Báo cáo khoa học: "Đánh giá an toàn của quá trình chạy tầu bằng ph-ơng pháp phân tích tần suất" potx

Đánh giá an ton của quá trình chạy tầu
bằng phơng pháp phân tích tần suất

TS. Nguyễn duy việt
Bộ môn Thông tin viễn thông
Khoa Điện - Điện tử
Trờng Đại học Giao thông Vận tải

Tóm tắt: Đánh giá một cách khoa học v thực tiễn an ton quá trình chạy tầu l vấn đề
phức tạp, đặc biệt trên quan điểm coi an ton quá trình chạy tầu liên quan tới tổng thể các yếu
tố tác động. Trên quan điểm các yếu tố tác động vo quá trình chạy tầu v bản thân quá trình
ny có tính ngẫu nhiên, phơng pháp phân tích tần suất các yếu tố cho quá trình chạy tầu l
một hớng giải quyết cho vấn đề ny.
Summary: It is complicated to evaluate safety of train operation process scientifically and
practically, esp. when the safety is judged as related to all affecting factors. Based on
randomness of these factors and the process itself, frequency analysis of the factors can be a
solution.

CB
A

i. đặt vấn đề
Đảm bảo cho công tác chạy tầu an toàn và hiệu quả là một trong các nhiệm vụ trọng tâm
của ngành vận tải đờng sắt, đó là sự kết hợp của nhiều các yếu tố tham gia vào quá trình. Để
mỗi yếu tố đảm bảo đợc nhiệm vụ một cách hiệu quả cần phải phân tích chúng trong tổng thể
quá trình.
Xác định các trạng thái nguy hiểm có thể của chuyển động đoàn tầu (đồng nhất riêng các
trạng thái nguy hiểm), xác định các sự kiện bất ổn định nguy hiểm chuyển chuyển động của
đoàn tàu sang trạng thái nguy hiểm, đánh giá sơ bộ tổn thất sinh ra bởi việc chuyển sang các
trạng thái nguy hiểm là cần thiết để sử dụng các giải pháp hợp lý việc tính toán trạng thái này

hay trạng thái khác khi phân tích an toàn chạy tầu với các rủi ro, tổn thất.
ii. phơng pháp phân tích tần suất trong an ton chạy tu
Kết quả phân tích tần suất các trạng thái nguy hiểm S
ok
cần xác định các tần suất chuyển
quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm Q
T
(S
ok
) sau thời gian tính toán T. Khi đó tần
suất chạy tầu không chuyển sang trạng thái nguy hiểm S
ok
sau thời gian này đợc xác định
bằng biểu thức:
P
T
(S
ok
) = 1 - Q
T
(S
ok
). (1)

Việc chuyển quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm S
ok
diễn ra dới tác động của
các yếu tố bất ổn định nguy hiểm F
kn
. Phân tích các nguyên nhân sự cố và tai nạn của các đoàn

tầu cho phép đa ra kết luận F
kn
là các sự kiện độc lập.
Sự xuất hiện yếu tố bất ổn định nguy hiểm còn cha phải là điều kiện đủ để chuyển quá
trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm nào đó. Cần bổ sung yếu tố bất ổn định nguy hiểm
ảnh hởng đến quá trình chạy tầu. Vì vậy xác suất chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái
nguy hiểm S
ok
dới tác động của các yếu tố bất ổn định nguy hiểm F
kn
sau thời gian tính toán T
đợc xác định theo công thức:

(
)
(
)
(
)
knTkn
n
okT
n
okT
FQF/SQSQ =
(2)
trong đó:
(
)
kn

n
okT
F/SQ
- xác suất quy ớc chuyển quá trình chạy tầu sang các trạng thái nguy hiểm
, nếu xuất hiện các sự kiện nguy hiểm
F
n
ok
S
kn
;
(
)
knT
FQ
- xác suất xuất hiện sự kiện không ổn định thứ n, tạo khả năng chuyển quá trình
chạy tầu sang trạng thái nguy hiểm thứ k.
Xác suất để chuyển động của đoàn tầu không chuyển sang trạng thái nguy hiểm thứ k dới
tác động của sự kiện không ổn định thứ n sau thời gian tính toán đợc xác định bằng biểu thức:

(
)
(
)
n
okT
n
okT
SQ1SP =
(3)

CB
A

bởi vì rằng chuyển động của đoàn tầu trong thời điểm của thời gian xác định có thể nằm trong
hoặc không nằm trong trạng thái nguy hiểm
S
ok
.
Nếu F
kn
đợc hiểu là các sự kiện không ổn định các thành phần cấu trúc riêng biệt của các
hệ thống thành phần các công việc dồn dịch và chạy tầu thì mối liên hệ tơng hỗ giữa P
T
(S
ok
) và
(
)
n
okT
SP
đợc xác định nh khi nối tiếp cấu trúc các thành phần này. Dới đây giả thiết rằng tất
cả các sự kiện bất ổn định nguy hiểm là độc lập. Chuyển động của đoàn tầu không chuyển đến
trạng thái nguy hiểm thứ k sau thời gian tính toán nếu nh trong khoảng thời gian đó không có
một sự kiện bất ổn định nào có khả năng chuyển nó đến trạng thái nguy hiểm tác động đến nó,
vì vậy:
()
(
)
n

okT
k
N
1n
okT
SPSP
=
=
(4)
trong đó:
N
k
- con số chung các sự kiện bất ổn định nguy hiểm có khả năng dẫn chuyển động đến
trạng thái nguy hiểm thứ k.
Tất cả tập hợp các sự kiện bất ổn định nguy hiểm có thể phân thành hàng loạt các tập hợp
con tơng ứng với sự phân loại của chúng:

IV
k
lll
k
ll
k
l
kk
NNNNN +++=

trong đó:
l
k

N
- con số chung các loại trở ngại nguy hiểm của các thiết bị kỹ thuật trong hệ thống giao
thông vận tải có khả năng đa quá trình trình chạy tầu đến trạng thái S
ok
;
ll
k
N
- con số chung các lỗi nguy hiểm của các nhân viên kỹ thuật có khả năng đa quá trình
chạy tầu đến trạng thái nguy hiểm S
ok
;
lll
k
N
- con số chung các loại tác động nguy hiểm của hành khách, có khả năng đa chuyển
động đoàn tầu đến trạng thái nguy hiểm S
ok
;
IV
k
N
- con số chung các loại trở ngại nguy hiểm của hàng hoá, có khả năng đa chuyển
động đoàn tầu đến trạng thái nguy hiểm S
ok
.
Việc tính toán của công thức (4) sử dụng dạng:
()
(
)

(
)
(
)
)S(P.SP.SP.SPSP
ok
IV
TOk
III
Tok
II
Tok
I
TokT
=
(5)
trong đó:

)
(6)
()
(
n
okT
1
k
N
1n
ok
I

T
SPSP
=
=
)
)
CB
A

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái S
ok
sau thời gian T do
các trở ngại nguy hiểm của các thiết bị kỹ thuật hệ thống giao thông vận tải;
(7)
()
(
n
okT
II
k
N
I
k
N
1
I
k
Nn
ok
II

T
SPSP
+
+=
=
là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái S
ok
sau thời gian T do
các tác động nguy hiểm của các nhân viên kỹ thuật;
(8)
()
(
n
okT
III
k
N
II
k
N
I
k
N
1
II
k
N
I
k
Nn

ok
III
T
SPSP
++
++=
=
là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái S
ok
sau thời gian T do
các tác động nguy hiểm của hành khách;
(9)
()
()
n
okT
IV
k
N
III
k
N
II
k
N
I
k
N
1
III

k
N
II
k
N
I
k
Nn
ok
IV
T
SPSP
+++
+++=
=

là xác suất của quá trình chạy tầu nào đó không chuyển sang trạng thái S
ok
sau thời gian T do
các trở ngại nguy hiểm của hàng hoá.
Giải quyết nhiệm vụ phân tích tần suất các trạng thái nguy hiểm tức là giải quyết nhiệm vụ
xác định đại lợng P
T
(S
ok
), thực chất đa ra việc giải quyết nhiệm vụ phân tích tần suất các sự
kiện bất ổn định và khả năng ảnh hởng của chúng đến quá trình chạy tầu.
Kết quả phân tích tần suất các sự kiện tai nạn cần xác định xác suất quy ớc Q
T
(H

j
/S
ok
) của
việc xuất hiện sự kiện tai nạn H
j
khi chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái nguy hiểm không
ổn định S
ok
.
Xuất hiện sự kiện tai nạn này hay khác H
j
ở trạng thái nguy hiểm cụ thể S
ok
có thể chỉ xác
định các điều kiện G
l
. Từ đó:
Q
T
(H
j
/S
ok
) = 1- P
T
(H
j
/S
ok

) (10)
P
T
(H
j
/S
ok
) = (11)
()
okjIT
j
L
1I
S/GP
=

trong đó:

(
)
okjI
T
S/GP
là xác suất ở kết quả chuyển quá trình chạy tầu sang trạng thái S
ok
sẽ
không có chỗ cho điều kiện xuất hiện thứ
l của sự kiện tai nạn H
j
;

L
j
- con số chung của quy ớc sự xuất hiện sự kiện tai nạn thứ j.
iii. kết luận
Nh vậy, việc phân tích tần suất các sự kiện tai nạn H
j
dẫn tới việc phân tích tần suất các
điều kiện xuất hiện của chúng.
CB
A

Phân tích tần suất tổn thất từ các sự kiện tai nạn H
j
là cần xác định các xác suất quy ớc
Q
T
(M
i
/H
j
).
Phân tích tần suất tổn thất kinh tế N
i
từ các sự kiện tai nạn H
j
là cần xác định các xác suất
quy ớc
Q
T
(N

i
/H
j
).
Để tiến hành phân tích tần suất các đại lợng
S
ok
, H
j
, M
i
, và N
i
sử dụng một trong các
phơng pháp phân tích hậu nghiệm, tiên nghiệm và Baiet.
Các phơng pháp này sẽ còn đợc nghiên cứu và trình bày ở các bài báo sau.
Tài liệu tham khảo
[1]. Tác giả V. M. Lixenkov. Lý thuyết thống kê an toàn chuyển động của đoàn tầu. Nhà xuất bản Viện hàn
lâm khoa học Liên bang Nga về giao thông, 1999.
[2]. V. M. Lixenkov. An toàn của các thiết bị kỹ thuật trong các hệ thống điều khiển chuyển động đoàn tầu.
Nhà xuất bản Giao thông - Matxcơva Liên bang Nga, 1992.
[3]. Nguyễn Duy Việt. Các chỉ số an toàn của hệ thống điều khiển từ xa trong đờng sắt. Bài báo đăng trên
Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải số 1 - tháng 11 - 2002