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:   || 2 | 3 |

Повышение безопасности пассажирских канатных дорог на основе оценки риска и резервирования привода

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КИНЖИБАЛОВ Александр Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПАССАЖИРСКИХ

КАНАТНЫХ ДОРОГ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ РИСКА

И РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПРИВОДА

Специальность 05.05.04 «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новочеркасск 2008 г.

Работа выполнена в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехни­ческом институте) на кафедре «Подъемно-транспортные машины и роботы».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Короткий Анатолий Аркадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кобзев Анатолий Петрович

доктор технических наук, профессор

Джигкаев Тамерлан Сосланович

Ведущее предприятие: Астраханский государственный технический университет

Защита состоится « 26 » декабря 2008 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) по адресу: 346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 в 107 ауд. главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Автореферат разослан « 25 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

профессор, доктор технических наук В.С.Исаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Пассажирские канатные дороги (ПКД) относятся к непрерывным видам транспорта и, так же, как автомобильный или железнодорожный транспорт участвуют в перевозке пассажиров. ПКД, как основной вид транспортной инфраструктуры в горноклиматических зонах и туристических комплексах являются, как правило, узловым звеном транспортных технологий, от них зависит не только нормальное функционирование всего комплекса, но и безопасность отдыхающих там людей.

Основной особенностью конструкции ПКД является то, что средства для транспортирования людей – вагоны, кресла, кабины – перемещаются на некотором расстоянии от поверхности земли по стальным канатам. В связи с этой особенностью их важнейшим преимуществом является возможность соединять конечные пункты по кратчайшему расстоянию, причем уклон трассы в вертикальной плоскости может достигать 45° и более, что делает невозможным применение автомобильного и железнодорожного транспорта.

Пункт 3 приложения 1 Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ФЗ-116), к категории опасных производственных объектов относит, в том числе, и объекты, на которых используются стационарно установленные канатные дороги. Согласно статье 10 ФЗ-116 в целях обеспечения готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварии организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана:



- планировать и осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий на опасном производственном объекте;

- обучать работников действиям в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте.

При подготовленности работников опасного производственного объекта, инженерно технического персонала к действиям в случае возникновения аварии или инцидента на опасном производственном объекте, наличие планов ликвидации аварий (ПЛА, ПЛАС, ПЛАРН), ведет к снижению последствий аварии.

Статья 2.1.3 «Правил устройства и безопасной эксплуатации пассажирских подвесных и буксировочных канатных дорог» (ПБ 10-559-03) предполагает при разработке проекта канатной дороги всестороннюю оценку риска аварии. При оценке риска аварий следует проанализировать различные сценарии, отражающие как наиболее типичные и вероятные, так и неблагоприятные (как правило, маловероятные) события. Однако, до настоящего времени отсутствуют какие-либо методы и методики по оценке риска аварий канатных дорог.

Согласно РД 03-496-02 авария – это разрушение сооружений и/или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и/или выброс опасных веществ. Как показывает анализ аварийных ситуаций, аварий связанных с разрушением несущих элементов канатных дорог практически не происходит. Это связано с тем, что несущие элементы канатной дороги имеют повышенные запасы прочности. В соответствии со статьей 2.2.3 ПБ 10-559-03 запас прочности (отношение временного сопротивления материала к напряжению от максимальных статических нагрузок) всех несущих элементов механического оборудования ПКД должен быть не менее пяти. Большинство аварий происходит вследствие неквалифицированных действий персонала или внешних антропогенных воздействий.

Один из способов предотвращения возникновения аварий канатной дороги является использование на этапе проектирования принципов резервирования ответственных элементов (главный и резервный приводы, два взаиморезервирующих источника питания и т.п.).

Резервирование - одно из основных средств обеспечения заданного уровня безопасности ПКД при недостаточно надежных компонентах и элементах. Цель резервирования - обеспечить безотказность ПКД в целом, т. е. сохранить ее работоспособность, когда возник отказ одного или нескольких элементов.

На практике возможности применения резервирования ограничиваются допустимыми значениями массы, объёма, стоимости и/или других параметров резервируемого устройства. Поэтому приходится решать задачу оптимального резервирования, имеющую два аспекта: обеспечение максимального значения показателей безопасности при заданном значении ограничивающего фактора и обеспечение заданных значений показателей безопасности при минимальном значении ограничивающего фактора.

Согласно статье 6.4 ПБ 10-559-03 общая длительность проведения спасательных работ, предусмотренная в плане эвакуации и спасения, не должна превышать 3 ч. При этом отсчет времени начинается с момента остановки дороги и продолжается до момента спасения последнего пассажира и доставки его в установленное место.

При проведении спасательных работ возникает опасность для жизни и здоровья пассажиров, связанная с их эвакуацией из подвижного состава канатной дороги и доставкой к месту сбора. Проведение спасательных и эвакуационных работ сопряжено с определенным риском не только для пассажиров, обслуживающего персонала канатной дороги, но и для всех лиц, находящихся в зоне потенциальной опасности.

В связи с этим имеет смысл ввести новое понятие события, связанного с отказом канатной дороги – «аварийная остановка».

Аварийная остановка – остановка канатной дороги, требующая проведения спасения и эвакуации пассажиров.

В связи с этим настоящая работа посвящена разработке метода оценки и управления безопасностью пассажирских канатных дорог при аварийных остановках и разработке рекомендаций, позволяющих осуществлять проектирование пассажирских канатных дорог с заданными параметрами и степенью безопасности.

Работа выполнена на кафедре «Подъемно-транспортные машины и роботы» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) в рамках научного направления «Оценка, прогноз и повышение производственной и экологической безопасности жизнедеятельности», утвержденного Ученным советом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.2001 г., по госбюджетной теме кафедры ПТМиР П3.842 «Экспертиза подъемно-транспортных машин повышенной опасности».

Цель работы. 

Повышение безопасности пассажирских канатных дорог путем оценки риска и резервирования привода.

Научные положения, выносимые на защиту.

• Оценка риска на основе статистических данных о количестве пассажирских канатных дорог, аварийных остановок, способов эвакуации и функционального резервирования позволяет получить качественные и количественные показатели для управления риском ПКД;

• Риск-анализ для пассажирских канатных дорог, основанный на идентификации опасностей, зонировании трассы и функциональном резервировании позволяет сократить риск возникновения аварийных остановок;

• Повышение безопасности ПКД большой протяженности в сложных рельефно-климатических условиях достигается применением функционального резервирования на основе использования многодвигательных приводов.

Степень достоверности результатов, проведенных исследований.

Степень достоверности, полученных результатов подтверждается:

• Значительным объемом статистических данных по количеству пассажирских канатных дорог, аварийных остановок и травматизма (22000 канатных дорог);

• Использованием методов теории рисков и катастроф;

• Использованием методов математической статистики для обработки результатов теоретических и экспериментальных исследований;

• Сходимостью теоретических и лабораторных результатов исследований тяговой способности движителя многодвигательных приводов (расхождение составляет 11%).

Новизна научных положений, выносимых на защиту.

Научная новизна заключается в следующем:

• Предложен метод оценки риска ПКД, учитывающий опасности возникновения аварийных остановок, методы эвакуации пассажиров и функциональное резервирование и позволяющий управлять риском по всей длине трассы за счет применения многодвигательных приводов;

• Разработан риск-анализ для пассажирских канатных дорог, позволяющий проводить расчет риска с учетом зонирования трассы канатной дороги и функционального резервирования ответственных элементов;

• Предложен принцип функционального резервирования, основанный на использовании многодвигательного привода, распределенного по всей длине трассы.

Практическая значимость работы.

• Предложена методика оценки и управления риском пассажирских канатных дорог с учетом зонирования трассы, способов эвакуации и функционального резервирования ответственных элементов;

• Разработаны новые конструкции движителей для канатных дорог с многодвигательным приводом (защищены патентами №2269443, №2283787, №2287444, № 22337023 на изобретение);

• Создана физическая модель, позволяющая исследовать тяговую способность движителей канатных дорог с многодвигательным приводом;

• Разработаны рекомендации для проектных организаций по применению риск-анализа при создании высоконадежных и эффективных пассажирских канатных дорог.

Реализация работы.

Методика оценки и управления риском пассажирских канатных дорог внедрена на предприятии по строительству канатных дорог «СКАДО», г. Самара.

Полнота изложения материалов диссертации в опубликованных работах.

Общее содержание и основные положения работы докладывались на: международной научно-технической конференции «Производство и ремонт машин» (Ставрополь, 2005 г.); конференциях и научных семинарах кафедры ПТМиР ЮРГТУ (НПИ) (Новочеркасск, 2003 - 2006 гг.); техническом совете ЗАО «СКАДО» (Самара, 2006-2007 гг.); Уральском подъемно-транспортном Конгрессе (Екатеринбург, 2007 г.); научно-техническом семинаре по пассажирским канатным дорогам (Сочи, 2008 г.).

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК – 4, получено 6 патентов РФ.

Структура и объем работы.  Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 85 наименований, приложения. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу и 41 рисунок.

Автор благодарит кандидата технических наук Маслова Валерия Борисовича за консультации и ценные советы при проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена оценка современного состояния безопасности канатных дорог, обоснована актуальность темы диссертационной работы и показана ее практическая значимость.





В первой главе представлены статистические данные по аварийным остановкам на пассажирских канатных дорогах за период 1997-2007 гг., рассмотрено современное состояние вопроса в области безопасности при эксплуатации пассажирских канатных дорог.

Анализ аварийных остановок показывает, что материальный и социальный ущерб от аварийных остановок пассажирских канатных дорог, работающих в интенсивном режиме, весьма значим, а проблеме повышения безопасности этого вида канатного транспорта, следует уделять особое внимание. На этом фоне возникает острая проблема в оценке безопасности. Одним из таких показателей может быть риск. Риск характеризуется не только частотой события, но и величиной ущерба.

Канатные дороги представляют собой сложную многокомпонентную транспортную систему, безопасность которой является определяющим параметром, как при ее создании, так и эксплуатации. В соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации пассажирских подвесных и буксировочных канатных дорог» (ПБ 10-559-03) одним из условий безопасности пассажирских канатных дорог является проведение регламентных работ. При регламентных работах выполняют профилактику, ревизию, в том числе техническое освидетельствование, ремонт, экспертизу промышленной безопасности.

Статистические исследования аварийных остановок пассажирских канатных дорог, а также анализ причин их возникновения свидетельствует о том, что:

– пассажирские канатные дороги занимают в современном мире ведущее место в обеспечении транспортно-технологических потоков в горноклиматических зонах и городской инфраструктуре;

– неблагоприятные события возникают вследствие экстремальных (не проектных) нагрузок на ответственных элементах ПКД, где не соблюдаются требования правил безопасности, из-за несвоевременного или неудовлетворительного проведения технического обслуживания, диагностирования, технического освидетельствования;

– одним из наиболее ответственных и уязвимых элементов, определяющих безопасность эксплуатации подвесных канатных дорог, является привод, перемещающий посредством канатоведущего шкива подвижной состав с пассажирами. Согласно статистике большинство аварийных остановок канатных дорог происходит по причине несвоевременного выявления скрытых дефектов привода;

– количество случаев аварийных остановок на канатных дорогах, связанное с эксплуатацией некачественно изготовленных или неисправных приводов, за прошедшее десятилетие составляет 22% от их общего числа, связанных с техническим состоянием ПКД (рисунок 2). Большинство аварийных остановок происходит из-за технического состояния привода.

Качество и надежность канатной дороги определяют степень ее безопасности. Это значит, что в течение установленного срока службы при ее эксплуатации не будут происходить повреждения, отказы, аварии и несчастные случаи, причиной которых являются, как правило, низкое качество изготовления, несоответствие применяемых конструкций канатов проектным и нормативным документам, техническое обслуживание, нарушение установленных режимов эксплуатации как самих ПКД, так и их элементов и др.

Проблемы и их решения в области теоретической надежности систем подъемных сооружений освещены Григорьевым Н.И., Брауде В.И., Пронниковым А.С., Зарецким А.А., Андриановым Е.Н., Стрелецким Н.С., Болотиным В.В., Райзером В.Д., Шпете Г., Гусевым А.С., Казаком С.А., Гохбергом М.М., Лангом А.Г., Медведиком С.И., Орловым А.Н., Чаплыгиным Ф.Т., Смеховым А.А., Ерофеевым Н.И., Серенсеном С.В., Филяковым А.Б., Коротким А.А., Хальфиным М.Н., Панасенко Н.Н., Шишковым Н.А., Котельниковым В.С., Липатовым А.С. и др.

Несмотря на достаточный перечень научных работ, аналитическим методам моделирования аварийных остановок при эксплуатации подъемных сооружений и в частности ПКД, посвящено ограниченное число работ.

При выборе методов проведения анализа риска необходимо учитывать этапы жизненного цикла и типы канатных дорог, а также конкретные цели анализа, критерии приемлемого риска, тип анализируемой системы и характер опасности, наличие ресурсов для проведения анализа необходимой информации, опыт и квалификацию исполнителей и др. факторы.

Недостаточность информации в литературных источниках и нормативно-технической документации об оценке безопасности пассажирских канатных дорог, а также, имеющаяся статистическая информация об аварийных остановках ПКД, позволили сформулировать задачи комплексного исследования:

- провести комплексную оценку опасностей пассажирских канатных дорог;

- разработать метод оценки риском пассажирских канатных дорог с учетом опасности возникновения аварийных остановок, методов эвакуации пассажиров и функционального резервирования;

- разработать новые конструкции движителей для канатных дорог с многодвигательным приводом;

- провести экспериментальные исследования тяговую способность движителей канатных дорог с многодвигательным приводом;

- разработать рекомендации для проектных организаций по применению риск-анализа при создании высоконадежных и эффективных пассажирских канатных дорог;

- разработать методику оценки и управления риском пассажирских канатных дорог.

Рисунок - 1 Динамика аварийных остановок пассажирских канатных

дорог за период 1997-2007 гг

Рисунок - 2 Диаграмма распределения причин аварийных остановок

канатных дорог

Во второй главе выбраны методы проведения анализа риска с учетом этапов жизненного цикла и типа канатной дороги. Выполнена идентификация опасностей пассажирских канатных дорог и определены критерии степени риска вследствие аварийной остановки на канатной дороге, предложены формулы для определения риска канатных дорог, с учетом резервирования элементов, определяющих уровень безопасности.

Согласно требованиям ПБ 10-559-03 проект ПКД должен содержать раздел по оценке риска аварии, а также план организации работ в аварийных ситуациях.

При оценке риска аварийных остановок следует проанализировать различные сценарии, отражающие как наиболее типичные и вероятные, так и неблагоприятные (как правило, маловероятные) события. Следует детально выявить условия и оценить вероятность реализации сценариев аварий с причинением вреда жизни, здоровью, имуществу пассажиров, обслуживающего персонала и других лиц, а также окружающей природной среде.

Основой оценки риска является процедура идентификации опасностей (на основе представленной информации об объекте, данных экспертизы, опыта работы подобных систем, документирования частоты отказов и др.) и четкое описание всех присущих объекту опасностей в отношении самого объекта, персонала, имущества, третьих лиц и окружающей среды.



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 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.