Рекомендації щодо впровадження системи моніторингу пошкоджень колісних пар вагонів на основі стандартів ЄС та технологій прогнозного обслуговування

Abstract

Забезпечення безпечної та надійної експлуатації рухомого складу є одним із пріоритетних завдань залізничної галузі, особливо в умовах зростаючої інтенсивності перевезень та необхідності наближення до європейських вимог. Традиційні методи планово-попереджувального обслуговування та візуального огляду рухомого складу дедалі частіше демонструють свою обмеженість, оскільки значною мірою залежать від людського чинника, рівня підготовки персоналу й умов проведення контролю. Це створює ризики пропуску дефектів ходових частин та інших конструкції рухомого складу, які можуть стати причиною настання залізнично-транспортних пригод. У роботі проведено комплексний аналіз європейської нормативної бази, що регламентує застосування систем моніторингу технічного стану рухомого складу (Safety Directive, Interoperability Directive, Регламенти 1078/2012, 445/2011, 402/2013, технічні специфікації TSI/UTP), та визначено ключові відмінності між підходами ЄС і чинною українською практикою. Розглянуто функціональні можливості трьох груп систем моніторингу – стаціонарних, бортових телематичних та портативних – і встановлено їхні переваги й обмеження у контексті побудови єдиної інтегрованої системи контролю. Проведена RAMS-оцінка технічного стану рухомого складу та аналіз відмов показали, що попри прийнятний рівень надійності й готовності, наявність небезпечних несправностей, відмов навіть з малою частотою вимагає переходу до обслуговування за станом та прогнозного технічного обслуговування, що вже є стандартом для країн ЄС. У роботі також досліджено вплив людського фактору на ймовірність пропуску дефектів та проаналізовано поведінку колеса з повзуном як приклад потенційно аварійної ситуації, яка потребує автоматизованого контролю. Отримані результати доводять необхідність впровадження комплексних цифрових рішень, включно зі створенням цифрових паспортів вагонів, застосуванням телеметрії, високоточних сенсорів, алгоритмів штучного інтелекту та уніфікованих баз даних для формування безперервного циклу діагностики. Запропоновані підходи дозволяють суттєво підвищити рівень безпеки, зменшити кількість відмов і забезпечити наближення української залізничної системи до європейських стандартів інтероперабельності.Ensuring the safe and reliable operation of rolling stock is among the key priorities of the railway sector, especially under conditions of increasing traffic intensity and the growing need to align with European requirements. Traditional methods of scheduled preventive maintenance and visual inspection are increasingly demonstrating their limitations, as they largely depend on human factors, personnel qualification, and inspection conditions. This creates risks of undetected defects in running gear components and other structural elements of rolling stock, which may lead to railway incidents. The study provides a comprehensive analysis of the European regulatory framework governing the use of rolling stock condition-monitoring systems (Safety Directive, Interoperability Directive, Regulations 1078/2012, 445/2011, 402/2013, and TSI/UTP specifications) and identifies key differences between EU approaches and current Ukrainian practices. The functional capabilities of three groups of monitoring systems – wayside (stationary), on-board telematics, and portable diagnostic devices – are examined, and their advantages and limitations are defined in the context of establishing an integrated control system. The conducted RAMS assessment and failure analysis of rolling stock show that, despite an overall acceptable level of reliability and availability, the presence of hazardous failures-even with low occurrence rates – necessitates a transition to condition-based and predictive maintenance, which are already established standards across EU railways. The study also examines the impact of human factors on the likelihood of missing defects and analyzes the behavior of a wheel with a flat spot as an example of a potentially dangerous scenario requiring automated detection. The findings confirm the necessity of implementing comprehensive digital solutions, including the creation of digital wagon passports, the use of telemetric systems, high-precision sensors, artificial-intelligence algorithms, and unified data platforms to establish a continuous diagnostic cycle. The proposed approaches significantly enhance safety, reduce the number of failures, and facilitate the alignment of the Ukrainian railway system with European interoperability standards.