Повышение безопасности на железнодорожных переездах на основе совершенствования управления автоматической переездной сигнализацией

Цикл статей:
Глава 1 — Повышение безопасности на железнодорожных переездах на основе совершенствования управления автоматической переездной сигнализацией
Глава 2 — Мероприятия по повышению безопасности и снижению аварийности на железнодорожных переездах
Глава 3 — Разработка и исследование системы информативных признаков координаты поезда
Глава 4 — Разработка вычислителя координаты и скорости поезда с корректирующим алгоритмом

Глава 5 — Техническая реализация микропроцессорного устройства управления автоматической переездной сигнализацией с корректирующим алгоритмом

Введение

Актуальность работы. Железнодорожные переезды играют важную роль в транспортно — логистической сети России и зарубежных стран. Они обеспечивают системное и безопасное регулирование транспортных потоков на пересечениях с железными дорогами на одном уровне. Увеличение массы поездов до 7-12 тыс. т., внедрение скоростных поездов, повсеместное использование тяжеловесных автомобильных тягачей с весом полуприцепов до 40-60 т. внесли существенные изменения во временные интервалы работы автоматической переездной сигнализации. В связи с возросшим потоком автотранспорта и интенсивностью движения поездов ситуация с обеспечением безопасности на переездах в последние годы стала особенно острой. Одной из основных причин нарушения безопасности является то, что существенно возросло время закрытого состояния переезда из-за того, что увеличилась длина участка приближения, и, при движении (особенно длинносоставных) поездов с малой скоростью, время ожидания разрешения движения автотранспорта превышает 40-50 минут, что приводит к нарушению требований безопасности проезда через переезд. Водители автомобилей, которые заранее прогнозируют длительную стоянку у закрытого переезда, или уже значительное время ожидают открытия переезда, опасно маневрируя, пытаются объехать опущенный шлагбаум или проехать на запрещающий огонь переездного светофора. При этом необходимо отметить, что немаловажную роль играет психологический фактор: водители неадекватно оценивают степень риска, при невидимости поезда, приближающегося к переезду, и не могут рассчитать время его прибытия к переезду. Поэтому к основным причинам нарушения безопасности на переезде относятся: 86% — проезд запрещающих светофоров; 12% — объезд водителями шлагбаумов.
Существующие системы не информируют водителей о времени до прихода поезда на переезд, отсутствует информация о направлении движения поезда к переезду, о поездной ситуации на переезде — об одновременном движении поездов по другим путям при движении поезда по ближнему пути, т.к. он закрывает видимость других путей. Кроме того, у них жесткий алгоритм управления — при вступлении на рельсовую цепь поезда, дискретно происходит закрытие переезда для движения автомобилей, не зависимо от скорости поезда. Поэтому создание системы управления ограждающими устройствами с усовершенствованным алгоритмом функционирования, учитывающим координату и скорость поезда на участке приближения, и оперативно предоставляющим водителям информацию о поездной ситуации на переезде, является актуальной научно-технической задачей и имеет важное народно-хозяйственное значение.
Диссертационные исследования согласуются Стратегией научно — технического развития холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и перспективу до 2025 года, где одним из научно-технических приоритетов определено повышение уровня безопасности производственных процессов и эксплуатационной готовности, а одной из задач, направленных на достижение поставленной цели, является «Разработка комплекса технических средств для различных классов железнодорожных переездов, обеспечивающих повышенный уровень защиты, непрерывный мониторинг».
Выполненное исследование соответствует паспорту специальности 05.22.08, которое, согласно формуле, раскрывает содержание специальности — совершенствование существующих и разработка новых технических и технологических решений в организации, управлении перевозочным процессом, в том числе — движением поездов.
Степень разработанности темы исследования. Вопросы теории и практики создания автоматизированных систем управления движением на железнодорожных переездах и обеспечения безопасности функционирования систем интервального регулирования поездов разработаны в трудах известных ученых Брылеева А.М., Кравцова Ю.А., Лисенкова В.М., Бестемьянова П.Ф., Белякова И.В., Сапожникова В.В., Сапожникова Вл. В., Годяева А.И., Алексеева В.М., Котляренко Н.Ф., Степенского Б.М., Бушуева С.В. и др. Анализ литературных источников показывает, что решение обозначенной в работе проблемы осуществляется за счет модернизации различных компонент комплекса автоматической переездной сигнализации. К ним можно отнести значительную глубину исследования принципа управления сигнализацией с жестким алгоритмом функционирования с фиксированной длиной участка приближения. Попытка изменения длины участка приближения и, соответственно, времени ожидания в зависимости от скорости поезда методами зондирования рельсовых линий короткими импульсами наталкивается на техническую сложность системы с невысокой надежностью. Поскольку задача повышения безопасности на железнодорожных переездах особо актуальная и, с учетом того, что в настоящее время имеющиеся теоретические и практические разработки недостаточно полно решают задачи по минимизации времени закрытого состояния переездов, особенно своевременны работы, посвященные решению локальных задач по непрерывному определению координаты и скорости поезда и, соответственно, управления переездной сигнализацией по алгоритму минимального времени закрытого состояния переезда, информированности водителей автотранспорта о ситуации на переезде.
Цель работы и основные задачи исследования. Основной целью исследований является разработка и научное обоснование предложений, направленных на разработку алгоритма функционирования переездной сигнализации на основе информации о местоположении и скорости поезда с самонастройкой уравнения координаты движения поезда, и расширение информационных возможностей.
Для достижения поставленной цели сформированы следующие задачи:

  • анализ развития и современного состояния безопасности движения на переездах для выявления системных причин, вызывающих нарушение безопасности движения на переездах;
  • исследование оснащенности инфраструктуры переездов техническими средствами для определения наиболее эффективных средств и технологий для обеспечения безопасности на переездах;
  • разработка методики формирования множества первичных признаков, характеризующих местоположения поезда на основе селекции априорного множества признаков;
  • разработка вида и сложности уравнения координаты поезда и методики самонастройки уравнения с аргументами — первичными признаками с целью повышения точности вычисления местоположения поезда;
  • исследование разработанного алгоритма самонастройки при изменении первичных параметров датчика координаты — рельсовой цепи — с целью выявления корректирующих возможностей разработанной методики;
  • разработка структурной схемы микропроцессорной реализации управляющей системы ограждающими устройствами звеном самонастройки уравнения координаты поезда и блока управления информационным табло для оперативного информирования водителей о поездной ситуации на переезде, а также о времени приближения поездов к переезду.
    Объектом исследования являются устройства автоматики и телемеханики на линиях и станциях; устройства обеспечения безопасности перевозок, в частности, устройства ограждения на переездах.
    Область исследования: системы обеспечения безопасности движения поездов, методологии построения; системы автоматики и телемеханики, управляющие перевозочным процессом, методы построения, принципы технической реализации и испытания.
    Методология и методы исследований. В соответствии с паспортом специальности 05.22.08. п. 6 (методологии и системы обеспечения безопасности движения) и п. 7 (системы автоматики и телемеханики, предназначенные для управления перевозочным процессом, методы их построения и испытания) при работе над диссертацией автором использованы основные положения аппарата теории электрических цепей, самонастраивающихся систем, матричных методов исследований. Расчеты выполнялись на ПЭВМ с использованием математических пакетов Mathcad 15. Математические модели, схемы замещения рельсовых линий выполнены с использованием теории четырехполюсников и линий с распределенными параметрами.
    Научная новизна работы заключается в следующем:
  • новый принцип непрерывного вычисления местоположения поезда на основе уравнения координаты с аргументами — входными электрическими параметрами рельсового четырехполюсника, что позволяет информировать водителей о времени до прихода поезда на переезд, минимизировать время ожидания водителей у закрытого переезда, и повысить безопасность на железнодорожных переездах;
  • методика селекции первичных информативных признаков, являющихся аргументами уравнения координаты, позволяющая формировать минимальный набор из множества признаков, обладающих максимальной информативностью;
  • обобщенные математические модели первичного датчика информации, учитывающие подверженные влиянию параметры и позволяющие исследовать входные электрические параметры рельсового четырехполюсника при изменении вариативных параметров;
  • методика самонастройки уравнения координаты поезда, позволяющая, рекуррентно изменяя вид и сложность уравнения, добиться максимальной точности вычисления его местоположения.
    Теоретическая и практическая значимость работы. По результатам проведенных теоретических исследований расширены возможности автоматической переездной сигнализации в сторону минимизации времени закрытого состояния переезда, что позволяет формировать новый класс железнодорожных переездов, с существенно увеличенной пропускной способностью, обеспечивающих повышенный уровень безопасности движения поездов и автотранспорта.
    Разработанный и предложенный в работе принцип вычисления координаты поезда с самонастраивающимся уравнением (патент RU 2651379) с алгоритмом адаптивной коррекции коэффициентов уравнения позволяет минимизировать время ожидания водителей у закрытых переездов, исключить их нервозность и, соответственно, повысить безопасность проезда переездов.
    Предложенный в работе принцип расширения информированности водителей о времени подхода поезда, о ситуации на переезде позволяет водителям своевременно получать информацию о поездной ситуации, что также повышает безопасность на переезде.
    Реализация результатов работы осуществлена, путем внедрения опытного образца информационно-управляющей системы управления переездом на ст. Самарка. Математические модели рельсовых цепей участка приближения, позволяющие исследовать комплексные амплитуды напряжений и токов на входе рельсовой цепи, использованы в системе автоматизированного проектирования устройств автоматики и телемеханики в проектно-изыскательском институте «Желдорпроект Поволжья». Теоретические результаты, полученные в работе, используются в Самарском государственном университете путей сообщения в учебном процессе на кафедре «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» .
    Основные положения работы, выдвигаемые на защиту:
  1. Результаты анализа нарушения безопасности на переездах позволили выявить сезонность, зависимость от дней недели и от времени суток нарушений водителями проезда переездов, эта информация может быть использована органами исполнительной власти для принятия мер организационного характера повышения безопасности на переездах.
  2. Математические модели информативных признаков позволяют проанализировать степень влияния колебаний первичных параметров датчика на комплексные амплитуды напряжений и токов на входе рельсового четырехполюсника, являющиеся первичными информативными признаками и характеризующие координаты поезда.
  3. Методика оценки информативности первичных признаков с использованием уравнения вычислителя координаты поезда позволяет провести селекцию признаков по информативности.
  4. Предложенная и созданная информативно — управляющая система ограждающими устройствами переезда с самонастраивающимся уравнением координат поезда имеет высокие эксплуатационные характеристики, может быть рекомендована к широкому внедрению на сети железных дорог Холдинга ОАО «РЖД».
    Степень достоверности и апробация работы. Достоверность результатов работы подтверждены соответствием теоретических и практических исследований в лабораторных и экспериментальных условиях. Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и прошли обсуждение в работе Международных научно-практических конференций, в том числе: «Наука и образование транспорту» (Самара, 2015), «Инновации в системах обеспечения движения поездов» (Самара, 2016), «Информационные технологии и нанотехнологии — ИТНТ-2016» (Самара, 2016), «Перспективные информационные технологии (ПИТ-2017)» (Самара, 2017), «Трансформация научной мысли в XXI веке» (Москва, 2017), «Транспорт, наука, образование в XXI веке: опыт, перспективы, инновации» (Оренбург, 2017), «Наука и образование транспорту» (Самара, 2017), «Молодежная наука в XXI веке: традиции, инновации, векторы развития» (Оренбург, 2018), «Наука и образование транспорту» (Самара, 2018).
    В окончательном варианте результаты диссертационных исследований доложены и обсуждены на расширенном заседании кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» СамГУПС 18 сентября 2018 года, а также на совместном расширенном заседании кафедр «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» и «Управление эксплуатационной работой» УрГУПС 23 ноября 2018 году, и получили одобрение.
    Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе — 1, входящая в международные реферативные базы данных и системы цитирования Web of Science, 5 — в ведущих рецензируемых журналах, определенных ВАК Минобрнауки России для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций, получен 1 патент на изобретение.
    Структура и объем работы. Диссертационное исследование состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Материалы диссертации изложены на 149 страницах основного текста, содержат 70 иллюстраций, 1 таблицу, 7 приложений. Библиографический список включает в себя 137 наименований.

Причинно — следственный анализ безопасности на переездах

Железнодорожные переезды играют важную роль в транспортно- логистической сети России и зарубежных стран. Они обеспечивают системное регулирование транспортных потоков на пересечениях с железными дорогами и безопасное пересечение автотранспортом железных дорог на одном уровне. Вследствие возросшего потока автотранспорта и интенсивности движения поездов, переезды на магистральном железнодорожном транспорте стали местом потери производительности железнодорожного и автотранспорта, вероятности аварий, крушений поездов. Этот фактор влияет негативно на эксплуатационные показатели автомобильного и железнодорожного транспорта. Со стороны железнодорожного транспорта появляются риски аварий, простои поездов по причине устранения последствий аварий, вынужденное ограничение скорости поездов из-за неудовлетворительного состояния пути в зоне переездов, а для автотранспорта — длительные простои, значительный ущерб вследствие аварий, задержка спецавтотранспорта МЧС, школьных автобусов, скорой помощи, т.е. транспортных средств, обеспечивающих неотложные услуги [1-2]. В связи с изменением вагонного и тягового парка условия эксплуатации переездов изменились, а именно, повысилась скорость поездов, а также их масса, и существенно увеличился тормозной путь, следовательно, увеличились длина участка приближения и, соответственно, время ожидания прохода поездов, движущихся со скоростью меньшей, чем установленная. В то же время автотранспорт тоже модернизировался, появились колесные тягачи, перевозящие полуприцепы и прицепы массой 40-50 тонн, которые интенсивно разрушают покрытие переездов и это вынуждает снижать скорость автотранспорта, следующего через переезд до 3-5 км/час, следовательно, образуются огромные очереди автотранспортных средств (АТС) у переездов, что также увеличивает риски совершения аварий водителями АТС.
С точки зрения экономики, переезды с жестким алгоритмом функционирования приводят к непроизводительным простоям автотранспортных средств, отрицательно влияют на экономику региона, т.к. вносят изменения в технологический процесс предприятий, расположенных около железных дорог, у которых переезды включены в логистическую цепочку технологического процесса и значительные простои приводят к частым изменениям маршрута автотранспорта [3-5]. Вероятность совершения на переездах аварий остается наиболее насущной проблемой, связанной с эксплуатацией переездов, а аварии сопровождаются особо тяжкими последствиями. Тяжесть последствий аварий связана несоизмеримостью масс поезда и автотранспортного средства и, как правило, приводит к исключению АТС из инвентарного парка. Основная причина аварий — это недисциплинированность, игнорирование правил дорожного движения (ПДД), а также невнимательность при приближении и движении по переездам водителей АТС. Следовательно, инновационные разработки должны быть направлены на обеспечение минимизации простоя автотранспорта у закрытых переездов и ориентированы на создание безопасных условий движения, расширение возможностей по информированности водителей АТС о дорожной ситуации на переезде.
В этих условиях становятся значимыми вопросы регламентации гарантированной безопасной скорости движения через переезды, повышения пропускной способности переездов, разработки систем управления автоматической переездной сигнализацией (АПС) с учетом координаты и динамики движения поездов [6-8].
Основными факторами, определяющими причины аварийности на железнодорожных переездах (ЖДП), являются:

  • игнорирование правил проезда через ЖДП водителями транспортных средств, а также грубое нарушение ПДД;
  • ошибочная оценка дорожно-транспортной обстановки водителями на переездах, особенно при приближении к ЖДП одиночных локомотивов и пассажирских поездов;
  • несоблюдение норм содержания подходов к ЖДП и в их границах;
  • несовершенство алгоритмов управления АПС.
    Холдинг ОАО «РЖД» уделяет значительное внимание работам по улучшению технического состояния переездов и использованию современных инновационных разработок, вопросу обеспечения безопасности движения на ЖДП, оснащения переездов техническими средствами, направленными на снижение аварийности. Но положение с обеспечением безопасности дорожного движения (БДД) на ЖДП не уменьшается и вызывает особую тревогу [9]. Важность и актуальность выполнения работ по обеспечению безопасности на ЖДП отмечается во всем мире, где используется железнодорожный транспорт и переезды. Поэтому необходимы исследования уровня безопасности на ЖДП и оценка способов обеспечения безопасности в контексте мировых тенденций.

Оценка развития железнодорожных переездов

В странах Европейского железнодорожного агентства (ЕЖДА) число железнодорожных переездов в 2014 г. значилось от 124 в Люксембурге, до 16 000 во Франции (рис. 1.1) [10]. В других странах, не входящих в ЕЖДА, количество железнодорожных переездов имеет серьезный разброс и насчитывает от 3 100 в Турции до 210 000 в США. В Российской Федерации в 2014 году насчитывалось 10 945 переездов, около 80 % из них в настоящее время расположены в Европейской части страны, и характеризуются высокой плотностью потоков железнодорожного и автомобильного транспорта. На рис 1.1 приведено количество переездов в наиболее развитых странах по данным Европейского железнодорожного агентства.

Политика в области повышения безопасности и увеличения пропускной способности автотранспорта на железнодорожных переездах в странах, где значительная сеть железных и автодорог, в основном, направлена на сокращение числа переездов путем строительства современных путепроводных транспортных развязок. В последние годы число железнодорожных переездов в большинстве стран ЕЖДА сократилось (рис. 1.2).

За пятилетку это сокращение составило от 30 % (Швеция) до 2 % (Дания, Словакия). В пяти странах ЕЖДА было зарегистрировано увеличение числа железнодорожных переездов, составившее от 1 % (Венгрия и Латвия) до 14 % (Греция), в некоторых странах превозвысило 20 % (Болгария и Испания). В США в процентном отношении число железнодорожных переездов уменьшилось настолько незначительно на фоне количества переездов, что практически, можно считать, осталось без изменений.

На железных дорогах Холдинга ОАО «РЖД» по программе модернизации за последние 5 лет закрыты 523 переезда, что составляет около 5 % [11] (рис. 1.3).

Из анализа динамики закрытия переездов следует, что в последние годы темп закрытия переездов ОАО «РЖД» значительно подрос. [12]. Однако наличие значительных сельхозугодий требует непрерывного обращения сельскохозяйственной техники между местами постоянного нахождения и проведения работ, которые зачастую могут находиться на другой стороне железной дороги. Так, на одном из участков Ю-Уральской ж. д. для сельхозпроизводителей вынуждены содержать на участке длиной около 10 км 3 малодеятельных переезда с оповестительной сигнализацией. Т.е. к дальнейшему закрытию Холдинг подходит с учетом экономических последствий не только железнодорожного транспорта, но и реального сектора экономики.

Причинно-следственный анализ состояния безопасности на
железнодорожных переездах

Вместе с тем, статистика подтверждает, что сокращение числа переездов не приводит к пропорциональному уменьшению ДТП на оставшихся переездах. Среднегодовое число серьезных аварий, сопровождающихся гибелью людей и/или имеющих иные серьезные последствия, на железнодорожных переездах в значительной степени варьируется. В директиве Комиссии ЕС по железнодорожной безопасности 2016/798/Еи [2] содержится определение термина «серьезная авария» — любая авария с участием, по крайней мере, одного
движущегося железнодорожного транспортного средства, в результате которой один человек погиб или тяжело ранен, либо нанесен значительный ущерб парку подвижного состава, путям, другому оборудованию инфраструктуры или окружающей среде, либо произошел крупный сбой в движении поездов.

В период 2006-2014 гг. в странах ЕЖДА среднегодовое значение составляло от 1 аварии (Ирландия) до 152 (Польша) (рис. 1.4). В других странах число аварий на ЖДП, сопровождавшихся гибелью людей и/или имеющих иные серьезные последствия, варьировалось в среднем от 24 аварий (Канада) до более 250 аварий (Российская Федерация) в год.
Относительная оценка уровня безопасности на ЖДП (на 1000 переездов) показывает иные результаты (рис. 1.5).

В странах Евросоюза, а также других странах, где наблюдается значительное число аварий на переездах (Франция, Германия, Польша и США) и имеется большое количество железнодорожных переездов (ЖДП), с точки зрения соотношения между числом аварий и числом ЖДП располагают лучшими результаты, чем страны с меньшим числом аварий и железнодорожных переездов (Болгария и Эстония). На дорогах Российской Федерации ситуация иная, т.к. количество переездов значительно меньше, а число аварий со смертельным исходом больше.

Причины аварийности в зоне ЖДП Холдинга ОАО «РЖД» показали, что количество аварий, в основном, зависит от многих факторов, а именно, от времени и сезона, обустройства переездов современными техническими средствами АПС, автошлагбаумами и устройствами заграждения переездов (УЗП). Для снижения рисков транспортных происшествий на ЖДП ОАО «РЖД» непрерывно работает над задачей оптимизации числа переездов, обоснованием закрытия переездов на малодеятельных железнодорожных участках, а также ликвидации переездов, находящихся в зоне построенных автодорожных путепроводных развязок [13].

На рис. 1.6 представлены графики уменьшения железнодорожных переездов на сети ОАО «РЖД» за период 2008-2017 гг.

Как следует из графиков, за исследованный период общее число переездов сократилось приблизительно на 8 %, а количество переездов без дежурных сократилось на 9,5%. Это связано с закрытием малодеятельных неохраняемых переездов на высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва-С- Петербург и с требованиями ликвидации переездов на ВСМ [14]. Работа по закрытию переездов Холдингом ОАО «РЖД» с органами власти на местах и ГИБДД продолжается.
К сожалению, несмотря на сокращение количества переездов, ДТП на оставшихся переездах практически не снижается. Это является консервативным путем увеличения безопасности движения и сокращения ДТП на переездах.

На Приволжской железной дороге эксплуатируются 532 переезда, что составляет около 5 % от общего их количества (10664 шт.), а количество ДТП на переездах Приволжской дирекции инфраструктуры в 2017 — 11 (рис. 1.8), что составляет 4 % от сетевого значения.

Сравнение количества ДТП Приволжской ж.д. и ДТП на сети железных дорог показывает на существенную корреляционную зависимость, особенно за последние три года.

По отдельным видам ДТП на переездах сети железных дорог, особенно с пассажирскими поездами, ситуация неизменна, а значительное количество столкновений вне переездов указывает на несовершенство запретительных мер въезда на переезд.

Из графиков следует, что за исследованный период количество происшествий с пассажирскими поездами практически осталось неизменным. Из-за увеличения скорости локомотивов увеличилось ДТП с одиночными локомотивами.

Тревожным фактом является возросшее в 2017 году количество погибших и пострадавших в ДТП граждан. В последние годы тяжесть ДТП предельно высока, т.к. высокие скорости поездов не оставляют шанса на жизнь водителям при ДТП на переездах. Так, по оперативным данным, за 6 месяцев 2018 года на железнодорожных переездах по вине водителей допущено уже 139 столкновений железнодорожного подвижного состава с транспортными средствами, что на 1,5% больше, чем в 2017г. При этом количество погибших в результате ДТП увеличилось на 11% (с 19 до 21 человека). И это несмотря на оснащение значительного количества переездов устройствами АПС. Это показывает на то, что современная АПС функционирует по жесткому алгоритму, т.е. без учета координаты и скорости поезда. С учетом существенного увеличения скорости движения поездов и веса грузовых поездов, изменилась динамика движения поездов в зоне переездов, что существенно усугубляет ситуацию с обеспечением безопасности [15-16]. Если ранее водителям удавалось нарушить ПДД без последствий из-за низких скоростей поездов (удавалось «проскочить»), то в настоящее время водители не могут достоверно оценить действительную скорость приближающегося поезда из-за других динамических характеристик современных локомотивов.

Несмотря на предпринимаемые меры железными дорогами [17-18], положительных результатов для улучшения дорожно-транспортной дисциплины со стороны водительского состава добиться не удается. Так, среди нарушений водителями транспортных средств (ТС) правил проезда переездов необходимо отметить следующие: проезд запрещающего сигнала переездной сигнализации является основным видом нарушений ПДД и составляет 240 случаев (167 — 2016 г.), объезд закрытого шлагбаума составляет 4 случая (5 — 2016 г.), иные причины составили 19 случаев (39 — 2016 г.). Исследования возрастного состава водителей- нарушителей ПДД показывают, что 23 % нарушений приходится на возраст водителей 30-40 лет, 20 % — 41-50 лет и 19 % — 21-30 лет, т.е. на возрастной диапазон от 20 до 50 лет приходится 62 % нарушений ПДД на переездах. Низкая информированность о поездной ситуации в районе переезда тоже является причиной совершения аварий. Опрос водителей автотранспорта, пользующихся железнодорожными переездами, показал, что 70 % водителей одобряют внедрение систем информирования водителей, предоставляющих информацию о поездной ситуации на участках приближения к переездам [19].

Факторный анализ происшествий на переездах

На рис. 1.11 представлена динамика изменения основных видов нарушения водителями ПДД на переездах за 2016-2017 гг.
Очевидно, количество ДТП коррелируется с интенсивностью движения автотранспорта по дорогам в течение часа, недели, месяца и года. Динамика ДТП также варьируется в течение суток, дней недели, месяца, и функциональная зависимость динамики определяется, согласно ведомственной строительной норме ВСН 42-85, разработанной Минтрансстроем СССР [20].

В диссертации представлены коэффициенты неравномерности движения автотранспорта в виде диаграмм (рис. 1.12, 1.14 и 1.17) как ориентировочно средние, и они могут уточняться на основе статистики учета движения автотранспорта по годам.

Из диаграмм (рис. 1.12) следует, что движение АТС через переезды по месяцам крайне неравномерное. Так, в июле количество автотранспорта, следующего через переезды, в 4 раза больше показателей февраля, и, естественно, в осенние и зимние месяцы количество автотранспорта на дорогах уменьшается. Это связано с сезонными колебаниями количества автотранспорта (дачники, автомобили, следующие на юг, региональные перемещения населения).

Помесячный анализ ДТП (рис. 1.13) показывает, что наибольшее количество происшествий в 2017/2016 гг. имело место в январе (31/19), феврале (28/23) и октябре (25/25), наименьшее — в мае (16/12) и июне (17/9).

Сравнение диаграмм, рис 1.12 и 1.13 показывает, что корреляционной связи между количеством ДТП по месяцам и неравномерностью потока автотранспорта нет, что связано с перегруженностью переездов автопотоками, поэтому сезонные колебания незначительно влияют на количество ДТП.

Для сравнения изменения потока автотранспорта и разработки корректирующих мероприятий в работе был проведен анализ неравномерности движения автотранспорта по дням недели.

Из диаграмм (рис. 1.14) следует, что наибольший пик приходится на пятницу и субботу, это органически связано с окончанием рабочей недели и началом межрегионального перемещения людей.

Как видно из диаграмм (рис. 1.15), максимальное количество ДТП в 2017/2016 г. по дням недели происходило по субботам (41/29), средам (40/34) и четвергам (40/21), а минимальное количество по понедельникам (32/33) и воскресениям (34/36). Расхождение пиков ДТП по дням недели ВСН 42-85 и фактическим количеством ДТП в 2016/17 гг. связано с необходимостью корректировки ВСН, используя статистические данные последних лет, т.к. наступает насыщение автодорог автотранспортными средствами.

Рекомендация: органам ГИБДД, общественным инспекторам необходимо максимально сосредоточить мероприятия по предупреждению ДТП на переездах на субботу, среду и четверг, а в остальные дни патрулировать автодороги.

Сравнительный анализ количества ДТП по дням недели в 2001 году и в 2016/17 гг. показывает изменение характера неравномерности. Так, в 2001 году наибольший пик приходился на понедельник (первый день недели после выходного дня), пятницу (нервозность, усталость, накопившиеся за неделю, спешка водителей домой после трудового дня, выезды за город на огород, дачу), и воскресение (возвращение уставших водителей с дачных участков домой).

В отличие от статистических данных 2001 года (рис. 1.16), в 2017 году количество ДТП по дням недели примерно выровнялось, т. к. существенно увеличилось количество автотранспорта и происходит насыщение автодорог автомобилями, что приводит к нервозности водителей автотранспорта и, как следствие, к ДТП.

Анализ временных промежутков в течение суток (рис. 1.17) показывает, что с 7 часов утра до 21 часов интенсивность движения автотранспорта резко возрастает, и это логично, т.к. этот временной промежуток активной жизни автомобилистов.

Из диаграммы (рис. 1.18) видно, что наибольшее количество ДТП в 2017 году, как и в предыдущем году, произошло во временном промежутке с 12.00 час. до 19.00 час. (105 — 2017 г./73 — 2016 г.), а наименьшее в период с 19.00 час. до 24.00 час. (40/36), и этот вывод совпадает с данными диаграммы рис. 1.17.

Рекомендация: органам ГИБДД и общественным инспекторам в промежуток времени с 12 до 19 часов необходимо особо обратить внимание на переезды железных дорог, т.к. в этом промежутке времени происходит максимальное количество ДТП на переездах. Анализ динамики ДТП в 2017 году на сети дорог по категориям переездов (рис. 1.19), месяцам года и дням недели, а также по временному промежутку (в соотношении с 2014 г.) показал, что наибольшее количество ДТП происходит на переездах IV категории.

Если рассмотреть отношение общего количества переездов по категориям, аварий на переездах, то характер диаграмм на рис. 1.19 иной, а именно, по переездам: 1 категории — коэффициент 70.63; 2 категории — 63; 3 категории — 27.1 и 4 категории 47.4. Это значит, что наиболее опасными являются переезды 1 и 2 категории, а максимальное число аварий на переездах 4 категории (134) соответствует и максимальному их количеству — 6997 штук.

Таким образом, в связи с увеличением скоростей и веса поездов, трендом повышения количества автотранспортных средств (ежегодное увеличение автотранспорта в среднем составляет более 2,7 млн единиц техники), уменьшением количества переездов, нагрузка на оставшиеся переезды увеличивается, и, следовательно, риск возникновения дорожно-транспортных происшествий увеличивается. Мероприятия, направленные на закрытие переездов, не приносят ожидаемых результатов. Так, 6 % закрытых переездов за последние 7 лет привели всего к 5 % уменьшению происшествий на переездах [21]. Это указывает на экстенсивный путь достижения требуемых значений безопасности на переездах за счет их сокращения, и на необходимость разработки новых инновационных решений для регулирования автоматическими ограждающими системами на переездах.

Выводы по первой главе

  1. Проведенный анализ состояния и развития сети железнодорожных переездов в станах Европейского железнодорожного агентства (ЕЖДА) показал, что число железнодорожных переездов варьируется от 124 в Люксембурге, до 16 000 во Франции. Максимальное количество переездов в Соединенных Штатах Америки — 210 000. В последние годы число железнодорожных переездов в большинстве стран ЕЖДА сокращается неравномерно, от 30 % (Швеция) до 2 % (Дания, Словакия), а в США количество переездов осталось неизменным. Поэтому повышение безопасности на железнодорожных переездах достигается внедрением современных инновационных технологий регулирования переездной сигнализацией.
  2. Несмотря на большое количество переездов, в период 2006-2014 гг. в странах ЕЖДА среднегодовое значение аварий составляло от 1 (Ирландия) до 152 (Польша). В других странах число аварий на ЖДП, сопровождавшихся гибелью людей и/или имеющих иные серьезные последствия, варьировалось в среднем от 24 (Канада) до более 250 аварий (Российская Федерация) в год, а в США произошло 225 аварий. Если рассмотреть удельный вес аварий, приходящихся на 1000 переездов, то показатели РЖД значительно хуже, т.е. нагрузка на переезды РЖД значительно выше, чем в странах ЕЖДА.
  3. Причинно-следственный анализ происшествий на переездах ОАО «РЖД», проведенный в работе, показывает, что количество ДТП коррелируется с интенсивностью движения автотранспорта по дорогам в течение часа, недели, месяца и года, также динамика варьируется в течение суток, дней недели, месяца. Статистические исследования, проведенные на полигоне Приволжской ж.д, показали, что наибольшее количество происшествий в 2017/2016 гг. имело место в январе, марте и апреле, наименьшее — в октябре и мае, а по дням недели — происходило по средам, четвергам и пятницам, а минимальное количество — по понедельникам и субботам. По времени суток наибольшее количество происшествий приходится на временной промежуток с 12.00 час. до 19.00 час. Разработанные временные графики переданы для использования в ОблГИБДД.

Список литературы

  1. Диморов, Н.Ю. Железнодорожным переездам особое внимание / Н.Ю. Диморов // Железнодорожный транспорт. — 2005. — №6. — С.13-15.
  2. Тарасов, Е.М. Анализ состояния безопасности движения и мероприятия по повышению безопасности на железнодорожных транспортных пересечениях / Е.М. Тарасов, Г.М. Третьяков, А.Г. Исайчева // Вестник транспорта Поволжья. — 2015. — № 5. — С.85-90.
  3. Гатауллин, С. Т. Экономическая оценка и пути снижения потерь на железнодорожных переездах : автореф. дис…. канд. экон. наук: 08.00.05, 08.00.13 / Гатауллин Сергей Тимурович. — М., 2009. — 19 с.
  4. Курбатова, А.В. О задержках автотранспорта на регулируемых железнодорожных переездах / А.В. Курбатова, С.Т. Гатауллин // Вестник ГУУ. — 2006. — №5(18).
  5. Персианов, В.А. Задержки автотранспорта у железнодорожных переездов, их экономическая оценка и пути снижения / В.А. Персианов, С.Т. Гатауллин, А.А. Юнушкин // Вестник ГУУ. — 2007. — №6(6). — С. 310-316.
  6. Герус, В.Л. Интеллектуальные системы на железнодорожном транспорте/ В.Л. Герус, Е.М. Тарасов, Д.В. Железнов // Инновации в системах обеспечения движения поездов : материалы I междунар. науч.-практ. конф. — Самара, 2016. — С. 6-8.
  7. Матюхин, В.Г. Интеллектуальные системы для железнодорожного транспорта. Опыт и перспективы / В.Г. Матюхин // Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. компьютерное и математическое моделирование (ИСУЖТ-2015) : труды IV междунар. науч.-техн. конф. — Москва, 2015 года. — С. 3-6
  8. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года [Электронный ресурс] // Министерство транспорта Российской Федерации : офиц. сайт. — Режим доступа: https://www.mmtrans.ru/documents/3/1009.
  9. Глава РЖД призывает усилить работу по предотвращению аварий на переездах [Электронный ресурс] // РИА Новости: офиц. сайт. — Режим доступа: https://ria.ru/society/20180614/1522677629.html.
  10. Доклад группы экспертов по повышению безопасности на железнодорожных переездах Европейской экономической комиссии. Комитет по внутреннему транспорту. Семьдесят четвертая сессия, Женева, 21-24 марта 2017года, Distr.: General 10 January 2017 Original: English.
  11. Белоногов, А.С. Анализ безопасности на железнодорожных переездах. /
    A. С. Белоногов, А.Е. Тарасова // Наука и образование транспорту : материалы конф. — Самара, 2015. — Т.1. — С. 115-118.
  12. Условия эксплуатации железнодорожных переездов : утв. Министерством транспорта РФ 3.07.2015. №237.
  13. Морозов, М.Г. Безопасность движения на железнодорожных переездах / М.Г. Морозов // Евразия Вести. — 2015. — №7.
  14. Шкурников, С. В. Общие требования к проектированию высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва — Казань / С.В. Шкурников, Н.С. Бушуев,
    B. А. Голубцов // Транспорт Российской Федерации. — 2015. — №2 (57). — С. 26-29.
  15. Герус, В.Л. Временной и сезонный анализ происшествий на переездах / В.Л. Герус, А.Е. Тарасова // Вестник транспорта Поволжья. — 2018. — № 1(54). — С. 75-82.
  16. Тарасов, Е.М. Интеллектуальные системы на железнодорожном транспорте / Е.М. Тарасов, Д.В. Железнов // Инновации в системах обеспечения движения поездов : материалы I междунар. науч.-практ. конф. — Самара, 2016.
  17. Тарадин, Н. А. Методы оценки безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики: автореф. дис…. канд. техн. наук : 05.22.08 / Тарадин Николай Александрович. — М., 2010. — 14 с.
  18. Миненко, Е. Ю. Анализ мероприятий направленных на решение проблемы безопасности на железнодорожных переездах / Е.Ю. Миненко, Ю.А. Кусморова // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 78-80.
  19. Мохонько В.П. Устройство контроля координаты и скорости поезда системы управления переездной сигнализацией: дис…. канд. техн. наук: 05.13.05 / Мохонько Владимир Петрович. — Самара, 2002. — 188 с.
  20. Инструкция по проведению экономических изысканий для проектирования автомобильных дорог (ВСН 42-87) : утв. Минтрансстроем СССР 10.07.87 № 271.
  21. Миненко, Е. Ю. Общая характеристика железнодорожных переездов и показателей безопасности движения через них / Е.Ю. Миненко, Ю.А. Кусморова // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 80-83.
  22. О железнодорожном транспорте Российской Федерации : Федеральный закон от 10.01.2003г. № 17-ФЗ (с изменениями от 07.07.2003 г.).
  23. Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в российской федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации : Федеральный закон от 08.11.2007г. № 257-ФЗ.
  24. Герус, В.Л. Оценка эффективности существующей переездной сигнализации/ В.Л. Герус, Д.В. Железнов, Е.М. Тарасов // Вестник транспорта Поволжья. — 2015. — № 6(54). — С 58-61.
  25. Миненко Е. Ю. Повышение безопасности движения на железнодорожном переезде / Е.Ю. Миненко, А.С. Ширшиков, Я.А. Филимончева // Мир транспорта и технологических машин. — 2013. — № 4.
  26. О техническом регулировании : Федеральный закон от 27.12.2002г. №184-ФЗ (с изменениями от 09.05.2005 г.).
  27. Алаторцева, Е. М. Правовые основы обеспечения безопасности дорожного движения / Е.М. Алаторцева, Н.В. Пеньшин // Вопросы экономики и управления. — 2018. — №1. — С. 41-43.
  28. Безопасность на железнодорожных переездах: законодательное регулирование, новые технологические решения для предупреждения аварий // Пресс-центр Издательского дома «Гудок». — 2016. — 13 апреля. -11.00 — 14.00.