ZAGADNIENIE OCENY NIEZAWODNO CI SYSTEMU DROGOWEGO TRANSPORTU PASA ERSKIEGO. STUDIUM PRZYPADKU

Transkrypt

1 P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I W A R S Z A W S K I E J z. 102 Transport 2014 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Politechnika Wroc awska, Wydzia Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn ZAGADNIENIE OCENY NIEZAWODNO CI SYSTEMU DROGOWEGO TRANSPORTU PASA ERSKIEGO. STUDIUM PRZYPADKU R kopis dostarczono: kwiecie 2013 Streszczenie: W pracy skupiono si na zagadnieniu oceny niezawodno ci systemów transportowych, ze szczególnym uwzgl dnieniem charakterystyki nieuszkadzalno ci procesu transportowego. W pierwszym kroku przeanalizowano problem definicji nieuszkadzalno ci procesu transportowego. Ponadto, w oparciu o przeprowadzone badania literaturowe wyró niono sze podstawowych grup miar oceny funkcjonowania systemów transportowych obejmuj cych obszary: jako ci, bezpiecze stwa, in ynierii ruchu, efektywno ci, spraw socjalnych, oraz ekonomiczny. Przedstawiono tak e wyniki bada wybranych systemów drogowego transportu pasa erskiego, obejmuj cych obszar terminowo ci realizacji przejazdów oraz gotowo ci przewo ników do zabezpieczania sytuacji awaryjnych. S owa kluczowe: nieuszkadzalno, system transportowy, system pomiaru 1. WPROWADZENIE Jednym z cz ciej analizowanych problemów w literaturze teorii niezawodno ci i odnowy jest zagadnienie oceny poziomu funkcjonowania systemów transportowych. Rozpatruj c dowolny system transportowy, w którym podstawow funkcj jest realizacja procesu przemieszczania ludzi lub materia ów z miejsca A do miejsca B w sposób bezpieczny, efektywny, oraz ekologiczny [10], podstawowe decyzje w analizowanym obszarze mo na zaklasyfikowa do trzech g ównych grup: zadania utrzymania systemu technicznego w stanie zdatno ci funkcjonalnej, obejmuj ce strategie utrzymania infrastruktury transportowej, obiektów transportowych oraz systemów sterowania ruchem; zadania zapewnienia bezpiecze stwa systemu technicznego (unikanie zdarze niebezpiecznych oraz zabezpieczenie przed skutkami zdarze niebezpiecznych); zadania zwi zane z zapewnieniem funkcjonalno ci systemu transportowego (organizacja zada oraz zarz dzanie procesami transportowymi).

2 142 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Jednocze nie, zapewnienie funkcjonalno ci systemu transportowego rozumiane jest jako zdolno tego systemu do zaspokojenia wymaga zwi zanych z mobilno ci pasa erów/ adunków czy niezak óconym przep ywem osób i rzeczy w czasie i przestrzeni [10, 13] z uwzgl dnieniem m.in. socjalnych czy ekonomicznych celów spo ecze stwa, jak np.: dost pno rodków transportu, wymagania zwi zane z obowi zuj cymi regulacjami prawnymi, zasada sprawiedliwo ci spo ecznej, czynniki rodowiskowe (ekologia), realizowana praca przewozowa, bezpiecze stwo i ochrona. Ponadto, identyfikacja systemu transportowego wymaga znajomo ci podstawowych elementów, jak [10, 13] (rysunek 1): infrastruktura; komponenty systemu (tabor) wiedza o ich typie, ilo ci, charakterystykach niezawodno ciowych; zasoby ludzkie; przep ywy informacji; realizowane zadania operacyjne oraz obs ugiwania, jak równie zasady ich organizacji; elementy wp ywaj ce na procesy podejmowania decyzji w systemie. Rys. 1. System transportowy i jego elementy [13, 25] W zwi zku z tym, model systemu transportowego (MST) wymaga odwzorowania czterech podstawowych jego w a ciwo ci, tj.: struktury, charakterystyk elementów struktury, potoku ruchu oraz organizacji [13, 14]: gdzie: G graf struktury systemu transportowego MST = <G, F, P, O> (1)

3 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 143 F zbiór funkcji okre lonych na w z ach i (lub) ukach grafu struktury P potok ruchu O organizacja systemu transportowego Na potrzeby modelowania systemów transportowych przyj to, e ich struktura mo e by przedstawiona w postaci grafu G, tj. [14]: G = <W, L> (2) gdzie: W zbiór wyró nionych w z ów, W = {1, 2, 3,., i,.., j,.i} L zbiór uków grafu G, zdefiniowany jako L = {l: i, j L}, gdzie <i, j> oznacza bezpo rednie po czenie transportowe mi dzy w z ami i oraz j W przypadku oceny podstawowych charakterystyk (tak e niezawodno ciowych) procesu funkcjonowania systemu transportowego, definicja koncepcji MTS mo e zosta zmieniona, tj. [1]: MTS = <G, F W, F L > (3) gdzie: G graf systemu opisany formu (2) F W = {f 1, f 2,, f n,, f N } zbiór funkcji zdefiniowanych dla w z ów sieci F L = {g 1, g 2,, g k,, g K } zbiór funkcji zdefiniowanych dla uków sieci W analizowanym modelu systemu parametry f n (i) orz g k (i, j) mo na zinterpretowa (np. w sensie technicznym, ekonomicznym czy matematycznym). Jednocze nie podstawowe charakterystyki oceny procesu funkcjonowania systemu transportowego obejmuj [16]: gotowo systemu (availability) lub gotowo operacyjn (operational readiness), niezawodno (dependability), bezpiecze stwo (safety). W pracy skupiono si na zagadnieniu oceny niezawodno ci systemów transportowych, ze szczególnym uwzgl dnieniem charakterystyki nieuszkadzalno ci procesu transportowego. Dlatego te, celem pracy jest okre lenie podstawowych miar nieuszkadzalno ci w obszarze funkcjonowania systemów transportu drogowego pasa erskiego w odniesieniu do wymaga klienta oraz potrzeb przewo nika. W zwi zku z tym, w kolejnym punkcie skupiono si na definicji niezawodno ci procesu transportu pasa erskiego przedstawiaj c przegl d literatury z badanego obszaru. Nast pnie, omówiono problematyk doboru systemu oceny transportu drogowego pasa erskiego. Pozwoli o to na zaproponowanie podstawowych miar nieuszkadzalno ci procesu transportu drogowego pasa erskiego wraz z ich omówieniem na przyk adzie wykonanych bada funkcjonowania drogowych systemów transportowych.

4 144 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska 2. NIEZAWODNO SYSTEMU TRANSPORTU PASA ERSKIEGO Niezawodno dowolnego systemu technicznego jest definiowana jako jego zdolno do realizacji zada operacyjnych bez postoju wywo anego uszkodzeniem, w za o onym okresie czasu i w ustalonych warunkach [9]. Jednocze nie jest ona ci le powi zana z trzema podstawowymi charakterystykami nieuszkadzalno ci (reliability), obs ugiwalno ci (maintainability) oraz zdolno ci do wsparcia logistycznego (supportability) (tabela 1). Podstawowe charakterystyki niezawodno ci [22, 28] Tablica 1 Cecha Nieuszkadzalno Obs ugiwalno Zdolno do wsparcia logistycznego Definicja rozumiana jako w asno obiektu, charakteryzuj ca jego zdolno do funkcjonowania nie przerwanego uszkodzeniem w trakcie realizacji zadania definiowana jako zdolno obiektu do utrzymania lub odtworzenia (w danych warunkach) stanu, w którym mo e on realizowa wymagane funkcje, przy za o eniu, e obs uga jest przeprowadzana z zachowaniem ustalonych procedur i rodków zwi zana przede wszystkim z zapewnieniem niezb dnych rodków obs ugi przy okre lonej polityce obs ugi, w chwili i miejscu wynikaj cych z warunków u ytkowania i obs ugiwania W obszarze funkcjonowania systemów transportowych, podstawowym celem procesu transportowego jest realizacja zadania przewozowego. Pozwala to na okre lenie podstawowych elementów oraz uczestników procesu transportu pasa erskiego (rysunek 2). Rys. 2. Model procesu transportu pasa erskiego [19] W zwi zku z tym niezawodno systemu transportowego pasa erskiego mo na okre li w odniesieniu do jego zdolno ci do zapewnienia mo liwo ci podró owania z miejsca A do miejsca B w okre lonym czasie i warunkach u ytkowania [2]. Taka definicja oznacza konieczno analizy niezawodno ciowej systemu transportowego pasa erskiego w odniesieniu do czterech obszarów [2, 15, 29]:

5 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 145 zawodno ci rodków transportu obejmuj cego m.in. oszacowanie intensywno ci uszkodze, czy optymizacj zada obs ugiwania; zawodno ci infrastruktury w odniesieniu np. do niezawodno ci sieci transportowej, czy niezawodno ci systemu zasilania; wyst powania niepo danych zdarze losowych; podejmowania b dnych decyzji przez decydentów. Ponadto, istotnym elementem w analizowanym zagadnieniu jest minimalizacja opó nie czasu podró y [2]. Dlatego te, niezawodno systemu transportu pasa erskiego mo na zdefiniowa jako jego zdolno do planowej realizacji zada operacyjnych w okre lonym przedziale czasu. Jednocze nie, poj cie miary niezawodno ci systemu transportu pasa erskiego okre la prawdopodobie stwo, e system zrealizuje zapotrzebowanie na us ugi przewozowe w sposób niezak ócony zdarzeniami niepo danymi zwi zanymi z wyst pieniem zawodno ci rodków transportu, infrastruktury lub innych zasobów transportowych w wymaganym czasie [29]. Jedn z pierwszych prac przegl dowych z obszaru niezawodno ci systemów transportowych jest [8], gdzie autorzy przedstawiaj przegl d literatury m.in. z obszaru niezawodno ci realizacji us ugi transportowej (service reliability). Ponadto, przedstawiaj klasyfikacj systemów transportowych, jak równie wskazuj kierunki przysz ych bada w analizowanym obszarze. Inne prace, przedstawiaj ce m.in. przegl d literatury w badanym obszarze to na przyk ad [2, 19]. W pracy [2] zdefiniowano trzy obszary niezawodno ci systemu transportowego: niezawodno realizowanych po cze (terminal reliability) oznaczaj c prawdopodobie stwo, e wszyscy pasa erowie dotr do celu; niezawodno czasu podró y (travel time reliability) prawdopodobie stwo dotarcia do celu w za o onym przedziale czasu; niezawodno realizacji zapotrzebowania pasa erów sieci transportowej (capacity reliability) w odniesieniu do jej przepustowo ci. Z kolei w pracy [19] omówiony zosta przegl d literatury z obszaru modelowania niezawodno ci rodków transportu, czy niezawodno ci infrastruktury. Przedstawiono równie zagadnienie dost pno ci danych eksploatacyjnych, niezb dnych w procesie analizy niezawodno ci dowolnego systemu transportowego. Ponadto, na uwag zas uguje zagadnienie nieuszkadzalno ci sieci transportowej (transport network reliability). Przegl d literatury z obszaru oceny niezawodno ci i gotowo ci sieci z wykorzystaniem metod Monte Carlo przedstawiono w pracy [27]. Równie w pracy [21] skupiono si na zagadnieniu modelowania niezawodno ci sieci. Natomiast w pracy [18] poddano analizie problem niezawodno ci sieci infrastruktury krytycznej. Analiza niezawodno ci miejskiej sieci transportowej zosta a z kolei przedstawiona w pracy [5], gdzie autorzy skupili si na podatno ci sieci transportowej na wyst powanie trz sie ziemi. Z kolei w pracy [24], autorzy opracowali model funkcjonowania autobusowej sieci transportowej z wykorzystaniem metody DEA (Data Envelopment Analysis).

6 146 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Jednocze nie, istotnym zagadnieniem w obszarze modelowania niezawodno ci systemów transportowych jest okre lenie miar oceny ich funkcjonowania. Z jednej strony, przedsi biorcy zainteresowani s ocen ca kowitych kosztów operacyjnych poniesionych w badanym okresie czasu. Z drugiej, pasa er b dzie zainteresowany terminowo ci i pewno ci realizacji us ugi transportowej [19]. Dlatego te, w obszarze oceny niezawodno ci funkcjonowania systemów transportowych kryteria oceny mog dotyczy : kosztów operacyjnych w jednostce czasu, gotowo ci systemu/procesu do realizacji podstawowych zada, czasu opó nienia realizacji us ugi transportowej, efektywno ci procesu transportowego. W pracach [30, 31], autorzy zaj li si problemem oceny funkcjonowania sieci transportowej z wykorzystaniem wybranych miar. W pracy [30] autorzy oceniali niezawodno jednej trasy sieci transportowej na podstawie informacji o nat eniu ruchu. Opracowany model, bazuj cy na niezawodno ci czasu podró y, niezawodno ci czasu dotarcia do celu oraz prawdopodobie stwie braku opó nienia, zosta zweryfikowany na podstawie danych z procesu operacyjnego systemu transportu miejskiego w Rydze. Z kolei, w pracy [31], przedstawiono pi podstawowych obszarów oceny niezawodno ci systemu transportowego: nieuszkadzalno sieci (connectivity reliability), niezawodno (pewno ) czasu podró y, mo liwo realizacji zapotrzebowania na przewozy, pewno transportu do miejsca przeznaczenia pasa era (direct reliability), oraz prawdopodobie stwo opó nienia rodka transportu (waiting time reliability). Jednocze nie autorzy zaproponowali metod oceny niezawodno ci systemu transportu miejskiego opart na przedstawionych miarach oraz bazuj c na zastosowaniu teorii zbiorów rozmytych. Ponadto, w literaturze teorii niezawodno ci znanych jest wiele modeli dotycz cych niezawodno ci czasu podró y (travel time reliability models). Przegl d literatury w badanym obszarze zosta przedstawiony w pracy [33], gdzie niezawodno czasu podró y zdefiniowana zosta a w kontek cie powtarzalno ci realizacji czasów przewozu podczas wielokrotnych podró y pasa erów. Analiza opó nie czasu podró y miejskich systemów transportu autobusowego zosta a przedstawiona m.in. w pracach [11, 12]. W publikacjach tych autorzy traktuj niezawodno jako wska nik oceny poziomu realizacji us ugi transportu publicznego. Natomiast w pracach [7, 17] przedstawiono problem niezawodno ci funkcjonowania systemów transportu kolejowego ze szczególnym uwzgl dnieniem opó nie czasowych realizowanych us ug. Podsumowuj c, w oparciu o studia literaturowe mo liwe jest okre lenie zale no ci funkcji niezawodno ci systemu transportowego od: funkcji niezawodno ci rodków transportu funkcji niezawodno ci infrastruktury systemu transportowego funkcji niezawodno ci procesu transportu pasa erskiego funkcji niezawodno ci realizowanych procesów organizacji i zarz dzania Jednocze nie, z punktu widzenia budowy systemu oceny poziomu funkcjonowania transportu drogowego pasa erskiego, niezawodno procesu transportu pasa erskiego zale y od [19]:

7 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 147 jako ci realizowanego procesu (brak uszkodze ) gotowo ci systemu transportowego czasu realizacji procesu transportowego ca kowitych kosztów realizacji procesu transportowego 3. SYSTEM OCENY TRANSPORTU DROGOWEGO PASA ERSKIEGO Istotnym narz dziem wspieraj cym proces oceny systemów logistycznych, w tym równie systemu transportu pasa erskiego, staje si obecnie pomiar ilo ciowy oparty na dedykowanym zbiorze wska ników i mierników. W literaturze wiatowej odnale mo na liczne publikacje dotycz ce definiowania zakresu wska ników wykorzystywanych do oceny systemów transportu pasa erskiego drogowego, kolejowego, wodnego, b d te lotniczego [6, 23, 25, 26]. Dobór wska ników b d cych przedmiotem prowadzonych analiz uzale niony jest nie tylko od rodzaju wykorzystywanego rodka transportu, ale równie od procesów towarzysz cych realizacji us ugi transportowej oraz potrzeb informacyjnych decydentów zaanga owanych w proces planowania i organizacji tej us ugi. Z tego te wzgl du budowany system oceny, oparty na wska nikach, musi posiada swój indywidualny charakter dedykowany dla danej ga zi transportu (rysunek 3). Badania literatury wiatowej, przeprowadzone przez autorki, pozwoli y wyró ni podstawowe grupy wska ników, wykorzystywanych przy ocenie drogowego transportu pasa erskiego (tabela 2). Rys. 3. Model systemu transportu drogowego dla potrzeb projektowania systemu oceny jego funkcjonowania [6, 25]

8 148 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Tablica 2 Podstawowe grupy miar oceny funkcjonowania systemów transportowych [3, 4, 20, 24, 32] Lp. Grupa wska ników Przyk adowe miary oceny 1 Miary jako ci Czysto Ocena obs ugi: zachowanie personelu wygl d personelu intensywno obs ugi Komfort pasa erów: rednia temperatura w autobusie komfort siedze i mo liwo odpoczynku Informacja pasa erska: dost pno informacji przed i w trakcie podró y Systemy bezpiecze stwa: bezpiecze stwo podczas podró y bezpiecze stwo na dworcu 2 Miary bezpiecze stwa rednia liczba wyroków s dowych (uznania winnym) przypadaj cych na kierowc w ci gu roku Udzia pojazdów m odszych ni 5 lat w ogólnej liczbie rodków transportu Mechaniczne uszkodzenia podczas jazdy na 10 6 wozokilometrów w roku Liczba wypadków miertelnych 3 Miary spo eczne 4 Miary ekonomiczne 5 Miary in ynierii ruchu 6 Miary efektywno ci Liczba wypadków z obra eniami powa nymi/ nieznacznymi Wypadki miertelne na 10 6 wozokilometrów w roku Liczba pasa erów z biletami normalnymi / ulgowymi rednia absencja kierowcy w roku redni koszt przewozu przypadaj cy na 1. kurs redni przychód z kursu Koszty ca kowity przypadaj cy na pasa era rednia pr dko komunikacyjna rednia odleg o przejazdu pasa erów redni czas przejazdu pasa erów rednia liczba pasa erów przewiezionych w kursie/ w poje dzie Maksymalna liczba pasa erów wsiadaj cych/ wysiadaj cych na przystanku Maksymalna/ minimalna liczba pasa erów przypadaj ca na kurs Przejechane wozokilometry Pewno /dok adno rozk adu jazdy Definiuj c zakres wska ników dla systemu oceny transportu pasa erskiego nale y uwzgl dni równie cel prowadzonych pomiarów. Mo na bowiem prowadzi ocen skupion wy cznie na jednym obszarze pomiarowym, np. ocena jako ci przewozu, lub te zdefiniowa bardziej kompleksowy zakres dokonywanych analiz, np. pomiar logistyczny, uwzgl dniaj cy wska niki z wielu obszarów, dotycz cych m.in. rentowno ci realizowanych us ug, dopasowania bazy transportowej do wyst puj cego popytu, obs ugi klienta, czy bezpiecze stwa przewozu [26].

9 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium NIEZAWODNO SYSTEMU TRANSPORTU DROGOWEGO PASA ERSKIEGO Definicja niezawodno ci systemu transportu pasa erskiego (równie drogowego), przedstawiona w punkcie 2. danej pracy, wymusza interdyscyplinarny charakter zakresu prowadzonej oceny jego funkcjonowania. W procesie oceniaj cym niezb dne b dzie bowiem wykorzystanie wska ników pochodz cych z ró nych obszarów pomiarowych, zarówno o charakterze in ynierskim, jak i mened erskim. Uwzgl dniaj c bowiem podstawowe charakterystyki oceny procesu funkcjonowania systemu transportowego nale y zauwa y, i : do analiz dotycz cych gotowo ci systemu i gotowo ci operacyjnej wykorzystywane b d pomiary dotycz ce jako ci obs ugi, in ynierii ruchu oraz pomiar socjalny; przy badaniu bezpiecze stwa systemu pos u wyniki pomiaru jako ci i bezpiecze stwa; analizy dotycz ce niezawodno ci systemu oparte zostan na miarach bezpiecze stwa, in ynierii ruchu, jako ci, efektywno ci oraz socjalnych. Definiuj c obszar pomiarów dotycz cych niezawodno ci systemu transportu pasa erskiego drogowego, autorki wyró ni y dwie podstawowe grupy wska ników, a mianowicie: wska niki dotycz ce niezawodno ci realizacji us ugi przewozu oraz wska niki dotycz ce niezawodno ci systemu informacyjnego zwi zanego z przewozem. Na rysunkach 4 i 5 przedstawiono propozycj przypisania wybranych wska ników, wykorzystywanych przy pomiarach przewozów pasa erskich, do zdefiniowanych obszarów niezawodno ci opisywanego systemu transportowego.

10 150 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska NIEZAWODNO REALIZACJI US UGI PRZEWOZOWEJ Niezawodno procesu Terminowo przewozu Kompletno realizacji us ugi wzgl dem rozk adu jazdy Poziom koordynacji przewozów po rednich Niezawodno personelu rednia liczba wypadków zawinionych przez kierowc w ci gu roku rednia absencja kierowcy w miesi cu / roku rednia liczba spó nie kierowcy w miesi cu / roku rednia liczba skarg z o onych na kierowc w ci gu roku Niezawodno infrastruktury Proporcja pojazdów m odszych ni 5 lat Uszkodzenia pojazdu w trakcie przewozu na 10 6 pojazdo - kilomentów w roku redni roczny przebieg przypadaj cy na jeden eksploatowany pojazd rednia liczba kursów odwo anych z powodu braku sprawnego pojazdu w roku Rys. 4. Podstawowe wska niki dla oceny niezawodno ci realizacji us ugi przewozowej [3, 33] NIEZAWODNO SYSTEMU INFORMACYJNEGO ZWI ZANEGO Z PRZEWOZEM Dost pno informacji przed podró Dost pno do informacji w trakcie podró y Wiarygodno informacji Dost pno do informacji elektronicznej Dost pno do informacji telefonicznej Dost pno do informacji personalnej Aktualno informacji Rys. 5. Wska niki dla oceny niezawodno ci systemu informacyjnego [3, 4, 5, 33]

11 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 151 Analizuj c przedstawiony powy ej zestaw wska ników nale y zauwa y, i ocena niezawodno ci realizacji us ugi przewozowej opiera si w wi kszo ci na danych ilo ciowych, które powinny by rejestrowane w systemach informacyjnych przewo ników. Natomiast pomiar niezawodno ci systemu informacyjnego zwi zanego z realizacj procesu przewozowego w du ej cz ci mo e wynika z subiektywnej oceny osoby przeprowadzaj cej badanie (w oparciu o dost pne dane) lub subiektywnych odczu pasa erów, w ród których przeprowadzany by wywiad na ten temat. Nale y równie podkre li, i wska niki przypisane do obu systemów oceny niezawodno ci transportu pasa erskiego drogowego stanowi jedynie miary przyk adowe. Poszczególne obszary niezawodno ci systemu mog by rozbudowywane stosownie do potrzeb informacyjnych decydentów oraz mo liwo ci pomiarowych systemów informacyjnych stosowanych przez przewo ników. 5. STUDIUM PRZYPADKU Ocena niezawodno ci procesu transportu drogowego zosta a przeprowadzona dla przedsi biorstwa transportu miejskiego funkcjonuj cego w jednym z miast Polski mie cie X. Analiza oceny niezawodno ci procesu zosta a wykonana w dwóch okresach czasowych ( oraz ), wskazuj c jakie parametry oceny realizacji zada przewozowych by y w danym czasie istotne dla managerów zarz dzaj cych eksploatacj w przedsi biorstwie. W badaniach skupiono si na problemie oceny podstawowych charakterystyk u ytkowania pojazdów wp ywaj cych na terminowo czy poziom realizacji rozk adu jazdy. Ponadto oceniono podstawowe charakterystyki niezawodno ci infrastruktury. Analizowane przedsi biorstwo dysponuje oko o 300 autobusami (przede wszystkim autobusy typu solo oraz przegubowe), które w ci gu roku przeje d aj oko o 34 mln kilometrów po trasach komunikacji publicznej w mie cie X. Eksploatowany tabor autobusowy ma ró ny wiek. Wyró nia si pojazdy, które zosta y zakupione w latach , a s te autobusy z roku Przyk adowy stan taboru firmy przewozowej w roku 2004 przedstawia tablica 3. Stan taboru w analizowanym przedsi biorstwie ( r.) Rok zakupu Liczba autobusów ogó em Tablica 3

12 152 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Razem 319 cd. tablicy 3 Zgodnie z przedstawion specyfikacj, udzia pojazdów m odszych ni 5 lat wynosi w 2004 roku 28,53%. Jednocze nie w roku 2007, 20 autobusów z lat 80. XX w. zosta o wymienionych na nowe autobusy marki Volvo. Jednak e udzia pojazdów nie starszych ni 5 lat wyniós jedynie 10,65%. W 2009 tabor autobusowy powi kszy si o 100 autobusów marki Mercedes, przy jednoczesnym wycofywaniu z eksploatacji najstarszych pojazdów, co pozwoli o na popraw danego wska nika do poziomu oko o 37%. W pierwszym analizowanym okresie eksploatacji taboru autobusowego, w ramach oceny funkcjonowania systemu transportowego skupiano si przede wszystkim na ocenie niezawodno ci pojazdów. Przyk adowo, ilo uszkodze autobusów w badanym okresie zosta a przedstawiona na rys. 6. Ilo uszkodze w poszczególnych latach Rok 2004 (do maja); 200 Rok 2003; 600 Rok 2002; 649 Rok 2002 Rok 2003 Rok 2004 (do maja) Rys. 6. Ilo uszkodze w poszczególnych latach W danym okresie czasu dokonanie oceny niezawodno ci autobusu wymaga o znacznego ograniczenia ilo ci ocenianych wska ników. Przyjmowano nast puj ce za o enia: autobus ocenia si na poziomach dekompozycji, np. pojazd, uk ad, element; zak ada si dwa stany niezawodno ci dla ka dego poziomu dekompozycji: stan zdatno ci i niezdatno ci; wska niki niezawodno ci opisuj przebywanie pojazdu w danym stanie lub zjawisko zmiany stanu.

13 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 153 Podstawowa ocena niezawodno ci uk adów funkcjonalnych przyk adowego autobusu typu solo przestawiona zosta a na rysunkach 7-9. Zgodnie z wynikami bada, do s abych ogniw autobusu nale a y: uk ad elektryczny, nadwozie z drzwiami i wyposa enie wn trza, uk ad hamulcowy, elektryczny oraz ogumienie. L [10^4 km] Tylny most Wa nap d. Uk. kierow. Zaw. i stab. tyl. Zaw. przednie Uk. wydechu Silnik Uk. smarowania Skrzynia biegów Uk. hydaruliczny Nadwozie A Uk. chlodzenia Sprz g o Uk. pneumatyczny Ogrzew. i klimat. Nadwozie B Uk. zasilania Ko a jezdna Uk. elektryczny Osprz t silnika Uk. hamulcowy Rys 7. redni przebieg do pierwszego uszkodzenia [10 4 km] Rn[rbh] Tylny most Wa nap d. Uk. kierow. Zaw. i stab. tyl. Zaw. przednie Uk. wydechu Silnik Uk. smarowania Skrzynia biegów Uk. hydaruliczny Nadwozie A Uk. chlodzenia Sprz g o Uk. pneumatyczny Ogrzew. i klimat. Nadwozie B Uk. zasilania Ko a jezdna Uk. elektryczny Osprz t silnika Uk. hamulcowy Rys. 8. rednia pracoch onno jednej naprawy [rbh]

14 154 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Tn[h] Tylny most Wa nap d. Uk. kierow. Zaw. i stab. tyl. Zaw. przednie Uk. wydechu Silnik Uk. smarowania Skrzynia biegów Uk. hydaruliczny Nadwozie A Uk. chlodzenia Sprz g o Uk. pneumatyczny Ogrzew. i klimat. Nadwozie B Uk. zasilania Ko a jezdna Uk. elektryczny Osprz t silnika Uk. hamulcowy Rys. 9. redni czas jednej naprawy [h] W kolejnych latach przedsi biorstwo z coraz wi ksz uwag zacz o patrze na problem niezawodno ci realizowanych us ug przewozowych. Pozwoli o to m.in. na ocen podstawowych charakterystyk u ytkowania autobusów (tablica 4). Podstawowe charakterystyki u ytkowania autobusów typu solo Tablica 4 Charakterystyka Wspó czynnik gotowo ci (%) Udzia postojów (%) Wykorzystanie czasu pracy (%) redni dobowy czas pracy (h) Sposób wyznaczenia Autobusy typu solo ,1 16,3 redni dobowy czas jazdy (h) 13,5 13 rednia pr dko techniczna (km/h) 19 19,5 gdzie: TU czas przebywania w systemie u ytkowania TO czas przebywania w systemie obs ugiwania Tzw czas przebywania w stanie postoju pod za adunek lub wy adunek Tj czas przebywania w stanie jazdy Tr czas przebywania w stanie pracy Dr liczba dni roboczych L przebieg pojazdu

15 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 155 Z kolei liczba przepracowanych wozogodzin przez autobusy typu solo zosta a przedstawiona na rys. 10. W tym czasie zanotowano 89 w 2009 i 125 uszkodze w 2010 roku uszkodze danych pojazdów. Rys. 10. Liczba przepracowanych wozogodzin przez autobusy typu solo W okresie ca ego roku widoczne s wahania w ilo ci wyje d onych godzin. Dla sprawdzenia poprawno ci wyników przedstawiono w tablicy 5 podstawowe dane statystyczne. Zestawienie danych statystycznych dotycz cych wozogodzin Tablica rednia liczba przepracowanych wozogodzin 4847, ,23 Odchylenie standardowe 202,06 227,54 Wspó czynnik zmienno ci 0,04 0,04 Warto ci przedstawione w tablicy potwierdzaj dok adno wykonanych pomiarów. Dane w próbce nie ró ni si od siebie w znaczny sposób. Ró nice jakie wynikn y pomi dzy 2009 i 2010 rokiem musz mie pod o e logistyczne. Jednocze nie zwrócono uwag na w a ciw organizacj procesów obs ugiwania. W badanym okresie przeprowadzono cznie 1592 obs ugi. Za czynno ci obs ugowe przyj to np.: wymian arówki, odbudow pojazdu po wypadku komunikacyjnym. redni czas miedzy naprawami to 9 dni, ale w 63% pojazdów naprawiano nie przekraczaj c 8 dni u ytkowania. Histogram okresu mi dzy kolejnymi operacjami obs ugiwania dla autobusów typu solo przedstawiono na rys. 11.

16 156 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska Rys. 11. Histogram okresu mi dzy obs ugami autobusów typu solo Przedstawiona powy ej ocena niezawodno ci mo e by uzupe niona o podstawow analiz dotycz c zu ycia materia ów eksploatacyjnych oraz zu ycia paliwa. Jednocze nie, odnosz c si do proponowanego systemu oceny transportu drogowego pasa erskiego i wyró nionych podstawowych miar w obszarze jego niezawodno ci, w analizowanym przedsi biorstwie nie gromadzi si danych odno cie niezawodno ci systemu informacyjnego. Dlatego te w przysz o ci, niezb dne jest uzupe nienie bazy danych eksploatacyjnych aby mo liwe by o dokonanie pe nej oceny niezawodno ci realizowanych procesów wybranego systemu transportu drogowego pasa erskiego. 6. PODSUMOWANIE W a ciwie zaprojektowany system pomiaru procesu funkcjonowania dowolnego systemu transportowego powinien uwzgl dnia jego podstawowe cele operacyjne i strategiczne. Jednym z obszarów oceny poziomu funkcjonowania systemów transportowych jest ich niezawodno. W chwili obecnej prawid owa ocena niezawodno ci systemu/procesu transportowego pozwala na sprawn i efektywn realizacj zada przewozowych. Jednocze nie, przeprowadzone badania literaturowe wskazuj, e w analizowanym obszarze mo na wyró ni wiele miar oceny niezawodno ci. W pracy skupiono si jedynie na przedstawieniu wybranych miar oceny wskazanych czterech newralgicznych elementów systemu transportowego. W artykule autorzy kontynuuj prace badawcze zwi zane z doborem systemu oceny drogowego transportu pasa erskiego, przedstawione m.in. w pracy [26] oraz nieuszkadzalno ci procesu transportowego, omówione w pracy [19].

17 Zagadnienie oceny niezawodno ci systemu drogowego transportu pasa erskiego. Studium 157 Bibliografia 1. Ambroziak T., Pyza D.: Selected aspects of transportation system modeling. Total Logistics Management, Vol Berdica K.: An introduction to road vulnerability: what has been done, is done and should be done. Transport Policy, Vol. 9, 2012, pp Bryniarska Z., Starowicz W.: Wyniki bada systemów publicznego transportu zbiorowego w wybranych miastach, Kraków, Wyd. PiT, Chang H-L., Yeh Ch-Ch.: Factors affecting the safety performance of bus companies - The experience of Taiwan bus deregulation, Safety Science, 43, 2005, pp Chunguang L., Huiying G.: Reliability analysis of urban transportation system. Proceedings of the Twelfth World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zeland, Dajani J. S., Gilbert G.: Measuring the performance of transit systems, Transportation Planning & Technology, vol. 4, 1978, pp Dazi G., Savio S., Firpo P.: Estimate of components reliability and maintenance strategies impact on trains delay, Proceedings of 21 st European Conference on Modelling and Simulation ECMS Dhillon B. S., Hashim K. L.: On transit system reliability. Vehicular Technology Conference, rd IEEE, May DoD Guide for Achieving Reliability, Availability and Maintainability. Department of Defense, Washington D.C Fricker J. D., Whitford R. K.: Fundamentals of Transportation Engineering. A Multimodal Systems Approach. Inc. Upper Saddle River, New Jersey, USA, Islam K., Vandebona U.: Reliability analysis of public transit system, Proceedings of 12 th WCTR, July 11-15, 2010, Lisbon, Portugal. 12. Islam K., Vandebona U: Reliability Analysis of Public Transit Systems Using Stochastic Simulation, 33 rd Australasian Transport Research Forum Conference, 29 September 1 October, 2010, Canberra. 13. Jacyna M.: Modelowanie i ocena systemów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, Jacyna M.: Wybrane zagadnienia modelowania systemów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, Jodejko A., Molecki B.: Method for definition of the number of spare vehicles on case of tram network in Wroclaw. City and Regional Transportation, No. 1, Kutz M. (ed.): Handbook of transportation engineering. M. McGraw-Hill Companies, Inc., Landex A.: Reliability of Railway Operation, Proceedings from the Annual Transport Conference at Aalborg University, Liu X., He W., Zheng L.: Transportation Cyber-Physical Systems: Reliability Modeling and Analysis Framework. National Workshop for Research on High-Confidence Transportation Cyber-Physical Systems: Automotive, Aviation and Rail. November 18-20, Washington, Dc, M y czak M., Nowakowski T., Restel F., Werbi ska-wojciechowska S.: Problems of reliability analysis of passenger transportation process. [in:] Reliability, Risk and Safety, Papazoglu A. and Zio E. (eds.), Taylor & Francis Group, London, Nathanail E.: Measuring the quality of service for passenger on the hellenic railways. Transportation Research Part A, 42, 2008, pp Nicholson A.: Transport Network Reliability Measurement and Analysis. Revista Transportes, Vol. 11, No. 3, Nowakowski T.: Problemy modelowania niezawodno ci sieci transportowych. [w]: Strategie i logistyka organizacji sieciowych. Witkowski J. (red.), Prace Naukowe AE we Wroc awiu nr 1078, Wroc aw Schmidt K., Miodrag Z., Geiger C.: Development of a Performance Measurement System for Forwarders, World Academy of Science Engineering and Technology, 30, 2009, pp Sheth Ch., Triantis K., Teodorovic D.: Performance evaluation of bus routes: A provider and passenger perspective. Transportation Research, Part E: 43, Tsolakis D., Thoresen T.: A framework for demonstrating that road performance meets community expectations, Road & Transport Research, vol. 7, no. 3, 1998, pp

18 158 Agnieszka Tubis, Sylwia Werbi ska-wojciechowska 26. Tubis A., Werbi ska-wojciechowska S.: Passenger transportation processes performance measurement system. A case study of road transport. Artyku przygotowany na konferencj II Carpathian Logistics Congress CLC 2012, r., Jesenik, Republika Czeska. 27. Wang H., Pham H.: Survey of reliability and availability evaluation of complex networks using Monte- Carlo techniques. Microelectronics Reliabilty, Vol. 37, No. 2, pp Wa y ska-fiok K., Ja wi ski J.: Niezawodno systemów technicznych. PWN, Warszawa Werbi ska S.: Model wsparcia logistycznego systemu eksploatacji rodków transportu. Rozprawa doktorska, PWr., Wroc aw, Yatskiv I., Pticina I., Savrasovs M.: Urban public transport system s reliability estimation using microscopic simulation. Transport and Telecomunication, Vol. 43, No. 9, Yikui M., Xiangrong Q.: A Study on the Reliability Evaluation of Urban Transit System. Proceedings of 2 nd International Conference on Power Electronics and Intelligent Transportation System, Zhao Y., Triantis K., Murray-Tuite P., Edara P.: Performance measurement of a transportation network with a downtown space reservation system: A network-dea approach. Transport Research Part E, Vol. 47, 2011, pp Zheng L., Hensher D. A., Rose J. M.: Willingness of pay for travel time reliability in passenger transport: A review and some new empirical evidence. Transportation Research Part E, 46, 2010, pp ISSUE ON RELIABILITY ASSESSMENT OF ROAD PASSENGER TRANSPORTATION SYSTEM PERFORMANCE. CASE STUDY Summary: In the article authors are interested in the issues of transportation systems dependability assessment. The focus is on reliability analysis of passenger transportation process. In the first step of research analysis, transportation process reliability is defined. Moreover, based on the literature review there are defined six main groups of transportation system performance measures. The investigated performance metrics groups include: quality, safety, traffic engineering, effectiveness, social, and economical measures. Moreover, there are also chosen road passenger transportation systems performance analyses results provided. The research analyses are focused on transportation process performance timeliness and carriers availability in the emergency situation occurrence. Keywords: reliability, transportation system, performance measurement system