ARCHIWUM MOTORYZACJI 2, pp. 135-149 (2009) Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania i bezpieczestwo systemu transportowego JACEK MICHALSKI Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza W pracy przedstawiono wpływ uszkodze autobusów i ich układów na zagroenie działania oraz bezpieczestwo drogowego systemu transportowego komunikacji midzymiastowej i miejskiej. Wzito pod uwag autobusy midzymiastowe Autosan H9-21, H9-41 i A1010, Jelcz T120, Renault FR 1 i Master, Bova FHM oraz autobusy miejskie Ikarus IK 280b, IK 260 i IK 280, Jelcz M181 i M11. W badaniach, ograniczon zdatno autobusów, oceniano wartoci wskanika W 1 liczby uszkodze autobusów na 1000 km przebiegu i wartoci wskanika W 2 liczby uszkodze wybranych układów autobusów, take na 1000 km. Dokonano oceny stopnia zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego, O, jakie stwarza uszkodzenie układu autobusu. Wyznaczono wartoci wskanika W 3 oceny poziomu zagroenia działania układów autobusów i wartoci prawdopodobiestwa wystpienia uszkodzenia P(U*) analizowanych układów. 1. Wstp Poprzednikami autobusów, w drogowym transporcie pasaerskim, były omnibusy cignite przez konie. W Wielkiej Brytanii i Francji ju w XIX wieku rozpowszechniły si take omnibusy o napdzie parowym. Wynalezienie, pod koniec XIX wieku, silnika spalinowego umoliwiło powstanie nowego rodzaju pojazdu do przewozu osób. Tym pojazdem był autobus wyposaony w silnik spalinowy [1, 2]. Autobus to pojazd samochodowy przeznaczony do przewozu osób posiadajcy wicej ni dziewi miejsc siedzcych (łcznie z fotelem kierowcy) [3]. Pierwsze konstrukcje autobusów powstały, niezalenie od wielu producentów, poprzez zabudow kabiny pasaerskiej na podwoziu samochodu ciarowego. Były one napdzane silnikami o zapłonie iskrowym, a od okresu midzywojennego silnikami o zapłonie samoczynnym. Ju w latach dwudziestych XX wieku budowano autobusy z jedn kabin pasaersk (pierwsze konstrukcje miały osobne stanowisko kierowcy). Powstanie nadwozi samononych umoliwiło ich zastosowanie w autobusach, co pierwsza uczyniła firma Chausson w roku 1942. Autobusy te, po II wojnie wiatowej, jedziły w Warszawie. Potrzeba zwikszenia zdolnoci przewozowej spowodowała budow konstrukcji wieloosiowych (w tym przegubowych) i pitrowych,
136 J. Michalski a take stosowania przyczep autobusowych. Od lat pidziesitych XX wieku, ze wzgldu na intensywny wzrost długoci dróg kołowych w pastwach rozwinitych, autobusy zastpowały koleje lokalne. W tym czasie pojazdy te zaczły odrónia si konstrukcyjnie od innych pojazdów drogowych. W miejsce klasycznego układu przeniesienia napdu zaczto stosowa coraz czciej silnik umieszczony z tyłu lub pod podłog. W autobusach jedcych w ruchu lokalnym upowszechniły si drzwi automatycznie otwierane, sterowane przez kierowc. Ze wzgldów bezpieczestwa, stopniowo zaniechano równie stosowania przyczep, na rzecz rozwoju autobusów przegubowych. W konstrukcji autobusów turystycznych (wysokopodłogowych), w odrónieniu od autobusów komunikacji publicznej, powszechnie stosowano due, panoramiczne okna i przeszklone dachy. Po 1970 roku w konstruowaniu autobusów miejskich zarysowała si tendencja do obniania podłogi. W autobusach dalekobienych oraz turystycznych (zwanych autokarami) zaczto stosowa toalety WC z biec wod, w obiegu zamknitym, i klimatyzacj. Od pocztku lat dziewidziesitych XX wieku, ze wzgldu na ograniczenie emisji spalin, przedsibiorstwa transportowe coraz czciej kupuj autobusy zasilane mniej szkodliwym gazem ziemnym. W rozwinitych krajach Europy zachodniej coraz wyraniejszy jest równie trend powrotu, w obszarach silnie zurbanizowanych, do bardziej ekologicznych tramwajów. W Polsce po 1945 roku produkcja autobusów rozwinła si w Jelczu-Laskowicach i Sanoku a obecnie w rodzie Wielkopolskiej oraz w Bolechowie-Osiedlu [1, 2, 4 7]. W ofercie polskich producentów nadwozie moe by samonone lub zabudowane na ramie. Szkieletowa konstrukcja nadwozia zapewnia du sztywno przy stosunkowo małej masie nadwozia. Elementy szkieletu wykonywane s coraz czciej z nierdzewnych profili, co zapewnia im du odporno na korozj. Szkielet nadwozia pokryty jest od wewntrz i na zewntrz poszyciem łczonym za pomoc zgrzewania, nitowania lub klejenia. Poszycie jest wykonane z blachy stalowej, czsto ocynkowanej obustronnie, stopów aluminium lub tworzyw sztucznych i kompozytów. Zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczestwa autobusów gwarantuje midzy innymi regulamin EKG ONZ 66 [8, 9]. Poczwszy od roku 2001, Unia Europejska oprócz regulaminu ECE R66, wprowadziła dodatkowo obowizek przeprowadzania bada niszczcych konstrukcji nonych autobusów. Badania te polegaj na wykonaniu obrotu konstrukcji na wysokoci 80 cm. Autobus spoczywa na platformie o podnoszonym ktowo jednym boku. Przemieszczenie przestrzeni pasaerskiej, okre- lane w przepisach unijnych, jako przestrze chroniona", nie powinno by wiksze ni okrelono to w normie. Parametry tego przepisu s bardzo szczegółowe. Najogólniej mona powiedzie, e s spełnione, jeeli po odkształceniu i przemieszczeniu elementów autobusu, odległo pomidzy dachem a poduszk siedzenia pasaerskiego jest nie mniejsza ni 75 cm.
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 137 2. Ocena zagroe w systemie komunikacji autobusowej System transportowy, to ogół rodków i działa zwizanych z przemieszczaniem osób i ładunków w wyznaczonym zakresie ilociowym i terytorialnym. Transport drogowy, to system socjotechniczny typu UPO, uytkownik ruchu drogowego - człowiek (U) - pojazd (P) - otoczenie (O) [10 12]. Bezpieczestwo działania obiektu technicznego obejmuje taki stan obiektu, w którym wartoci cech jego elementów mieszcz si w ustalonych granicach, przy pewnych oddziaływaniach czynników wymuszajcych. Czynniki wymuszajce, robocze, zewntrzne i antropotechniczne, oddziałujce na elementy obiektów technicznych powoduj niekorzystne zmiany warto- ci ich cech, wywołujc uszkodzenia. Uszkodzenie układów autobusów, to przekroczenie dopuszczalnych wartoci granicznych przez istotne cechy opisujce te układy. Zagroenie bezpieczestwa systemu transportowego, to stan ograniczonej zdatnoci systemu na skutek uszkodze jego układów (elementów). Ze wzgldu na ludzi, rodki transportu uytkowane w komunikacji autobusowej powinny cechowa si wysok nieuszkadzalnoci, poniewa zmiana ich stanu zdatnoci w róny sposób wpływa na zmian stanu bezpieczestwa systemu. Obnienie poziomu bezpieczestwa działania systemu jest wynikiem uszkodze elementów krytycznych, wanych i mało wanych, które s istotne lub nieistotne dla stanu zdatnoci. Obnienie poziomu bezpieczestwa działania autobusu moe mieci si w dopuszczalnym zakresie (utrudniona realizacja zadania transportowego) lub w zakresie niedopuszczalnym (zagroenie bezpieczestwa realizacji zadania). Zmiany poziomu bezpieczestwa w ocenie zagroe okrelamy jako akceptowany i nieakceptowany poziom zagroe [10 12]. Utrzymujemy stan zdatnoci poprzez obsług, a przywracamy utracony stan zdatnoci poprzez naprawy (obsługi korekcyjne) [13, 14]. Dominujcy udział w przyczynach wypadków drogowych ma nieprawidłowe zachowanie si kierowców 68-73% [15]. Literatura z zakresu bezpieczestwa ruchu drogowego podaje zrónicowany udział pojazdu w przyczynie powstawania wypadków drogowych: 27% [10, 16], 2% braki techniczne pojazdu lub 4,5% czynnik ludzki + pojazd [15]. 3. Obiekt i przedmiot bada Obiektem bada s autobusy eksploatowane w rzeczywistym systemie komunikacji midzymiastowej i miejskiej. Natomiast przedmiotem bada jest wpływ uszkodze wybranych układów autobusów na powstawanie zagroe w tym systemie. W publikacji podjto prób oceny zagroe powstajcych w procesie uytkowania autobusów, wynikajcych z nieprawidłowego funkcjonowania wybranych układów autobusów komunikacji midzymiastowej i miejskiej.
138 J. Michalski 4. Metodyka i warunki bada Badaniem objto siedem typów autobusów midzymiastowych (tab. 1) i pi typów autobusów miejskich (tab. 2). Ze 182 autobusów midzymiastowych losowo wybrano po pi pojazdów kadego typu. Błd wzgldny wartoci redniej i odchylenia standardowego dla omiu zamieszczonych właciwoci autobusów midzymiastowych, w tabeli 1, nie przekracza 16% odpowiednich wartoci całej populacji badanej grupy pojazdów. Z kolei kady typ autobusów miejskich reprezentowała grupa liczca siedem pojazdów (tab. 2). Wybranymi autobusami midzymiastowymi były: Autosan H9-21, Autosan H9-41, Autosan A1010, Jelcz T120, Renault FR 1, Renault Master i Bova FHM. Z kolei autobusami miejskimi były [16]: Ikarus IK 280b, Ikarus IK 260, Ikarus IK 280, Jelcz M181 i Jelcz M11. Tabela 1. Zestawienie wartoci przebiegów, wieku, liczby kolizji i wypadków oraz liczby uszkodze układów analizowanych autobusów midzymiastowych w roku 2008. Table 1. Specification of mileage, bus age, number of road accidents and number of damages for analyzed intercity buses in 2008. Nazwa uszkodzonego układu autobusu Autosan H9-21 Autosan H9-41 Grupy analizowanych autobusów Autosan A1010 Jelcz T120 Renault FR 1 Renault Master Bova FHM Liczba uszkodze wybranego układu autobusu w cigu 1 roku LU* Układ hamulcowy 132 94 56 74 61 66 46 Układ elektryczny 85 73 69 62 73 58 55 Elementy nadwozia 81 68 54 65 67 51 38 Układ przeniesienia napdu 47 36 34 33 28 24 17 Układ zawieszenia 30 26 27 22 20 15 20 Układ kierowniczy 30 24 19 20 15 20 21 z osprztem 29 29 13 18 14 11 19 Układ jezdny 19 15 13 16 10 9 7 Liczba uszkodze w badanym zbiorze autobusów w cigu 453 365 285 310 288 254 223 1 roku LU Liczba zdarze (kolizji i wypadków) LZ 4 2 1 2 2 1 1 rednia wieku, lata 18 12 7 10 16 11 12 Sumaryczny przebieg autobusów w badanym zbiorze w cigu 1 roku P, km 296184 288942 365261 256843 395645 232546 425961 Dane o uszkodzeniach, zagroeniach i bezpieczestwie autobusów midzymiastowych zamieszczono w tabeli 1. Zgromadzone informacje dotyczyły: liczby uszkodze i awarii poszczególnych układów autobusów w kadej analizowanej gru-
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 139 pie, liczby kolizji i wypadków drogowych badanych pojazdów, sumarycznego przebiegu rocznego kadej analizowanej grupy autobusów. Do okrelenia liczby uszkodze badanych zbiorów autobusów posłuono si danymi zamieszczonymi w ksice zlece napraw autobusu. W tabeli 1 uszeregowano poszczególne układy, od najbardziej naraonych na usterki do mniej podatnych na awarie, wystpujce w czasie eksploatacji autobusów midzymiastowych. Z kolei analogiczne dane o autobusach miejskich zaczerpnito z pracy M. Woropay i P. Bojar [16] i zamieszczono w tabeli 2. Tabela 2. Zestawienie wartoci przebiegów, liczby kolizji i wypadków oraz liczby uszkodze układów analizowanych autobusów miejskich w roku 1999 [16]. Table 2. Specification of mileage, number of road accidents and number of damages for analyzed city buses in 1999 [16]. Nazwa uszkodzonego układu autobusu Ikarus IK280b Ikarus IK260 Grupy analizowanych autobusów Ikarus IK280 Jelcz JM181 Jelcz M11 SUMA Liczba uszkodze wybranego układu autobusu w cigu 1 roku LU* Układ hamulcowy 166 262 183 97 217 925 Układ elektryczny 206 196 120 163 167 852 Elementy nadwozia 167 180 99 125 184 755 Układ przeniesienia napdu 35 213 116 8 134 506 Układ zawieszenia 16 19 19 25 15 94 Układ kierowniczy 1 17 14 16 13 61 z osprztem 37 67 33 37 39 213 Układ jezdny 16 24 37 13 31 121 Kratownica 0 1 1 0 0 2 Liczba uszkodze w badanym zbiorze autobusów w cigu 644 979 622 484 800-1 roku LU Liczba zdarze (kolizji i wypadków) LZ 2 5 6 8 6 27 rednia wieku, lata 18 12 7 10 16 - Sumaryczny przebieg autobusów w badanym zbiorze w cigu 1 roku P, km 626843 450973 373665 539836 395631 - W celu informacji na temat zgromadzenia liczby kolizji i wypadków drogowych, spowodowanych przez autobusy w analizowanych grupach, posłuono si danymi zawartymi w zbiorach dokumentów z archiwum przedsibiorstwa komunikacji samochodowej oraz protokołów Zakładów Ubezpiecze i sporzdzanych wycen zaistniałych szkód. Okrelono liczb kolizji i wypadków, których przyczyn powstania był stan ograniczonej zdatnoci badanych autobusów.
140 J. Michalski 5. Analiza uszkodze autobusów, zagroenia i bezpieczestwa systemu transportowego Ocen liczby uszkodze autobusów i ich układów, przypadajcej na tysic kilometrów, w cigu jednego roku uytkowania, przeprowadzono za pomoc wskaników W 1 i W 2 [12], gdzie: W 1 - wskanik liczby uszkodze autobusu na 1000 km (rys. 1) LU 3 W 1 = 10 (1) P gdzie: LU - liczba uszkodze w badanym zbiorze autobusów w cigu 1 roku, P - sumaryczny przebieg autobusów w badanym zbiorze cigu 1 roku, W 2 - wskanik liczby uszkodze wybranego układu autobusu na 1000 km (rys. 2), * LU 3 W2 = 10 P gdzie: LU* - liczba uszkodze wybranego układu autobusu w cigu 1 roku. P - sumaryczny przebieg autobusów w badanym zbiorze w cigu 1 roku. (2) W celu oceny zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego (O), jakie stwarzaj uszkodzenia poszczególnych układów autobusów, przeprowadzono badania ankietowe metod oceny eksperckiej. Badaniu ankietowemu poddano 100 pracowników, wybranych sporód pracowników przedsibiorstwa (rys. 3a). Ankiet objto grupy pracowników: mechanicy stacji obsługi, diagnoci, kierowcy autobusów, dyspozytorzy ruchu autobusowego i brygadzici stacji obsługi. Istotno wpływu uszkodzenia zespołów autobusów na zagroenie bezpieczestwa oceniano w dziesiciostopniowej skali: 1 2 uszkodzenie zespołu nie powoduje zagroenia bezpieczestwa, 3 5 uszkodzenie zespołu raczej nie powoduje zagroenia bezpieczestwa, 6 8 uszkodzenie zespołu raczej powoduje zagroenia bezpieczestwa, 9 10 uszkodzenie zespołu powoduje zagroenia bezpieczestwa. W pracy [16] oceny wpływu uszkodze poszczególnych układów autobusów na zagroenie bezpieczestwa systemu transportowego (rys. 3b) dokonali: decydenci sterowania ruchem autobusów, kierowcy autobusów, diagnoci zakładu komunikacji samochodowej i mechanicy zakładu komunikacji autobusowej.
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 141 a) b) Wskanik W 1 liczby uszk. autobusów, - 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Autosan A9-21 Autosan A9-41 Autosan A1010 Jelcz T120 Renault FR 1 Renault Master Bova FHM 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Ikarus IK 280b Ikarus IK 260 Ikarus IK 280 Jelcz M181 Jelcz M10 Wskanik W 1 liczby uszk. autobusów, - Rys. 1. Wartoci wskanika W 1 liczby uszkodzonych autobusów na 1000 km: a) midzymiastowych, b) miejskich. Fig. 1. Value of W 1 index of number of damaged buses per 1000 km a) intercity buses, b) city buses. Poziom zagroenia działania autobusu, wynikły z uszkodzenia układu autobusu, wyznaczono za pomoc wskanika W 3 (rys. 4). LZ * W3 = P(U ) O (3) * LU gdzie: LZ - liczba zdarze drogowych (kolizji i wypadków) w analizowanym zbiorze autobusów, LU* - liczba uszkodze wybranego układu autobusu w cigu roku, P(U*) - prawdopodobiestwo wystpienia uszkodzenia analizowanego układu, O - ocena stopnia zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego, jakie stwarza uszkodzenie analizowanego układu. Prawdopodobiestwo wystpienia uszkodzenia analizowanego układu wyznaczono z zalenoci: * * P(U ) = LU /LU (4) gdzie: LU* - liczba uszkodze wybranego układu autobusu w cigu 1 roku, LU - liczba uszkodze w badanym zbiorze autobusów w cigu 1 roku.
142 J. Michalski a) b) Wsk. liczby uszkodz. układów W 2, - 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Bova FHM Autosan H9-21 Autosan H9-41 Autosan A1010 Jelcz T120 Renault FR 1 Renault Master Wsk. liczby uszkodz. układów W 2, - 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Ikarus IK 280b Ikarus IK 260 Ikarus IK 280 Jelcz M181 Jelcz M11 Rys. 2. Wartoci wskanika W 2 liczby uszkodzonych układów autobusów: a) midzymiastowych, b) miejskich. Fig. 2. Value of W 2 index of number of damaged units per 1000 km a) intercity buses, b) city buses. Analizowano uszkodzenia układów autobusów: układ hamulcowy, układ elektryczny, elementy nadwozia, układ przeniesienia napdu, układ zawieszenia, układ kierowniczy, silnik z osprztem i układ jezdny. Uszeregowanie wynika z malejcej czstoci wystpowania uszkodze w autobusach midzymiastowych (rys. 5a). Stosowano przedstawion metodyk, gdy jest ona zbliona do procedury analizy rodzajów i skutków uszkodze FMEA (ang. Failure Mode and Effects Analysis [17, 18]), nazywan metod analizy przyczyn i skutków wad lub analiz przyczyn, skutków i krytycznoci. FMEA ma na celu zapobieganie skutkom wad, które mog wystpi w fazie projektowania oraz w fazie wytwarzania. Jest to metoda postpowania QS-9000 i ISO/TS 16949. Metoda ta opisana jest take w normie PN-IEC 812: 1994 - Techniki analizy nieuszkadzalnoci systemów [17]. Stosowanie metody FMEA nie jest wymagane w normie ISO 9001:2008. Jest z kolei wymagane w systemach zarzdzania jakoci przedsibiorstw z brany motoryzacyjnej. Wynika to ze specyfikacji technicznej ISO/TS 16949:2002. Po ustaleniu wad okrela si ich skutki, a nastpnie przyczyny powstania. Wszystkie moliwe wady ocenia si w skali od 1 do 10 za pomoc trzech tzw. liczb priorytetowych: Z, C i W. Po działaniach korygujcych wskanik oceny WPR powinien spada. Dopuszczalne wartoci wskanika poziomu ryzyka WPR wymagane przez producentów samochodów to najczciej WPR=80, 60 lub 50. WPR = Z C W (5) gdzie: Z - znaczenie skutku, 1 oznacza bardzo niewielkie ograniczenie sprawnoci, usunicie usterek podczas kolejnego przegldu, a 10 naruszenie przepisów prawnych i wrcz zagroenie bezpieczestwa,
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 143 C - czsto wystpienia wady, gdzie 1 oznacza, e wada jest prawie wykluczona, wystpienie jej jest nieprawdopodobne. Natomiast 10 oznacza, e wady prawie nie da si unikn, bardzo czsto wystpuje, W - wykrywalno odzwierciedlajca trudno wykrycia wady przed opuszczeniem fabryki. Jeden oznacza wykrycie wady w prosty sposób, jeeli wad trudno wykry to W=10. 6. Wyniki bada i ich analiza Wyniki oblicze wartoci wskanika liczby uszkodzonych autobusów midzymiastowych i miejskich W 1 przedstawiono na rysunku 1. Liczba uszkodzonych autobusów (tab. 1 i 2), jak i wskanik W 1 liczby uszkodzonych autobusów na 1000 km przebiegu s zdecydowanie wiksze dla autobusów miejskich (W 1 =0,90-2,17) ni midzymiastowych (W 1 =0,52-1,53). Due wartoci wskanika liczby uszkodze na 1000 km ma autobus miejski Ikarus IK 260 i zbudowany na jego licencji autobus Jelcz M10 (W 1 =2,17, W 1 =2,02). Zdecydowanie mniejsze jego wartoci maj autobusy Jelcz M181 i Ikarus IK 280b (W 1 =0,90-1,03). Jednak s one znacznie wiksze ni dla autobusów midzymiastowych Bova FHM, Renault FR 1 i Autosan A1010 (W 1 =0,52, W 1 =0,73 i W 1 =0,78 odpowiednio). a) Stopie zagroenia bezp. syst. transp. O, - 10 8 6 4 2 0 b) Stopie zagroenia bezp. syst. transp. O, - 10 8 6 4 2 0 Rys. 3. rednie wartoci ocen zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego, O, jakie stwarza uszkodzenie układów autobusów: a) midzymiastowych, b) miejskich. Fig. 3. Mean value of threats ratio in transportation system safety O caused by bus units damages a) intercity buses, b) city buses. Z kolei rysunek 2 przedstawia wartoci wskanika W 2 liczby uszkodzonych układów autobusów midzymiastowych i miejskich. Najwiksza liczba uszkodze dotyczy układu hamulcowego. Dotyczy to zarówno autobusów midzymiastowych, jak i miejskich. Pozostałe układy o stosunkowo mniejszej liczbie uszkodze W 2 to: układ elektryczny, elementy nadwozia, układ przeniesienia napdu, układ zawieszenia, układ kierowniczy, silnik z osprztem i układ jezdny. Wartoci wskaników liczby
144 J. Michalski uszkodze układów autobusów midzymiastowych i miejskich na 1000 km przebiegu W 2 s zblione. Pewne rónice dotycz jedynie układu przeniesienia napdu autobusu miejskiego Ikarus IK 260 (ten autobus ma najwiksz uszkadzalno). W grupie autobusów midzymiastowych najwiksz uszkadzalnoci charakteryzuje si autobus Autosan H9-21. a) Liczba kolizji i wypadków, - 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Midzymiastowe Rxy=0.23 Miejskie Rxy=0.99 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Przebieg autobusów, km b) 8 Liczba kolizji i wypadków, - 7 6 5 4 3 2 1 0 Midzymiastowe Rxy=0.92 Miejskie Rxy=0.27 0 200 400 600 800 1000 Liczba uszkodze, - Rys. 4. Zalenoci liczby kolizji i wypadków autobusów midzymiastowych i miejskich od: a) przebiegu (nie uwzgldniono autobusów Jelcz M181), b) liczby uszkodze. Fig. 4. Number of road accidents with intercity and city buses versus a) mileage (without Jelcz M181 buses), b) number of damages. Wyniki ocen ankietowych stopnia zagroenia, O, jakie stwarza uszkodzenie układu autobusu były nieco odmienne dla autobusów midzymiastowych i miejskich, co do wpływu silnika z osprztem, układu zawieszenia, układu przeniesienia napdu, układu elektrycznego i elementów nadwozia (rys. 3). S one z kolei zgodne, e najwikszy stopie zagroenia systemu transportowego wynika z uszkodzenia w autobusach midzymiastowych i miejskich układu hamulcowego, układu kierowniczego i układu jezdnego. Z danych zamieszczonych w tabeli 1 i pracy [16] wynika, e duo zdarze drogowych było spowodowane przez autobusy miejskie Jelcz M181, Jelcz M11, Ikarus IK 280, Ikarus IK 260 [16] i autobusy midzymiastowe Autosan H9-21 (tab. 1). Autobusy Autosan H9-21 charakteryzowały si te najwiksz awaryjnoci (453 awarii w roku) sporód autobusów midzymiastowych. Jednoczenie grupa autobusów Autosan H9-21 miała mały przebieg (czwarty, co do wartoci przebieg z autobusów midzymiastowych). Przebiegi autobusów midzymiastowych wynosiły 232546 425961 km i były mniejsze od przebiegów autobusów miejskich wynoszcych 373665 539836 km (istnieje odmienna liczba autobusów tych grup). Wszystkie autobusy miejskie miały znacznie wicej awarii (od 484 do 800 w cigu roku). Wynik ten moe by podyktowany tym, i autobusy grupy Autosan H9-21 maj najwikszy redni okres eksploatacji. Natomiast liczba zdarze drogowych, nie jest uzaleniona (niska korelacja Rxy=0,23) od przebiegu grupy autobusów midzymiastowych (rys. 4a). Ma ona
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 145 z kolei bardzo wysok korelacj (Rxy=0,92, zaleno pewna) z liczb uszkodze układów autobusów midzymiastowych (rys. 4b). a) Prawdopodobiestwo uszk. P(U*), - 0.30 0.20 0.10 0.00 Renault Master Bova FHM Autosan H9-21 Autosan H9-41 Autosan A1010 Jelcz T120 Renault FR 1 b) Prawdopodobiestwo uszk. P(U*), - 0.30 0.20 0.10 0.00 Ikarus IK 280b Ikarus IK 260 Ikarus IK 280 Jelcz M181 Jelcz M11 Rys. 5. Wartoci prawdopodobiestwa wystpienia uszkodzenia układów autobusów P(W*): a) midzymiastowych, b) miejskich. Fig. 5. Values of damage events probability in bus units P(W*): a) intercity buses, b) city buses. Diametralnie odmienna sytuacja wystpuje w grupie autobusów miejskich. Tutaj liczba kolizji i wypadków ma bardzo cisł zaleno z przebiegiem, (Rxy=0,99, rys. 4a) z kolei nie jest statystycznie zwizana z liczb uszkodze układów autobusów (rys. 4b). W obliczeniach korelacji nie wzito pod uwag autobusów Jelcz M181. S to nowoczesne autobusy, o długoci 18 metrów, przegubowe, niskowejciowe, przewoce najwicej, bo 180 pasaerów. Charakteryzuj si bardzo mał liczb uszkodze układów i bardzo intensywnym uytkowaniem. Maj zarazem du liczb kolizji i wypadków. Ich charakterystyka jest znacznie odmienna od pozostałych autobusów miejskich, które s konstrukcjami przestarzałymi. Prawdopodobiestwo uszkodze układów autobusów P(U*) midzymiastowych i miejskich (rys. 5) jest jakociowo zblione do wskanika liczby uszkodze układów autobusów W 2 (rys. 2). Wyjtkiem jest autobus miejski Ikarus IK 280b, w którym prawdopodobiestwo uszkodzenia układu elektrycznego jest wiksze ni układu hamulcowego autobusu Ikarus IK 280 (0,32 i 0,30 odpowiednio). Naley stwierdzi, e prawdopodobiestwo uszkodzenia układu hamulcowego, układu elektrycznego, elementów nadwozia i układu przeniesienia napdu autobusów midzymiastowych jest wiksze i bardziej zrónicowane ni autobusów miejskich. Ma ono zakres wartoci od 0,32 do 0,02. Szczególnie due rónice oceny, za pomoc wskanika poziomu zagroenia działania W 3 (rys. 6), dotycz autobusów midzymiastowych i miejskich. We wszystkich autobusach najwiksze zagroenie działania stwarza układ hamulcowy (autobusy midzymiastowe W 3 =0,55-0,27 i autobusy miejskie W 3 =0,52-0,26).
146 J. Michalski a) Wsk. zagroenia bezp. W 3 syst. transp., - 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Autosan H9-21 Autosan H9-41 Autosan A1010 Jelcz T120 Renault FR 1 Renault Master Bova FHM b) Wsk. zagroenia bezp. W 3 syst. transp., - 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Ikarus IK 280b Ikarus IK 260 Ikarus IK 280 Jelcz M181 Jelcz M11 Rys. 6. Wartoci wskanika W 3 oceny poziomu zagroenia działania wynikajce z uszkodzenia układu autobusów: a) midzymiastowych, b) miejskich. Fig. 6. Values of index W 3 of buses operation threats ratio caused by bus unit damages a) for intercity buses, b) for city buses. Jest bardzo niepokojce, e autobusy nowoczesne stwarzaj najwiksze zagroenie działania. W grupie autobusów midzymiastowych due wartoci wskanika oceny poziomu zagroenia W 3 maj autobusy: Bova FHM, Renault Master, Autosan A1010, Renault FR 1 i Jelcz T120. Z kolei najmniejsz warto tego wskanika ma autobus, skonstruowany w 1980 roku, Autosan H9-21. W grupie autobusów miejskich take nowoczesne konstrukcje stwarzaj najwiksze zagroenie działania. Due wartoci wskanika poziomu zagroenia działania maj autobusy: Jelcz M181, Ikarus IK 280 i zblion Ikarus IK 280b. Najmniejsze za wartoci ma wskanik W 3 dla autobusów: Ikarus IK 260. Jak wspomniano, najwiksze zagroenie działania, charakteryzowane za pomoc wartoci wskanika poziomu zagroenia W 3, stwarza układ hamulcowy. Pozostałe układy autobusu maj mniejsze, chocia nie do zaakceptowania due wartoci. Uszeregowanie wartoci wskanika poziomu zagroenia działania jest odmienne dla autobusów midzymiastowych i miejskich. Dla autobusów midzymiastowych malejce wartoci wskanika działania W 3 dotycz układów: hamulcowego, elektrycznego, nadwozia, przeniesienia napdu, zawieszenia, kierowniczego oraz silnika z osprztem i układu jezdnego. Z kolei dla autobusów miejskich takie uszeregowanie wartoci wskanika działania W 3 obejmuje układy: hamulcowy, kierowniczy, jezdny, zawieszenie, przeniesienie napdu oraz silnik z osprztem, elementy nadwozia i układ elektryczny.
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 147 Tabela 3. Zestawienie wartoci prawdopodobiestwa uszkodzenia układów P(U*): hamulcowego, kierowniczego i jezdnego autobusów i wartoci wskanika ich liczby uszkodze W 2 oraz wartoci stopnia zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego O i wartoci wskanika poziomu działania W 3. Table 3. Specification of damage events probability P(U*) in: brake, direction control and drive systems, number of damages index W 2, threats ratio in transportation system safety O, and values of operation ability ration index W 3. Lp. Nazwa Transport 1 2 3 4 Wartoci prawdopodobiestwa uszkodzenia układów autobusów P(U*) Wartoci wskanika liczby uszkodzonych układów autobusów Midzymiastowy Układ hamulcowy Układ kierowniczy Układ jezdny Zakres rednia Zakres rednia Zakres rednia 0,29-0,20 0,24 0,09-0,06 0,07 0,05-0,03 0,04 Miejski 0,30-0,20 0,26 0,03-0,0002 0,01 0,06-0,02 0,03 Midzymiastowy 0,45-0,11 0,25 0,10-0,04 0,07 0,05-0,02 0,04 W 2 Miejski 0,42-0,15 0,29 0,03-0,002 0,02 0,06-0,02 0,04 Midzymiastowy 9,38 8,74 7,63 Wartoci stopnia zagroenia bezpieczestwa systemu transportowego O Miejski 9,28 8,84 6,20 Wartoci wskanika Midzy- 0,55-0,27 0,41 0,18-0,09 0,14 0,14-0,06 0,10 poziomu zagroenia miastowy działania autobusów Miejski 0,52-0,26 0,38 0,49-0,24 0,35 0,43-0,21 0,31 W 3 Na podstawie wartoci prawdopodobiestwa uszkodzenia P(U*) układów hamulcowego, kierowniczego i jezdnego, jak i wskanika liczby ich uszkodze W 2, dla autobusów midzymiastowych i miejskich (tab. 3) oraz na postawie procedury analizy rodzajów i skutków uszkodze FMEA wynika, e układ hamulcowy autobusów midzymiastowych i miejskich wymaga działa korygujcych konstrukcyjnych i produkcyjnych. Poziomy wartoci wskaników; W 1, W 2, O, W 3 i WPR s trudne do zaakceptowania. Z kolei autobusy miejskie wymagaj take dodatkowo działa korygujcych w zakresie układu kierowniczego i układu jezdnego. 7. Wnioski Liczba uszkodzonych autobusów, jak i wartoci wskanika W 1 liczby uszkodzonych autobusów na 1000 km przebiegu, s zdecydowanie wiksze dla autobusów miejskich (W 1 =0,90-2,17) ni midzymiastowych (W 1 =0,52-1,53). Z kolei oceny prawdopodobiestwa uszkodzenia układów autobusów P(U*) i uszkodze za pomoc wartoci wskanika liczby uszkodzonych układów W 2, daj zblion informacj dla tych grup autobusów. Jest to uzasadnione zarówno odmiennymi warunkami uytkowania jak i zblionymi cechami konstrukcyjnymi i technologicznymi autobusów miejskich oraz midzymiastowych. Due wartoci wskanika liczby uszkodze autobusu, tym samym du pracochłonno i koszt obsług korekcyjnych na 1000 km, charakteryzuje autobus miejski
148 J. Michalski Ikarus IK 260 (W 1 =2,17) i zbudowany na jego licencji Jelcz M10 (W 1 =2,02), małe z kolei wartoci Jelcz M181 (W 1 =0,90) i Ikarus IK 280b (W 1 =1,03). Sporód autobusów midzymiastowych najmniejszy wskanik liczby uszkodze ma autobus Bova FHM (W 1 =0,52) a najwikszy Autosan A9-21 (W 1 =1,53). Wyniki ocen ankietowych stopnia zagroenia, O, jakie stwarza uszkodzenie układów autobusów wskazały, e najwikszy stopie zagroenia systemu transportowego wynika z uszkodzenia układu hamulcowego, układu kierowniczego i układu jezdnego. Liczba zdarze drogowych autobusów midzymiastowych ma bardzo wysok korelacj z liczb uszkodze ich układów a mał zaleno z przebiegiem. Diametralnie odmienna sytuacja wystpuje w przypadku autobusów miejskich, których liczba kolizji i wypadków ma bardzo cisł zaleno z przebiegiem, z kolei nie jest statystycznie zwizana z liczb uszkodze układów autobusów. W obliczeniach nie wzito pod uwag nowoczesnych autobusów Jelcz M181, charakteryzujcych si bardzo mał liczb uszkodze układów i bardzo intensywnym uytkowaniem. Jest bardzo niepokojce, e nowoczesne midzymiastowe autobusy maj due zagroenie działania. S to autobusy Bova FHM, Renault Master, Autosan A1010, Renault FR 1 i Jelcz T120. Z kolei najkorzystniejsze wartoci wskanika poziomu zagro- enia działania W 3 maj autobusy Autosan H9-21, pomimo licznych uszkodze. W grupie autobusów miejskich take nowoczesne konstrukcje maj najwiksze zagroenie ich działania. Due wartoci wskanika poziomu zagroenia działania dotycz autobusów: Jelcz M181, Ikarus IK 280 i zblion Ikarus IK 280b. Najmniejsz warto wskanika W 3 wykazuj z kolei autobusy Ikarus IK 260. Działa korygujcych konstrukcyjnych i produkcyjnych bezwzgldnie wymaga układ hamulcowy autobusów midzymiastowych i miejskich. Wynika to z bardzo wysokiego stopnia zagroenia, jaki stwarza ten układ dla bezpieczestwo transportu (O=9,28-9,38), wysokiego prawdopodobiestwa wystpienia uszkodzenia (P(U*)=0,24-0,26), bardzo duych wartoci wskanika liczby jego uszkodze (W 2 =0,25-0,29) i niekorzystnie wysokich wartoci wskanika oceny poziomu działania tego układu (W 3 =0,38-0,41). Z kolei autobusy miejskie wymagaj działa korygujcych dla układu hamulcowego (W 3 =0,38), układu kierowniczego (W 3 =0,35) i układu jezdnego (W 3 =0,31). Literatura [1] PODBIELSKI Z.: Samochody ciarowe, specjalne i autobusy. Instytut Wydawniczy "Nasza Ksigarnia". Warszawa 1988. [2] PODBIELSKI Z.: Wielka encyklopedia wytwórni samochodów. A-D. Wydawnictwo Adi Car. Łód 1992. [3] PROCHOWSKI L., UCHOWSKI A.: Samochody ciarowe i autobusy. Wydawnictwo Komunikacji i Łcznoci. Warszawa 2006. [4] Aktualnoci Solaris, Miesicznik, Solaris Bus & Coach S.A., 10 (2006) 15. [5] ORŁOWSKI A. (Red.): Autosan. Wydawnictwo LSW. Warszawa 1982. [6] Wikipedia. Wolna encyklopedia. http://pl.wikipedia.org/wiki/autosan. [7] Wikipedia. Wolna encyklopedia. http://pl.wikipedia.org/wiki/jelcz. [8] Addendum 65: Regulation No. 66: Uniform Provisions Concerning the Approval of Large Passenger Vehicles with regard to the Strength of their Superstructure, September 28, 1988, 32 pages.
Wpływ uszkodze układów autobusów na zagroenie działania... 149 [9] Review and Revision of UN-ECE Regulation 66. Informal Document No. 7, 2003, 44 pages. [10] OZIEMSKI S.: Człowiek w maszynie. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji. Radom 2004. [11] WICHER J.: Bezpieczestwo samochodów i ruchu drogowego. Wydawnictwo Komunikacji i Łcznoci. Warszawa 2002. [12] WOROPAY M., KNOPIK L., LANDOWSKI B.: Modelowanie procesów eksploatacji w systemie transportowym. Instytut Technologii Eksploatacji. Radom 2001. [13] ORZEŁOWSKI S.: Naprawa i obsługa pojazdów samochodowych. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne. Warszawa 2006. [14] UZDOWSKI M., ABRAMEK K. F., GARCZYSKI K.: Eksploatacja techniczna i naprawa. Wydawnictwo Komunikacji i Łcznoci. Warszawa 2003. [15] PROCHOWSKI L., UNARSKI J., WACH W., WICHER J.: Podstawy rekonstrukcji wypadków drogowych. Wydawnictwo Komunikacji i Łcznoci. Warszawa 2008. [16] WOROPAY M., BOJAR P.: Analiza i ocena uszkodze wybranych podzespołów autobusów oraz ich wpływ na zagroenia w miejskim systemie transportowym, Archiwum Motoryzacji, 2 (2007) 159-168. [17] Techniki analizy nieuszkadzalnoci systemów. Procedura analizy rodzajów i skutków uszkodze. PN-IEC 812:1994. [18] URBANIAK M.: Zarzdzanie jakoci. Wydawnictwo Difin. Warszawa 2004. The effect of damages in bus units on operation threats and safety of transportation system S u m m a r y In the paper the effect of damages in bus units on operation threats and safety of road transportation system in intercity and urban communication range is presented. Some interurban buses such as Autosan H9-21, H9-41 and A1010, Jelcz T120, Renault FR 1 and Master, Bova FHM and urban buses Ikarus IK 280b, IK 260 and IK 280, Jelcz M181 and M11 were considered. The research of buses technical conditions uses W 1 index of number of damaged buses per 1000 km and W 2 index of number of damaged units per 1000 km. The threats in transportation system safety, O, caused by these damages was assessed. The values of threats ratio index W 3 and probability of damage events in analyzed units P(U*) were estimated too.