Розробка моделі управління життєвим циклом залізничної колії з точки зору забезпечення безпеки
Автор: Бардин Ростислав Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Функціональна безпека залізничного транспорту
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота присвячена розробленню моделі управління життєвим циклом залізничної колії з позиції забезпечення безпеки, надійності та ефективності експлуатації інфраструктури. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю модернізації системи технічного обслуговування залізничної інфраструктури України, гармонізації національних нормативів із вимогами Європейського Союзу, а також переходом до цифрових, ризик-орієнтованих та RAMS-орієнтованих підходів відповідно до стандартів EN та TSI. У роботі проведено комплексний аналіз життєвого циклу колії як технічної системи, що включає етапи планування, проєктування, будівництва, експлуатації, технічного обслуговування, модернізації та виведення з експлуатації. Розглянуто конструкцію та функції елементів верхньої будови колії, їхні моделі деградації та фактори, що впливають на безпеку руху. Особливу увагу приділено взаємозв’язку процесів зношення рейок, баласту, шпал, скріплень та стрілочних переводів у контексті системного управління технічним станом. У межах роботи здійснено детальний аналіз нормативно-правового забезпечення управління життєвим циклом колії в Україні, включно з Технічним регламентом безпеки інфраструктури, Положенням про систему управління безпекою руху, галузевими інструкціями АТ «Укрзалізниця», державними стандартами та європейськими нормами. Окремо розглянуто директиви ЄС 2016/797 та 2016/798, TSI INF, OPE, CCS та регламенти щодо оцінювання ризиків (CSM RA), що формують інтегровану систему вимог до інфраструктури. У третьому розділі проведено аналіз сучасних методів управління технічним станом колії. Досліджено цифрові технології моніторингу, моделі стан-орієнтованого (CBM) та ризик-орієнтованого (RBM) технічного обслуговування, методи оцінювання ризиків відповідно до CSM RA та RAMS-підходу. Розглянуто математичні моделі деградації елементів інфраструктури та методи прогнозування відмов, включно з елементами машинного навчання. У четвертому розділі сформовано та науково обґрунтовано модель управління життєвим циклом залізничної колії, яка включає п’ять взаємопов’язаних блоків: - моніторинг і діагностика; - оцінювання ризиків за CSM RA; - прогнозування технічного стану та залишкового ресурсу; - оптимізацію технічного обслуговування на основі RAMS і LCC; - прийняття управлінських рішень щодо ТО, ремонтів та інвестицій. Розроблена модель формалізована у вигляді математичних залежностей та алгоритму практичної реалізації. Запропоновано підхід до інтеграції даних моніторингу, прогнозних моделей, ризикових показників та економічних критеріїв для вибору оптимальної стратегії технічного обслуговування. Доведено, що застосування моделі дозволяє підвищити рівень безпеки, оптимізувати витрати життєвого циклу, забезпечити відповідність вимогам TSI INF, RAMS та CSM RA, а також покращити якість інфраструктурного менеджменту. Наукова новизна роботи полягає в комплексному поєднанні методів управління ризиками, RAMS-аналізу, прогнозних моделей деградації та принципів LCC у єдину модель управління життєвим циклом залізничної колії. Практичне значення полягає у можливості впровадження моделі в діяльність дистанцій колії та інфраструктурних підрозділів АТ «Укрзалізниця» для підвищення ефективності технічного обслуговування та забезпечення безпеки руху. Результати дослідження можуть бути використані для модернізації політики технічного обслуговування, удосконалення системи управління безпекою (SMS), техніко-економічного обґрунтування ремонтів, розроблення цифрових систем управління інфраструктурою та адаптації української інфраструктури до стандартів ЄС. Ключові слова: залізнична колія; життєвий цикл; управління інфраструктурними активами; технічний стан; деградація елементів колії; моніторинг та діагностика; ризик-орієнтоване технічне обслуговування; CSM RA; оцінювання ризиків; RAMS; надійність; безпека; інтероперабельність; TSI INF; моделі прогнозування; залишковий ресурс; LCC; оптимізація технічного обслуговування; цифрові технології; модернізація інфраструктури.