Обґрунтування параметрів технічного обслуговування залізничної колії на основі оцінки ризику

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена удосконаленню системи технічного обслуговування (ТО) інфраструктури залізничного транспорту шляхом впровадження ризик-орієнтованого підходу. У роботі проаналізовано структуру системи ТО колії в Україні, сучасні методи планування обслуговування (за станом, за напрацюванням, за ризиком) та нормативну базу, що регулює ці процеси (ISO 31000, EN 50126, EN 13848, інструкції Укрзалізниці). На основі цих положень розроблено методику ідентифікації небезпек, побудови матриці ризику та визначення критичних елементів верхньої будови колії. Практична частина виконана на прикладі ділянки колії Підзамчівської дистанції Львівської залізниці (ширина колії 1520 мм). Проведено аналіз геометрії колії, дефектів рейок, шпал і скріплень, розраховано індекси якості Qn та визначено ділянки з підвищеним рівнем ризику відмов. Побудовано модель залежності частоти ТО від рівня ризику та вартості простою, що дозволила визначити оптимальний інтервал між обслуговуваннями — близько 1 року, при якому досягається мінімум сукупних витрат і прийнятний рівень безпеки руху. У результаті порівняння ризик-орієнтованої стратегії з планово-попереджувальною системою встановлено: • зменшення загальних витрат на ТО на ?30 %; • підвищення інтегрального показника RAMS на 2–3 %; • скорочення непланових обмежень швидкості до 25 %. Розроблено практичні рекомендації для дистанцій колії Укрзалізниці, які передбачають: впровадження адаптивної періодичності ТО залежно від рівня ризику, створення електронної карти ризиків, удосконалення галузевих інструкцій і цифровізацію процесу моніторингу стану колії.

The master’s thesis based on Risk Assessment” is devoted to improving the railway infrastructure maintenance system through the implementation of a risk-based approach. The study analyzes the current structure of the track maintenance system in Ukraine, existing maintenance planning methods (condition-based, mileage-based, and risk-based), and the normative framework governing these processes, including ISO 31000, EN 50126, EN 13848, and Ukrzaliznytsia internal regulations. Based on these principles, a methodology for hazard identification, risk matrix development, and determination of critical elements of the track superstructure has been developed. The practical part of the research was carried out on a 1,520 mm gauge section of the Pidzamche Track Maintenance Division of Lviv Railway. The geometric parameters of the track, rail, sleeper, and fastening defects were analyzed; track quality indices (Qn) were calculated, and high-risk sections were identified. A mathematical model of the relationship between maintenance frequency, risk level, and downtime cost was developed, enabling the determination of the optimal maintenance interval of about one year, which minimizes total costs while maintaining an acceptable safety level. The comparison between the risk-oriented strategy and the traditional preventive maintenance system showed that the proposed model: • reduces total maintenance costs by approximately 30%; • improves the integrated RAMS indicators (Reliability, Availability, Maintainability, Safety) by 2–3%; • decreases unplanned speed restrictions by up to 25%. The work provides practical recommendations for Ukrzaliznytsia’s track divisions, including the introduction of adaptive maintenance intervals based on risk levels, creation of a digital risk map, enhancement of sectoral technical instructions, and digitalization of track condition monitoring.