Основные направления развития системы ведения путевого хозяйства с учетом ресурсосбережения и совершенствования структуры его подразделений

Обеспечение безопасности движения поездов на протяжении более 124 тыс. км главных путей и 54 тыс. станционных осуществляют в настоящее время 408 дистанций пути (ПЧ) и 140 путевых машинных станций (ПМС).

В ПЧ, обеспечивающих текущее содержание пути, насчитывается более 110 тыс. человек производственного персонала (монтеры пути, бригадиры и дорожные мастера). Производительность труда по текущему содержанию низкая в результате выполнения работ, в основном, вручную, поскольку машинизация их составляет 10 — 15%.

В ПМС, которые осуществляют ремонты пути, насчитывается около 31 тыс. человек производственного персонала. При этом уровень машинизации ремонтных работ, выполняемых ПМС составляет 75−85%.

Соотношение производственного персонала ПМС к ПЧ в масштабах сети составляет около 27%.

В диссертационной работе рассматривается звеньевая конструкция пути с термоупрочненными рельсами Р65, деревянными шпалами и щебеночным балластным слоем. В настоящее время данная конструкция пути составляет более 67% протяженности сети МПС России. Для оценки общего состояния системы ведения путевого хозяйства автором было выполнено обследование полигона в 4000 км за период более 10 последних лет по трем дорогам: Куйбышевской, Приволжской и Восточно-Сибирской (в дальнейшем — «опытный полигон»), которые, в основном, имеют данную конструкцию пути.

Установлено, что соотношение производственного персонала ПМС к ПЧ на рассматриваемых трех дорогах составляет около 30%. То есть, данные дороги могут быть приняты в качестве базовых при рассмотрении поставленных задач.

Малочисленность ПМС не позволяет выполнять весь необходимый объем ремонтных работ. ПМС в полной мере обеспечивают производство капитального ремонта пути с высокой степенью машинизации.

Как было установлено на рассматриваемом полигоне, остальные виды ремонтных работ (средний ремонт, подъемочный ремонт, планово-предупредительные выправочные ремонты и др.) более чем на 80% выполняются силами ПЧ при очень низкой их машинизации. По существу теми же монтерами пути, которые занимаются текущим содержанием пути.

По результатам экспертных оценок, натурных наблюдений, оценки фактических объемов и сроков производства ремонтных работ на участках исследуемого полигона установлено, что действующая система производства работ по ремонтам и текущему содержанию пути, основу которой составляют разработки известных исследователей А. Ф. Зологарского, П. П. Цуканова, В. Я. Шульги и многих других ученых и практиков, обусловлена рядом особенностей ее реализации на практике. Например, техническое оснащение дистанций пути не позволяет выполнять подъемочный, средний и другие ремонтные работы капитального характера, к которым привлекается их контингент, с высоким уровнем машинизации, что приводит к снижению качества выполнения работ, насыщению отрасли трудовыми ресурсами, уменьшению межремонтных сроков эксплуатации пути. А привлечение ПМС к выполнению работ по текущему содержанию пути приводит к «раздробленности» их деятельности, рассредоточению парка путевых машин, снижению производительности машин и к ухудшению возможностей ресурсосбережения отрасли, а также приводит к удорожанию производимых работ.

Департаментом пути, сооружений и устройств МПС России на ближайшую перспективу поставлена задача сокращения численности контингента работников путевого хозяйства на 30−40%.

Первостепенная задача путевого хозяйства заключается в максимальной машинизации производственных процессов при выполнении ремонтов, и в особенности, при текущем содержании пути при высоком качестве работ и минимальном использовании ручного труда, что становится возможным при кардинальном изменении существующей структуры предприятий путевого хозяйства, в том числе создание и использование высоко механизированных предприятий.

В связи с чем требуется пересмотр и выработка современной концепции планирования ремонтов и текущего содержания пути.

Системным анализом существующего текущего содержания пути, с использованием необходимых технико-экономических расчетов, в диссертационной работе рассматривается система 'Текущего содержания железнодорожного пути" при условии использования машинизированного комплекса выполнения работ по текущему содержанию. Рассматривается перечень и периодичность производства работ по текущему содержанию при различных схемах организации текущего содержания.

Рассматривается новая структура предприятий путевого хозяйства с включением в нее подразделений, задача которых максимальное использование машинизации как при производстве ремонтов пути, так и при его текущем содержании. Выполнение данного комплекса работ возлагается на специализированные подразделения, например, механизированные дистанции пути (ПЧМ), имеющие в своем составе путевые колонны. В диссертационной работе осуществляются исследования и анализ технических, технологических и организационных особенностей этих предприятий. Разрабатываются нормативы по сплошной выправке пути с использованием комплекса машин на протяжении не менее 1 км. Разрабатывается периодичность производства этих работ.

Используется математический аппарат, базирующийся на основных положениях теории массового обслуживания, позволяющий решать задачи по определению количественной потребности в предприятиях типа ПЧМ для подразделений на уровне дороги, региона дорог или МПС. Методика расчетов доводится до уровня практического использования.

Разрабатывается система прогнозирования состояния элементов верхнего строения пути по выявлению отдельных неисправностей, имеющих локальный характер и являющихся результатом накопления остаточных деформаций в конструкциях пути. Устанавливаются закономерности возникновения данных неисправностей и разрабатываются нормативы по ликвидации данных неисправностей с установлением подразделений для выполнения этих работ.

Разрабатывается математическая модель прогнозирования состояния элементов пути (с практической ее реализацией на ПЭВМ) по планированию как сплошных так и выборочных выправок.

Принцип, заложенный в современной системе назначения ремонта, является достижение определенной степени изношенности отдельных элементов пути или накопления определенного количества неисправных элементов в конструкции пути [169]. Для принятия решения по производству ремонтных работ на отечественных железных дорогах, используются критерии удельного соотношения количества неисправных элементов к общему количеству данных элементов на определенной длине участка, например на 1 км, или использования относительных величин, например, количество дефектных элементов выраженных в процентах.

Накопление дефектов в конструкциях пути имеет определенный, закономерный характер. Однако, распределение накапливающихся остаточных деформаций в его элементах по длине пути является неравномерным [194,195,196 и др.].

Как известно [169,195 и др.], силы, возникающие при воздействии колес подвижного состава на элементы пути, являются случайными величинами и зависящими от сочетания множества различных факторов связанных как с конструктивными особенностями подвижного состава, режимом его движения, характером и величиной загружения вагонов, так и с разнообразием текущего содержания элементов пути, вызванного различием сроков их службы, конструктивными, техническими и эксплуатационными особенностями.

Поэтому, более информативной характеристикой срока назначения ремонтных работ, является не случайное значение напряжений, давлений, просадок и т. п. для каких-либо элементов пути, в первую очередь это относится к балластному слою, а параметры их распределения: математическое ожидание (МО), дисперсия, среднеквадратическое отклонение (СКО).

Как известно, [189,190,111,180,7 и др.] основным методом контроля текущего состояния пути на железных дорогах многих стран за рубежом, является контроль СКО положения пути в плане и профиле.

Типовая отечественная широко распространенная путеизмерительная техника и оборудование не позволяла до настоящего времени использовать данный статистический показатель СКО в качестве оценочного показателя контроля состояния пути.

В диссертационной работе разрабатывается методика планирования сплошных выправок железнодорожного пути в различных условиях эксплуатации, с использованием величины СКО покилометрового количества неисправностей Н-ой степени (ПКН) с использованием математического аппарата, позволяющего оценивать постоянное ухудшение состояния пути, по мере его наработки.

Устанавливаются математические зависимости в виде аналитической модели с доведением до практической реализации ее на ПЭВМ, путем использования изменения величины СКО состояния рельсовой колеи от проектного положения и учета комплексной совокупности технических и экономических параметров состояния пути в различные периоды его эксплуатации.

Имеющийся опыт организации фактической системы ведения путевого хозяйства выполнялся по следующим показателям:

— сроков назначения капитального и промежуточных ремонтов пути по объему пропущенного тоннажа;

— перечня промежуточных ремонтов в межремонтный период эксплуатации пути;

— объемов выполнения капитального и промежуточных ремонтов пути в пересчете на 100 км длины участкапротяженности выполнения фронта ремонтных работ при промежуточном ремонте в расчете на 1 км длины пути.

Для оценки статистических материалов используются методы теории вероятностей и математической статистики. Их применение дает возможность определить средние значения и СКО случайных величин, а также установить закон их распределения. Кроме того, позволяет выполнить проверку гипотезы о том, что фактический закон распределения данной переменной величины может быть аппроксимирован как один из известных законов распределения, описанных в теории вероятностей.

Исходной информацией для получения статистических материалов по срокам назначения и особенностям выполнения капитального и промежуточных ремонтов пути, служили технические паспорта дистанций пути, продольные профили участков пути, книги учета актов приема и сдачи выполненных работ по оплаченным счетам, другие отчетные документы, имеющиеся в распоряжении службы пути дороги, личное обследование опытных участков.

Для разработки ресурсосберегающей системы ведения путевого хозяйства в современных и перспективных условиях эксплуатации необходимо оценить работоспособность отдельных элементов верхнего строения пути, установить основные факторы, влияющие на их срок службы и наметить меры по их продлению для основных элементов пути (рельсов, шпал, скреплений, балластного слоя). Установить основные критерии назначения сроков ремонта пути (промежуточных, капитального) и наметить основные меры по снижению материалоемкости и трудоемкости выполнения работ по ремонту и текущему содержанию пути с целью разработки малообслуживаемых конструкций пути, для которых приведенные затраты на создание и последующую эксплуатацию в данных условиях будут минимальными.

При разработке системы ведения путевого хозяйства в современных условиях, в оценке работы конструкций пути необходимо также учитывать фактор времени. Кроме того, требуется учитывать не только затраты, связанные с содержанием конструкций пути, но и потери железнодорожного транспорта, возникающие при выполнении эксплуатационной работы в результате задержек поездов при производстве путевых работ, снижении скорости их движения при обкатке пути, а также при возникновении различных нарушений состояния его элементов.

Изменение условий эксплуатации для преимущественной протяженности участков пути сети МПС, что подтверждается материалами табл. 1.1 и 1.2, вызывает необходимость при планировании сроков назначения ремонтных работ учета не только пропущенного тоннажа. Однако, бесспорно, система ведения путевого хозяйства должна иметь, в первую очередь, профилактическую направленность.

Современным направлением в планировании ремонтных работ пути, в соответствии с нормативно-техническими документами [2.169], является учет фактического состояния элементов пути. Однако, в силу «локальной» природы накопления дефектов в пути учет только фактического состояния элементов на практике приводит к тому, что выполнение подъемочного. среднего и других видов промежуточных ремонтов пути заключается, в основном, в ликвидации возникающих локальных отступлений от нормального состояния элементов верхнего строения пути в процессе их эксплуатации. То есть данные виды ремонтов, в основном, имеют локальный («кусочный») характер в пределах длины километрового участка, длины перегона и т. д., что было выявлено анализом опытного полигона длиною 4000 км в течение последних 10 лет.

Система ведения путевого хозяйства, в своей основе, должна быть «Нормативно-предупредительной с установлением сроков назначения ремонтов (в первую очередь выправочных работ) по фактическому состоянию пути» (НПФС).

Система НПФС (нормативно-предупредительная по фактическому состоянию) с направленностью на выполнение промежуточных ремонтов как работ основной целью которых является не ликвидация уже возникших неисправностей, а предупреждение их возникновения на всем протяжении участка пути.

Отличительной особенностью НПФС системы ведения путевого хозяйства является нацеленность на создание равной надежности всей совокупности элементов верхнего строения пути, путем обеспечения сроков службы элементов подрельсового основания сопоставимых со сроком службы рельсов, за счет качественного и своевременного, в соответствии с предлагаемыми сроками (табл. 8.1 и 8.2), выполнения ремонтов.

Функционирование системы НПФС возможно и эффективно при создании базы соответствующих предприятий путевого хозяйства, обеспечивающих своевременное и качественное производство работ.

Целью диссертационной работы является разработка и техникоэкономическое обоснование основных направлений развития системы ведения путевого хозяйства с учетом ресурсосбережения и совершенствования структуры его подразделений, обеспечивающей машинизацию текущего содержания пути и комплексов выправочных работ, для современных и перспективных условий эксплуатации пути.

Для реализации поставленной цели в диссертации решаются следующие проблемы:

1. Комплексное исследование существующей фактически сложившейся на дорогах исследуемого полигона и сети МПС, системы ведения путевого хозяйства, с разработкой предложений по ее совершенствованию, включающей периодичность и сроки назначения промежуточных и капитальных ремонтов пути, перечня и очередности назначения ремонтных работ, в том числе, системы планирования выправочных работ, включающей периодичность, сроки и объемы этих работ, устанавливаемые с использованием статистических характеристик состояния рельсовой колеи: СКО и МО ПКН неисправностей 11-ой степени, которые можно получить с использованием типовой отечественной широко распространенной путеизмерительной техники и оборудования.

2. В условиях использования машинизированных комплексов, разрабатывается современная концепция текущего содержания пути, включающего два вида работ: а) сплошную выправку пути с использованием комплекса машин специализированных подразделений, например, ПЧМ на протяжении не менее 1 км в условиях организации работ на закрытых перегонах и с использованием «вахтового» метода организации трудаб) выборочную выправку пути мобильными механизированными бригадами линейных дистанций пути (ПЧ), укомплектованных необходимыми машинами и механизмами для устранения отдельных неисправностей, имеющих локальный характер и являющихся результатом накопления остаточных деформаций в пути.

3. Разрабатывается современная структура предприятий путевого хозяйства с дополнением существующих структурных подразделений специализированными подразделениями, имеющими путевые колонны для производства путевых работ, оснащенных современными машинами и механизмами, имеющих самостоятельную ремонтно-восстановительную базу для обеспечения постоянной исправности путевых машин и контроля работы их в пути, например, ПЧМ и др. Разрабатывается методика расчета параметров функционирования данных подразделений, с выработкой конкретных рекомендаций по их количеству для региона железных дорог, например, рассматриваемого в диссертации, с учетом различных условий эксплуатации пути и изменения уровня грузонапряженности в сторону его увеличения в два раза или уменьшения в два раза по сравнению с современной величиной.

4. Разрабатывается математическая модель для решения задач определения целесообразных сроков производства ремонтов пути. Реализация данных задач выполняется на ПЭВМ с использованием элементов теории восстановления, с учетом совокупности технических и экономических критериев оценки состояния пути.

5. Устанавливаются критерии, используемые в математической модели позволяющей осуществлять планирование ремонтных работ по восстановлению равноупругости балластного слоя, с использованием информации, получаемой типовой путеизмерительной техникой, например, путеизмерительным вагоном ЦНИИ-2 и разрабатывается расчетная методика, реализованная на ПЭВМ.

6. Материалы натурного обследования положены в основу методики оценки влияния современных условий эксплуатации на величину: удельного одиночного выхода рельсов различных типовинтенсивности ежегодного выхода и расчетного срока службы деревянных шпалнакопления случаев ОС (ограничений скорости движения поездов «предупреждений»), вызываемых возникновением локальных нарушений состояния балластного слоя. Получены необходимые расчетные зависимости для алгоритма описания процессов «старения» элементов пути, используемого в модели выбора целесообразных сроков производства капитального и промежуточных ремонтов.

7. Разрабатываются конкретные нормативы периодичности производства промежуточных и капитальных ремонтов для различных конструкций пути и различных условий ее эксплуатации.

8. Разрабатываются методики оценки уровня работоспособности отдельных элементов верхнего строения пути и конструкции в целом для установления годовых средневзвешенных объемов удельного одиночного изъятия рельсоводиночного изъятия деревянных шпал для разрядки «кустов» — количества шпал с «выплесками» в расчете на 1 км пути.

Выполненные в диссертационной работе исследования, касающиеся оценки работоспособности рельсов, шпал, балластного слоя, выявленных статистических характеристик СКО для ПКН неисправностей Н-й степени, помимо прикладного их назначения для решения поставленных в диссертации задач, могут иметь самостоятельное значение.

8.8. Выводы и рекомендации.

1. Эффективность разработанной НПФС системы ведения путевого хозяйства состоит в нацеленности на создание равной надежности всей совокупности элементов ВСП, путем обеспечения сроков службы элементов подрельсового основания сопоставимых со сроком службы рельсов, за счет качественного и своевременного, в соответствии с предлагаемыми сроками (табл. 8.1, 8.2) выполнения ремонтов. Критериями, определяющими систему НПФС, являются показатели работоспособности элементов пути (глава 4). Разработанная математическая модель (глава 7) позволяет в динамике рассматривать различные варианты схем межремонтных циклов с целью выработки наиболее эффективной.

2— При реализации модели «железнодорожный путь — планирование ремонтных работ» используются реальные исходные данные по использованию материалов верхнего строения пути. Например, на участках классов Г, Д и Е использование старогодных рельсов после наработки 600 — 700 млн. т брутто, скрепления — старогодные до 100%, шпалы деревянные — до 30% старогодные.

3. При отображении реальных процессов происходящих в пути по оценке работоспособности различных элементов верхнего строения, в модели моменты производства ремонтных работ отмечаются в виде «скачка». Величина «скачка» по понижению кривой накопления дефектов определяется видом и качеством планируемого промежуточного ремонта. Количественно этот «скачок» определится как разность достигнутого в процессе эксплуатации уровня дефектности данного элемента и его предполагаемым снижением после производства данного вида ремонта в соответствии с рекомендациями по результатам исследований.

4. Полученные полиномиальные зависимости 6.16 и 6.17 составляют основу разработки математической модели мониторинга верхнего строения пути и нормирования периодичности производства планово — предупредительных выправочных работ по результатам оценки работоспособности балластного слоя по критерию СКО ПКН (аПкн) ДЛЯ различных условий эксплуатации пути.

5. В результате проведенных статистических исследований и выполненных расчетов разработаны нормативы наработки тоннажа (млн. т брутто) или продолжительности эксплуатации пути (годы) для установления сроков производства капитального (Кр) или усиленного капитального ремонта (УКр), а также периодичности производства усиленных средних (УСр), средних (Ср), выправочных (В) и подъемочных ремонтов пути (Пр) (табл.8.1 — 8.2.).

Заключение

.

1. На основании проведенного комплекса исследований, натурных наблюдений, вероятностно-статистического анализа результатов по материалам Куйбышевской, Приволжской и Восточно-Сибирской железных дорог с участков общей протяженностью более 4000 км, выполненного за период 1990;1999г.г., в диссертации представлена реальная картина состояния системы ведения путевого хозяйства. Установлено, что малочисленность путевых машинных станций (ПМС) не позволяет выполнять весь необходимый объем ремонтных работ. В ПМС производственный персонал (монтеры пути, бригадиры и дорожные мастера) составляет менее трети от аналогичного персонала дистанций пути (ПЧ). Поэтому, ПМС в полной мере обеспечивают только производство капитального ремонта пути с высокой степенью машинизации. Остальные виды ремонтных работ (средний ремонт, подъемочный ремонт, планово-предупредительные выправочные ремонты и др.) более чем на 80% выполняются силами ПЧ при очень низкой их машинизации. По существу теми же монтерами пути, которые занимаются текущим содержанием пути.

Недостатки существующей системы ведения путевого хозяйства, в значительной мере, связаны с малоэффективной его структурой и в настоящее время не могут быть устранены без ее перестройки.

2. Подъемочным ремонтом на перегоне охватывается, как правило, до 55% длины участков пути, а средним ремонтом до 15%. Причем, ремонты выполняются не более одного раза в течение межремонтного периода (между капитальными ремонтами) и, как правило, один из них. Кроме того, в результате выполнения данных работ силами линейных дистанций пути, в практике производства указанных ремонтов характерна «локальность» выполнения ремонтных работ на отдельной части километрового участка. Что снижает качество производства работ за счет невысокого уровня машинизации производственных процессов, малой производительности труда и является причиной высокой насыщенности отрасли трудовыми ресурсами. Отмечаются случаи выполнения работ на длине до 100 м. В среднем, фронт работ подъемочного ремонта составляет 0,475 км, а среднего- 0,422 км.

3. Для установления периодичности выполнения сплошных выправок железнодорожного пути в различных условиях эксплуатации, разработан математический аппарат, позволяющий: оценивать постоянное ухудшение состояния пути в процессе наработки тоннажа по изменению величины среднеквадратических отклонений состояния рельсовой колеи от проектного положениякомплексно учитывать совокупность технических и экономических параметров состояния пути в различные периоды его эксплуатации.

Полученные математические зависимости положены в основу аналитической модели, разработанной для ПЭВМ.

4. Впервые созданы методики планирования выправочных работ пути по величине среднеквадратических отклонений неисправностей П-ой степениметодики планирования работ по восстановлению служебных свойств балластного слоя (среднего ремонта) по выявленным закономерностям накопления случаев (ОС) «ограничений скорости'1 («предупреждений») — методики определения одиночного выхода деревянных шпал и вычисления среднего расчетного срока их службыметодики расчета удельного одиночного выхода остродефектных рельсов с учетом влияния различного количества вагонов в составе поезда, имеющих повышенную осевую нагрузку.

5. Выполненными в диссертационной работе исследованиями и расчетами установлены нормативные сроки и периодичность выполнения промежуточных и капитального или усиленного капитального ремонтов пути (табл. 8.1 и 8.2.), а также предложены различные варианты схем межремонтных циклов.

6: В результате комплексного анализа и технико — экономических расчетов, было доказано, что «текущее содержание железнодорожного пути» должно включать два основных вида работ: а) сплошная выправка пути специализированными подразделениями, имеющими путевые колонны и комплект путевых машин с самостоятельной ремонтно-восстановительной базой для обеспечения постоянной исправности путевых машин и контроля их работы в пути (типа ПЧМ и др.) на участке, протяженностью не менее 1 км. Периодичность этих работ для заданных условий эксплуатации определяется моментом, когда среднеквадратические отклонения положения рельсовой колеи в плане и профиле достигнут разрешенных нормативов. Автором данный вид работ обозначен как «планово-предупредительный выправочный ремонт». В диссертационной работе разработана математическая модель мониторинга верхнего строения пути и установлены нормы периодичности выполнения ремонтных работ при различных условиях эксплуатации путиб) другим видом работ по текущему содержанию пути, является устранение отдельных неисправностей, имеющих локальный характер и являющихся результатом накопления остаточных деформаций в конструкциях пути. Выполнение работ по ликвидации данных неисправностей возлагается на мобильные механизированные бригады линейных дистанций пути (ПЧ), при машинизированном выполнении рабочих операций с использованием тяжелых путевых машин, имеющихся в ПЧ.

Практикуемый на сети МПС «локальный» способ производства промежуточных ремонтов, т. е. при их выполнении на отдельной части километра, необходимо рассматривать как вариант возможной системы ведения путевого хозяйства. Возможность и целесообразность применения данного способа организации работ в системе путевого хозяйства может быть установлена лишь после его систематизации, включающей решение ряда научныхи практических проблем, в частности, определение минимальных длин фронта ремонта при различных комплексах используемых машин, исследования влияния условий эксплуатации и других факторов при обязательном обеспечении необходимого уровня надежности пути.

7. Предварительная оценка, выполненных в диссертационной работе исследований, показывает, что специализированные подразделения (типа ПЧМ и др.) следует рассматривать как среднее звено в системе предприятий путевого хозяйства между линейными дистанциями пути (ПЧ) и путевыми машинными станциями (ПМС). Создание таких подразделений позволят значительно поднять производительность труда при производстве планово-предупредительных и средних ремонтов пути за счет: а) концентрации машин тяжелого типаб) специализации производства рабочих операций при выполнении ремонтов путив) повышения норм выработки в «окно», а также, г) позволяет ПМС сконцентрировать силы на производстве усиленных капитальных ремонтов, на лечении и оздоровлении земляного полотна.

8. Результаты вероятностно-статистического анализа натурных данных, ретроспективный анализ нормативных, научных, методических и инструктивных источников, а также материалы полученные в диссертационной работе, использованы при разработке «Дополнения к Положению о системе ведения путевого хозяйства железных дорог России в связи с выделением линий общесетевого значения», разработкой которых заняты в настоящее время коллективы Департамента пути и сооружений МПС РФ, ВНИИЖТа, МИИТа, РГОТУПСа и др. институтов.

9. Разработанные автором и защищенные патентами Российской Федерации конструкции промежуточного рельсового скрепления, имеющего крестообразные головки крепежного узла, и машин для их закрепления и демонтажа [199, 200, 201] обеспечивают возможность автоматизации процесса выполнения данных рабочих операций.

Научная новизна. 1. Разработана научно обоснованная система планирования ремонтовпути и его текущего содержания, основанная на разработанных в диссертации критериях «старения» элементов ВСП, базирующаяся на оценке изменения величины среднеквадратического отклонения (СКО) покилометрового количества неисправностей П-ой степени, устанавливаемых с использованием типовой отечественной широко распространенной путеизмерительной техники, оборудованной бортовыми автоматизированными системами (БАС). В основу положена методология оценки работоспособности подрельсового основания, при различных условиях эксплуатации пути. Установлены зависимости, позволяющие прогнозировать работоспособность подрельсового основания по нарастанию СКО статистических характеристик оценки состояния пути. С использованием разработанной модели и полученных аналитических зависимостей, описывающих работоспособность элементов пути, а также комплексного анализа состояния пути опытного полигона даны конкретные предложения по целесообразной периодичности производства выправочных работ и ремонтов пути на участках с различными условиями эксплуатации (табл. 8.1, 8.2).

2. Выполнен комплекс исследований фактического состояния системы ведения путевого хозяйства на исследуемом полигоне с участков общей протяженностью более 4000 км, выполненного за период 1990;1999 г. г. В результате доказано, что машинизация работ по текущему содержанию пути может быть максимально реализована после структурной перестройки существующей системы ведения путевого хозяйства. Текущее содержание пути должно включать: а) сплошную выправку пути комплектом машин ПЧМ, в соответствии с периодичностью, установленной по методике, разработанной авторомб) неотложные работы по устранению отдельных неисправностей, имеющих локальный характер, выполняемые силами мобильных механизированных бригад линейных дистанций пути.

Для этого целесообразно организовать, как добавление к линейным дистанциям пути, новые специализированные подразделения типа механизированных дистанций пути (ПЧМ), имеющих не только путевые колонны и комплект путевых машин, но и самостоятельную ремонтно-восстановительную базу, обеспечивающую постоянную исправность путевых машин и контроль их работы в пути.

С целью совершенствования структуры подразделений путевого хозяйства разработана научно обоснованная методика планирования специализированных предприятий, имеющих не только путевые колонны и комплект путевых машин, но и самостоятельную ремонтно-восстановительную базу, обеспечивающую постоянную исправность путевых машин и контроль их работы в пути, например типа ПЧМ и др., позволяющая для различных условий эксплуатации определять потребное количество таких подразделений (для различных полигонов сети), планировать объемы работ, техническое оснащение и другие параметры.

3. Разработана научно обоснованная методика планирования производства комплексов выправочных работ по восстановлению равноупругих свойств подрельсового основания с использованием статистических показателей состояния рельсовой колеи: величины СКО покилометрового количества неисправностей 11-ой степени и их математического ожидания, получаемых на основании информации с использованием типовых путеизмерительных вагонов ЦНИИ-2, оборудованных БАС, позволяющей с достаточной степенью точности получать данные по неисправностям И-ой степени.

4. Для планирования работ текущего содержания пути разработана методология определения годовых средневзвешенных объемов удельного одиночного изъятия элементов верхнего строения пути при предлагаемой нормативно-предупредительной с учетом фактического состояния элементов (НПФС) системе ведения путевого хозяйства. Отличительной особенностью НПФС системы ведения путевого хозяйства является нацеленность на создание равной надежности всей совокупности элементов верхнего строения пути, путем обеспечения сроков службы элементов подрельсового основания сопоставимых со сроком службы рельсов, за счет качественного и своевременного, в соответствии с предлагаемыми сроками (табл. 8.1 и 8.2), выполнения промежуточных ремонтов.

Практическая значимость.

Предварительными расчетами по материалам исследований, выполненных для условий Куйбышевской железной дороги установлено, что при создании предприятии, аналогичных механизированной дистанции пути ПЧМ, экономия годового ремонтного фонда по капитальным работам, включая планово-предупредительные выправки и текущее содержание пути, составит.

15,3% по сравнению с объемом ремонтного фонда, выделяемым в настоящее время при существующей системе ведения путевого хозяйства.

— Предложенная научно обоснованная методика выбора целесообразных сроков производства ремонтов пути позволяет установить рациональную продолжительность эксплуатации пути до ремонта при различных схемах межремонтных циклов, характеристиках конструкции пути и условиях его эксплуатации.

Впервые разработана методика планирования производства выправочных работ по величине среднеквадратического отклонения (СКО) покилометрового количества неисправностей П-ой степени, что позволяет использовать широко распространенные отечественные путеизмерительные средства и оборудование, например, путеизмерительные вагоны ЦНИИ-2. Разработанная методика реализована для ПЭВМ, что позволяет ее использовать в имеющихся информационных системах.

Разработана научно обоснованная методика нормирования периодичности производства промежуточных и капитальных ремонтов пути и получены конкретные нормативы периодичности назначения ремонтных работ (табл. 8.1 и 8.2.), что позволяет обоснованно подходить к распределению ассигнований на ремонты и назначению очередности и видов производства работ.

Разработанная НПФС система ведения путевого хозяйства обусловливает предупредительный характер в системе организации работ, что обеспечивает рациональную и сбалансированную эксплуатацию всех элементов пути: рельсов, шпал, скреплений, балластного слоя и максимальный срок их эксплуатации.

— «Внедрение на сети МПС Российской Федерации НПФС системы ведения путевого хозяйства в комплексе с включением в структуру предприятий путевого хозяйства механизированных дистанций пути (ПЧМ) обеспечит рациональное распределение материальных и трудовых ресурсов в путевом хозяйстве, повысит производительность труда и рентабельность инвестиций в путевое хозяйство.

— Выполнен сопоставительный анализ годовых средневзвешенных объемов работ (в расчете на 1 км пути) при предлагаемой НПФС системе ведения путевого хозяйства в сравнении с существующей. Например, при переходе к данной системе на текущем содержании пути произойдет ежегодное снижение средневзвешенного удельного одиночного изъятия остродефектных темоупрочненных рельсов Р65 в 2−3 раза (рис. 4.9), удельного одиночного изъятия деревянных шпал (для разрядки «кустов»)-в 2,6−3 раза (рис. 4.10), ожидаемой дефектности по образованию выплесков под шпалами — в 2.2−2.4 раза (рис. 4.13).

— С целью совершенствования структуры подразделений путевого хозяйства в работе дано научное обоснование ввода в систему путевого хозяйства специализированных подразделений, например, типа ПЧМ. Использование разработанных методик определения количества и оснащенности ПЧМ для различных условий эксплуатации позволяет обоснованно подходить к распределению инвестирования в отрасли путевого хозяйства.

— Предложенная методика для определения влияния повышенной осевой нагрузки вагонов и уровня грузонапряженности позволяют получить величину ожидаемого одиночного выхода рельсов для современных и перспективных условий эксплуатации пути.

— Методики расчетов удельного одиночного выхода рельсов, одиночного выхода деревянных шпал и накопления выплесков под шпалами позволяют наиболее полно учитывать различные эксплуатационные факторы, оказывающие влияние на работоспособность этих элементов в пути.

Реализация работы.

1. Рекомендации, полученные в диссертационной работе, использованы при разработке «Рекомендаций по нормированию периодичности производства планово-предупредительных (выправочных) ремонтов (в комплексе.

292 промежуточных ремонтов пути) при выполнении работ механизированными дистанциями пути (типа ПЧМ, ДПМ и др.)", внедряемых на Куйбышевской железной дороге (Приложение 1).

2. Полученные в диссертационной работе рекомендации использованы при разработке «Временных технических указаний по системе производства промежуточных ремонтов пути при выполнении работ механизированными дистанциями пути (типа ПЧМ, ДПМ и др.)», внедряемых на Куйбышевской, Приволжской и Восточно — Сибирской железных дорогах (Приложение 2).

3. Материалы диссертационной работы использованы в рекомендациях ВНИИЖТа при разработке в 2000;2001г.г. «Положения о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах России», утвержденного МПС 27.04.2001 г. (Приложение 3).

Обсуждения и публикации.

Основные положения диссертационной работы были доложены и получили одобрение на более чем 30 научно-технических и научно-практических конференциях вузов МПС СССР и России за период 1986;2000г.г.

Основное содержание диссертации изложено в монографии:

КоваленкоН.И. Система ведения путевого хозяйства с учетом ресурсосбережения и совершенствования структуры его подразделений Самара. СамИИТ, 2000.-110 с.

А также в 46 публикациях в виде статей в периодической печати (журналы, труды вузов и др.) и тезисов конференций.