Розробка рекомендацій з проектування гальмівної системи рейкового автобуса відповідно до вимог функціональної безпеки при роботі в міжнародному сполученні

Abstract

Одним із пріоритетних напрямів цих перетворень в роботі УЗ є підвищення безпеки руху та ефективності перевезень, а також забезпечення інтероперабельності інфраструктури й рухомого складу з транспортними системами країн ЄС. У цьому контексті особливого значення набуває оновлення і вдосконалення рухомого складу, зокрема рейкових автобусів, які забезпечують значну частину приміських та регіональних маршрутів. Сучасні умови експлуатації, що характеризуються нерівномірністю пасажиропотоків, частими зупинками і високою інтенсивністю руху, створюють підвищене навантаження на гальмівні системи. Тому відповідність конструкції гальм вимогам функціональної безпеки та нормам TSI LOC&PAS, EN 50126, EN 50128, EN 50129 стає визначальним чинником як для внутрішніх перевезень, так і для організації міжнародного сполучення. На ділянках, де електрифікація є економічно необґрунтованою, важливу роль відіграють дизель-поїзди та рейкові автобуси, що потребують надійних і відмовостійких систем гальмування, здатних забезпечити безпечну роботу в умовах інтенсивної експлуатації. Проєктування оптимальної гальмівної системи для рейкового автобуса передбачає комплексний підхід, який охоплює аналіз режимів гальмування, оцінку економічної доцільності, визначення необхідного рівня SIL, а також розробку рекомендацій щодо конструктивних рішень, алгоритмів керування та технічного обслуговування. Комбінація різних типів гальм — гідродинамічних, електропневматичних, пружинних стоянкових, систем протиюзу — вимагає оцінювання з урахуванням надійності, інтероперабельності та експлуатаційної стійкості. У межах магістерської роботи досліджується формування рекомендацій з проєктування гальмівної системи рейкового автобуса відповідно до вимог функціональної безпеки з орієнтацією на безпечну та ефективну роботу в міжнародному сполученні. Результати мають практичну цінність для модернізації рухомого складу, підвищення рівня безпеки пасажирських перевезень та гармонізації українського залізничного транспорту з європейськими стандартами. Об’єкт дослідження – робота рейкового автобуса в експлуатації. Предмет дослідження – методи та моделі розрахунку гальмівних систем. Мета дослідження – надання рекомендацій при проектуванні гальмівної системи рейкового автобуса згідно вимог функціональної безпеки. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: - виконати аналіз рейкових автобусів і їх гальмівних систем для роботи в міжнародному сполученні; - визначити параметри гальмівної системи рейкових автобусів з врахуванням вимог функціональної безпеки; - визначити параметри та вузли гальмівної системи для рейкових автобусів з врахуванням вимог роботи в міжнародному сполученні. - розробити рекомендації з проектування гальмівної системи рейкового автобуса відповідно до вимог функціональної безпеки при роботі в міжнародному сполученні. На основі проведеної роботи було встановлено, що відмов гальмівної системи досліджуваного поїзда не було. Запроектовала і діюча гальмівна системи рейкового автобуса 620M відповідає вимогам функціональної безпеки при роботі в міжнародному сполученні і забезпечують усі норми і правила. Запропоновані рекомендації з проектування гальмівної системи рейкового автобуса відповідно до вимог функціональної безпеки при роботі в міжнародному сполученні.One of the priority directions of the ongoing transformations in Ukrainian Railways is enhancing traffic safety, improving transportation efficiency, and ensuring interoperability of infrastructure and rolling stock with the transport systems of EU member states. In this context, upgrading and improving rolling stock, particularly railbuses that service a large share of suburban and regional routes, becomes especially important. Modern operating conditions—characterized by fluctuating passenger flows, frequent stops, and high traffic intensity—create increased loads on braking systems. Therefore, compliance of brake design with functional safety requirements and the standards TSI LOC&PAS, EN 50126, EN 50128, EN 50129 becomes a key factor both for domestic operations and for international connections. On lines where electrification is economically unjustified, diesel multiple units and railbuses play a crucial role, requiring reliable and fault-tolerant braking systems capable of safe performance under intensive operating conditions. Designing an optimal braking system for a railbus requires a comprehensive approach that includes analysis of braking modes, assessment of economic feasibility, determination of the necessary SIL level, as well as the development of recommendations concerning design solutions, control algorithms, and maintenance procedures. The combination of different braking types—hydrodynamic, electro-pneumatic, spring parking brakes, anti-slip systems—necessitates evaluation with regard to reliability, interoperability, and operational robustness. This master’s thesis investigates the development of recommendations for designing a railbus braking system in accordance with functional safety requirements, focusing on safe and efficient operation in international service. The results have practical relevance for rolling-stock modernization, enhancing the safety of passenger transport, and harmonizing Ukrainian railway operations with European standards. The object of the study is the operation of a rail bus in operation. The subject of the study is methods and models for calculating brake systems. The purpose of the study is to provide recommendations for the design of a rail bus brake system in accordance with the requirements of functional safety. To achieve the set goal, it is necessary to solve the following tasks: - perform an analysis of rail buses and their brake systems for operation in international traffic; - determine the parameters of the rail bus brake system taking into account the requirements of functional safety; - determine the parameters and components of the brake system for rail buses taking into account the requirements of operation in international traffic. - develop recommendations for the design of a rail bus brake system in accordance with the requirements of functional safety when operating in international traffic. Based on the conducted research, it was established that the braking system of the studied train has shown no failures. The designed and operational braking system of the 620M railbus meets functional safety requirements for international service and complies with all relevant norms and regulations. Recommendations for designing a railbus braking system in accordance with functional safety requirements for international operation have been proposed.