Фундаментальні недоліки базових моделей небезпечних відмов для розрахунку функціональної безпеки систем керування рухом поїздів

Abstract

UA: У статті досліджено поширену практику застосування експоненціального закону розподілу небезпечних відмов для оцінювання ризику в системах керування рухом поїздів. Наведено основні фізичні ознаки старіння компонентів систем залізничної автоматики, що призводять до суттєвої похибки в разі використання експоненціальних моделей для розрахунків нормативних показників функціональної безпеки. Показано, що у випадку реальних систем з іншими законами розподілу відмов, особливо за довготривалої експлуатації (більше 10 років), таке спрощене обчислення призводить до багатократних прорахунків в оцінюванні функціональної безпеки і, як наслідок, недопустимого зниження безпеки руху поїздів. Як доказ функціональної безпеки пропоновано використовувати інші закони розподілу небезпечних відмов або на етапі допуску в експлуатацію враховувати в розрахунках реальне підвищення інтенсивності небезпечних відмов елементів внаслідок їх старіння в жорстких умовах експлуатації систем залізничної автоматики.

EN: The article examines the widespread practice of using the exponential distribution law for modeling hazardous failures in risk assessment of railway traffic control systems. It outlines key physical signs of aging in components of railway automation systems, which can lead to significant errors when exponential models are applied to calculate the normative indicators of functional safety. It is demonstrated that in real systems with alternative failure distributions— particularly under long-term operation (over 10 years)—such simplified calculations result in multiple misestimations of functional safety, ultimately leading to unacceptable reductions in railway traffic safety. To justify functional safety, the article recommends the use of other hazardous failure distribution laws or, during the commissioning phase, the inclusion of actual increases in failure intensity caused by aging under harsh operating conditions typical for railway automation systems.