Báo cáo khoa học: "Đánh giá an toàn của quá trình chạy tầu bằng ph-ơng pháp phân tích tần suất" potx

Xác định các trạng thái nguy hiểm có thể của chuyển động đoàn tầu đồng nhất riêng các trạng thái nguy hiểm, xác định các sự kiện bất ổn định nguy hiểm chuyển chuyển động của đoàn tàu san

Đánh giá an toμn của quá trình chạy tầu bằng phương pháp phân tích tần suất

TS Nguyễn duy việt

Bộ môn Thông tin viễn thông Khoa Điện - Điện tử

Trường Đại học Giao thông Vận tải

Tóm tắt: Đánh giá một cách khoa học vμ thực tiễn an toμn quá trình chạy tầu lμ vấn đề

phức tạp, đặc biệt trên quan điểm coi an toμn quá trình chạy tầu liên quan tới tổng thể các yếu

tố tác động Trên quan điểm các yếu tố tác động vμo quá trình chạy tầu vμ bản thân quá trình nμy có tính ngẫu nhiên, phương pháp phân tích tần suất các yếu tố cho quá trình chạy tầu lμ một hướng giải quyết cho vấn đề nμy

Summary: It is complicated to evaluate safety of train operation process scientifically and

practically, esp when the safety is judged as related to all affecting factors Based on randomness of these factors and the process itself, frequency analysis of the factors can be a

solution

CBA

i đặt vấn đề

Đảm bảo cho công tác chạy tầu an toàn và hiệu quả là một trong các nhiệm vụ trọng tâm của ngành vận tải đường sắt, đó là sự kết hợp của nhiều các yếu tố tham gia vào quá trình Để mỗi yếu tố đảm bảo được nhiệm vụ một cách hiệu quả cần phải phân tích chúng trong tổng thể quá trình

Xác định các trạng thái nguy hiểm có thể của chuyển động đoàn tầu (đồng nhất riêng các trạng thái nguy hiểm), xác định các sự kiện bất ổn định nguy hiểm chuyển chuyển động của

đoàn tàu sang trạng thái nguy hiểm, đánh giá sơ bộ tổn thất sinh ra bởi việc chuyển sang các trạng thái nguy hiểm là cần thiết để sử dụng các giải pháp hợp lý việc tính toán trạng thái này hay trạng thái khác khi phân tích an toàn chạy tầu với các rủi ro, tổn thất

ii phương pháp phân tích tần suất trong an toμn chạy tμu

Kết quả phân tích tần suất các trạng thái nguy hiểm Sok cần xác định các tần suất chuyển quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm QT(Sok) sau thời gian tính toán T Khi đó tần suất chạy tầu không chuyển sang trạng thái nguy hiểm Sok sau thời gian này được xác định bằng biểu thức:

PT(Sok) = 1 - QT(Sok) (1)

Việc chuyển quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm Sok diễn ra dưới tác động của

các yếu tố bất ổn định nguy hiểm Fkn Phân tích các nguyên nhân sự cố và tai nạn của các đoàn

tầu cho phép đưa ra kết luận Fkn là các sự kiện độc lập

Sự xuất hiện yếu tố bất ổn định nguy hiểm còn chưa phải là điều kiện đủ để chuyển quá

trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm nào đó Cần bổ sung yếu tố bất ổn định nguy hiểm

ảnh hưởng đến quá trình chạy tầu Vì vậy xác suất chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái

nguy hiểm Sok dưới tác động của các yếu tố bất ổn định nguy hiểm Fkn sau thời gian tính toán T

được xác định theo công thức:

( ) ( n kn) T( )kn

ok T n ok

Q = (2) trong đó:

n

ok

Q - xác suất quy ước chuyển quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm

, nếu xuất hiện các sự kiện nguy hiểm F

n

ok

( )kn

Q - xác suất xuất hiện sự kiện không ổn định thứ n, tạo khả năng chuyển quá trình

chạy tầu sang trạng thái nguy hiểm thứ k

Xác suất để chuyển động của đoàn tầu không chuyển sang trạng thái nguy hiểm thứ k dưới

tác động của sự kiện không ổn định thứ n sau thời gian tính toán được xác định bằng biểu thức:

ok T n

ok

P = ư (3)

CBA

bởi vì rằng chuyển động của đoàn tầu trong thời điểm của thời gian xác định có thể nằm trong

hoặc không nằm trong trạng thái nguy hiểm Sok

Nếu Fkn được hiểu là các sự kiện không ổn định các thành phần cấu trúc riêng biệt của các

hệ thống thành phần các công việc dồn dịch và chạy tầu thì mối liên hệ tương hỗ giữa PT(Sok) và

( )n

ok

P được xác định như khi nối tiếp cấu trúc các thành phần này Dưới đây giả thiết rằng tất

cả các sự kiện bất ổn định nguy hiểm là độc lập Chuyển động của đoàn tầu không chuyển đến

trạng thái nguy hiểm thứ k sau thời gian tính toán nếu như trong khoảng thời gian đó không có

một sự kiện bất ổn định nào có khả năng chuyển nó đến trạng thái nguy hiểm tác động đến nó,

vì vậy:

ok T k N 1 n ok

P

=

Π

trong đó:

Nk - con số chung các sự kiện bất ổn định nguy hiểm có khả năng dẫn chuyển động đến

trạng thái nguy hiểm thứ k

Tất cả tập hợp các sự kiện bất ổn định nguy hiểm có thể phân thành hàng loạt các tập hợp

con tương ứng với sự phân loại của chúng:

IV k lll k ll k l k

trong đó:

l k

N - con số chung các loại trở ngại nguy hiểm của các thiết bị kỹ thuật trong hệ thống giao thông vận tải có khả năng đ−a quá trình trình chạy tầu đến trạng thái Sok;

ll k

N - con số chung các lỗi nguy hiểm của các nhân viên kỹ thuật có khả năng đ−a quá trình chạy tầu đến trạng thái nguy hiểm Sok;

lll k

N - con số chung các loại tác động nguy hiểm của hành khách, có khả năng đ−a chuyển

động đoàn tầu đến trạng thái nguy hiểm Sok;

IV k

N - con số chung các loại trở ngại nguy hiểm của hàng hoá, có khả năng đ−a chuyển

động đoàn tầu đến trạng thái nguy hiểm Sok

Việc tính toán của công thức (4) sử dụng dạng:

( )S P ( ) ( ) (S P S P S ).P (S )

PT ok = TI ok TII ok TIII Ok TIV ok (5)

trong đó:

( ) ( n ) (6)

ok T

1 k N 1 n ok I

P

=

Π

=

)

)

CBA

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái Sok sau thời gian T do các trở ngại nguy hiểm của các thiết bị kỹ thuật hệ thống giao thông vận tải;

( ) ( n (7)

ok T

II k N I k N 1 I k N n ok II

P

+ +

=

Π

=

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái Sok sau thời gian T do các tác động nguy hiểm của các nhân viên kỹ thuật;

( ) ( n (8)

ok T

III k N II k N I k N

1 II k N I k N n ok III

P

+ + + +

=

Π

=

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái Sok sau thời gian T do các tác động nguy hiểm của hành khách;

( ) ( )n (9)

ok T

IV k N III k N II k N I k N

1 III k N II k N I k N n ok IV

P

+ + +

+ + +

=

Π

=

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái Sok sau thời gian T do

các trở ngại nguy hiểm của hàng hoá

Giải quyết nhiệm vụ phân tích tần suất các trạng thái nguy hiểm tức là giải quyết nhiệm vụ

xác định đại lượng PT(Sok), thực chất đưa ra việc giải quyết nhiệm vụ phân tích tần suất các sự

kiện bất ổn định và khả năng ảnh hưởng của chúng đến quá trình chạy tầu

Kết quả phân tích tần suất các sự kiện tai nạn cần xác định xác suất quy ước QT(Hj/Sok) của

việc xuất hiện sự kiện tai nạn Hj khi chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái nguy hiểm không

ổn định Sok.

Xuất hiện sự kiện tai nạn này hay khác Hj ở trạng thái nguy hiểm cụ thể Sok có thể chỉ xác

định các điều kiện Gl Từ đó:

QT(Hj/Sok) = 1- PT (Hj/Sok) (10)

PT (Hj/Sok) = T( jI ok) (11)

j L 1

=

Π

trong đó: PT(GjI/Sok) là xác suất ở kết quả chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái Sok sẽ

không có chỗ cho điều kiện xuất hiện thứ l của sự kiện tai nạn Hj;

Lj- con số chung của quy ước sự xuất hiện sự kiện tai nạn thứ j

iii kết luận

Như vậy, việc phân tích tần suất các sự kiện tai nạn Hj dẫn tới việc phân tích tần suất các

điều kiện xuất hiện của chúng

CBA

Phân tích tần suất tổn thất từ các sự kiện tai nạn Hj là cần xác định các xác suất quy ước

QT(Mi/Hj)

Phân tích tần suất tổn thất kinh tế Ni từ các sự kiện tai nạn Hj là cần xác định các xác suất

quy ước QT(Ni/Hj)

Để tiến hành phân tích tần suất các đại lượng Sok, Hj, Mi, và Ni sử dụng một trong các

phương pháp phân tích hậu nghiệm, tiên nghiệm và Baiet

Các phương pháp này sẽ còn được nghiên cứu và trình bày ở các bài báo sau

Tài liệu tham khảo

[1] Tác giả V M Lixenkov Lý thuyết thống kê an toàn chuyển động của đoàn tầu Nhà xuất bản Viện hàn

lâm khoa học Liên bang Nga về giao thông, 1999

[2] V M Lixenkov An toàn của các thiết bị kỹ thuật trong các hệ thống điều khiển chuyển động đoàn tầu

Nhà xuất bản Giao thông - Matxcơva Liên bang Nga, 1992

[3] Nguyễn Duy Việt Các chỉ số an toàn của hệ thống điều khiển từ xa trong đường sắt Bài báo đăng trên

Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải số 1 - tháng 11 - 2002♦