PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
Tytuł artykułu

A safety related perspective for the power supply systems in railway industry

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Bezpieczeństwo systemów zasilania w przemyśle kolejowym
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Within its structure railway transportation systems contain very critical subsystems that can seriously harm the system itself, people or the environment if not properly controlled. Therefore, these critical subsystems are analysed according to the related standards and necessary safety functions are implemented, verified and operated. On the other hand, railway power supply system, which is a critical subsystems, is generally properly analysed from a reliability perspective whereas the corresponding safety related functions are roughly examined. This paper proposes that the railway power supply systems should be considered as safety critical systems and justifies this proposal using risk analysis as presented in the standard IEC 61508. The safety related functions of the system are examined and each function is modelled in detail using Markov modelling method. These models are implemented over a power supply system of Istanbul Transportation Co. and SIL values of the safety functions are calculated using these modular and easily adaptable Markov models. Furthermore the obtained results are compared with simplistic Fault Tree analysis (FTA) and the significance of accurate calculation is demonstrated.
PL
W skład struktury kolejowych systemów transportowych wchodzą krytyczne podsystemy, które, nieodpowiednio monitorowane, mogą narażać sam system, a także ludzi oraz środowisko na poważne szkody. Dlatego też, podsystemy krytyczne analizuje się zgodnie z odpowiednimi normami oraz wdraża w nich, weryfikuje i realizuje niezbędne funkcje bezpieczeństwa. W przypadku systemów zasilania kolei, które należą do grupy podsystemów krytycznych, system na ogół analizuje się dokładnie z punktu widzenia niezawodności, natomiast funkcje bezpieczeństwa bada się jedynie pobieżnie. W prezentowanej pracy postuluje się że systemy zasilania kolei powinny być traktowane jako krytyczne dla bezpieczeństwa, co autorzy uzasadniają z wykorzystaniem analizy ryzyka przedstawionej w normie IEC 61508. W proponowanym rozwiązaniu, bada się funkcje bezpieczeństwa systemu, przy czym każda funkcja zostaje szczegółowo zamodelowana za pomocą metody modelowania Markowa. Modele tego typu wdrożono w systemie zasilania firmy Istanbul Transportation Co. Wartości poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL) badanych funkcji bezpieczeństwa obliczano za pomocą wspomnianych modularnych modeli Markowa charakteryzujących się łatwością adaptacji. Ponadto, uzyskane wyniki porównano z symplistyczną analizą drzewa błędów (FTA), a także wykazano znaczenie prowadzenia dokładnych obliczeń.
Rocznik
Strony
114--120
Opis fizyczny
Bibliogr. 23 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • Department of Control and Automation Engineering Yildiz Technical University Esenler/Istanbul, 34220 Turkey
  • Department of Control and Automation Engineering Yildiz Technical University Esenler/Istanbul, 34220 Turkey
autor
  • Department of Maintenance Istanbul Transportation Co. Esenler/Istanbul, 34200 Turkey
Bibliografia
  • 1. Börcsök J., "Functional Safety - Basic Principles of Safety - Related Systems. Huthig Gmbh & Co. KG Heidelberg, Germany, 2007.
  • 2. CENELEC(European Committee for Electrotechnical Standardization). 2011. Railway Applications -Communication, Signaling and Processing Systems - Software for railway control and protection systems. EN 50126 London: British Standard Institution.
  • 3. Collong S. and Kouta R. - Fault tree analysis of proton exchange membrane fuel cell system safety. Int. J. Hydrogen Energy 2015; 40 (25): 8248–8260, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.04.101.
  • 4. DNV (Det Norske Veritas). 2002. OREDA, Offshore Reliability Data Handbook. 4th. ed. Norway: Det Norske Veritas AS (DNV).
  • 5. Eliassi M., Dashtaki A. Khoshkholgh, Seifi H., Haghifam M.-R., and Singh C. - Application of Bayesian networks in composite power system reliability assessment and reliability-based analysis. IET Gener. Transm. Distrib. 2015; 9 (13): 1755–1764, http://dx.doi.org/10.1049/iet-gtd.2014.0660.
  • 6. Eom B. G. and Lee H. S. - Assessment of running safety of railway vehicles using multibody dynamics. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 2010: 11 (2): 315–320, http://dx.doi.org/10.1007/s12541-010-0036-x.
  • 7. He J., Sun Y., Kirschen D. S., Singh C., and Cheng L. - State-space partitioning method for composite power system reliability assessment. IET Gener. Transm. Distrib. 2010; 4 (7): 780-785, http://dx.doi.org/10.1049/iet-gtd.2009.0281.
  • 8. Hellmich M. and Berg H. P. - Markov analysis of redundant standby safety systems under periodic surveillance testing. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2015; 133: 48–58, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2014.08.007.
  • 9. IEC (International Electrotechnical Commission). 2002. Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-Related Systems. IEC 61508. New York: IEEE Standards Association.
  • 10. International Electrotechnical Commission, "BS EN 50128:2011 "Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Software for railway control and protection Systems", IEC Standards Online, 2011.
  • 11. Kaymakci O. T., Ustoglu I., and Divriklioglu E. -Reliability assessment of fire safety systems in railway industry: a case study. Journal of the Chinese Institute of Engineers 2015; 38 (3): 286-296, http://dx.doi.org/10.1080/02533839.2014.981208.
  • 12. Longhi A. E. B., A. A. Pessoa, and P. A. D. A. Garcia - Multiobjective optimization of strategies for operation and testing of low-demand safety instrumented systems using a genetic algorithm and fault trees. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2015; 142: 525–538, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2015.06.010.
  • 13. Macii D., Dalpez S., Passerone R., Corrà M., Avancini M., and Benciolini L. - A safety instrumented system for rolling stocks: Methodology, design process and safety analysis. Measurement 2015; 67: 1–13, http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2015.01.002.
  • 14. Marquez F. P. G., Weston P., and Roberts C. - Failure analysis and diagnostics for railway trackside equipment. Eng. Fail. Anal. 2007; 14 (8): 1411–1426, http://dx.doi.org/10.1016/j.engfailanal.2007.03.005.
  • 15. Mechri W., Simon C., Bicking F., and Othman K. Ben - Fuzzy multiphase Markov chains to handle uncertainties in safety systems performance assessment. J. Loss Prev. Process Ind. 2013; 26 (4): 594–604, http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2012.12.002.
  • 16. Purba J. H. - A fuzzy-based reliability approach to evaluate basic events of fault tree analysis for nuclear power plant probabilistic safety assessment. Ann. Nucl. Energy 2014; 70: 21–29, http://dx.doi.org/10.1016/j.anucene.2014.02.022.
  • 17. Rausand M. and Høyland A. - System Reliability Theory: Models, Statistical Methods and Applications. Hoboken: John Wiley 2004.
  • 18. Rocha J. M., Henriques A. a., Calçada R., and Rønnquist A. -Efficient methodology for the probabilistic safety assessment of high-speed railway bridges. Eng. Struct. 2015; 101: 138–149, http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.07.020.
  • 19. Rosinski A, Dabrowski T. - Modelling reliability of uninterruptible power supply units. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2013; 15 (4): 409–413.
  • 20. Shalev D. M. and Tiran J. - Condition-based fault tree analysis (CBFTA): A new method for improved fault tree analysis (FTA), reliability and safety calculations. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2007; 92 (9): 1231–1241, http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2006.05.015.
  • 21. Shu Y. and Zhao J. - A simplified Markov-based approach for safety integrity level verification. J. Loss Prev. Process Ind. 2014; 29 (1): 262–266, http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2014.03.013.
  • 22. Villa-Jaén A. de la, Martínez-Laca-ina P. J., and Martínez-Ramos J. L. - Hybrid procedure including subtransmission systems and substations for reliability assessment. IET Gener. Transm. Distrib. 2013; 7 (12): 1461–1472, http://dx.doi.org/10.1049/iet-gtd.2012.0748.
  • 23. Zhang T., Long W., and Sato Y. - Availability of systems with self-diagnostic components - Applying Markov model to IEC 61508-6. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2003; 80 (2): 133–141, http://dx.doi.org/10.1016/S0951-8320(03)00004-8.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-b57109e0-3a21-4841-ad06-e139278c880c
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.