическое представление нормы дисконта

Для оценки стоимости жизненного цикла необходимо выполнить следующее:

1. Определить состав и размер затрат жизненного цикла устройств, для которых возможно продление срока службы;

2. Сформировать перечень факторов, влияющих на СЖЦ и оценить количественные показатели степени их влияния;

3. Сформировать решающее правило для принятия решения о продлении срока службы объекта электрификации и электроснабжения или его замене.

В итоге формируется решающее правило для принятия решения о продлении срока службы несущего троса, или его замене, выглядит следующим образом [4]:

– среднегодовая стоимость жизненного цикла в случае замены, руб.;

– среднегодовая стоимость жизненного цикла в случае продления срока службы, руб.

kмод ϵ [0;0,2] – коэффициент модернизации, определяющий границы, в случае которых при незначительном преимуществе в пользу решения о продлении принимается решение о замене оборудования. Границы или значение данного коэффициента определяются на основе статистических методов Управлением электрификации и электроснабжения Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД»

Если F > 0 ↔ продление срока службы экономически эффективно;

Если F < 0 ↔ продление срока службы экономически неэффективно;

Литература

 

1.                 Галкин А.Г. Применение контракта жизненного цикла для инфраструктурного комплекса системы токосъема / А.Г. Галкин, А.А. Ковалев, А.В. Микава // Транспорт Урала. – 2012. – № 3 (34). – С. 85–90.

2.                 Ефимов А.В., Галкин А.Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог – Москва 2000. С. 105–115.

3.                 Распоряжение ОАО «РЖД» от 27 декабря 2007г. N 2459р об утверждении «Методики определения стоимости жизненного цикла и лимитной цены сложных технических систем железнодорожного транспорта».

4.                 Методика расчета экономически обоснованных цен на новые модели подвижного состава и сложных технических систем железнодорожного транспорта. – М.: Институт проблем естественных монополий, 2009. www.ipem.ru