Xây dựng phần mềm đánh giá độ tin cậy và an toàn phương tiện đường sắt đô thị Cát Linh

Transport and Communications Science Journal, Vol 75, Issue 08 (10/2024), 2208-2222

2208

Transport and Communications Science Journal

DEVELOPMENT OF SOFTWARE TO EVALUATE THE

RELIABILITY AND SAFETY OF ROLLING STOCK IN

OPERATION ON THE CAT LINH - HA DONG URBAN RAILWAY

LINE

Nguyen Duc Toan, Do Duc Tuan*

University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam

ARTICLE INFO

TYPE: Research Article

Received: 25/06/2024

Revised: 07/10/2024

Accepted: 10/10/2024

Published online: 15/10/2024

https://doi.org/10.47869/tcsj.75.8.5

* Corresponding author

Email: ddtuan@utc.edu.vn; Tel: +84-913905814

Abstract: Currently, it is still all-new in evaluating the reliability and safety of urban railway

systems in Vietnam which needs to be gradually researched. To resolve the issue, it is

necessary to establish a model to evaluate the reliability and safety of rolling stock, and then

develop calculation programs or software. Based on the model to evaluate the reliability and

safety of urban rail rolling stock established, the article presents the software development

process to evaluate the reliability and safety of rolling stock in operation on the Cat Linh -

Ha Dong urban railway line. The software is created in Java programming language with

many customizable functions, pure Vietnamese interfaces, and can evaluate conveniently,

quickly and accurately the reliability and safety of rolling stock on the Cat Linh - Ha Dong

line. This is the first software in Vietnam in the field of urban rail rolling stock that is a

reference for developing evaluation software for other subjects of the Cat Linh - Ha Dong

line in particular and urban railway lines in Vietnam in general.

Keywords: software, reliability evaluation, safety, urban rail rolling stock, Cat Linh - Ha

Dong.

@ 2024 University of Transport and Communications

Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải, Tập 75, Số 08 (10/2024), 2208-2222

2209

Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải

XÂY DNG PHN MM ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY V AN TON

CA PHƯƠNG TIN ĐƯNG ST ĐÔ TH TUYN CÁT LINH -

H ĐÔNG TRONG QUÁ TRNH KHAI THÁC

Nguyn Đc Ton, Đỗ Đc Tuấn*

Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội

THÔNG TIN BÀI BÁO

CHUYÊN MC: Công trnh khoa học

Ngày nhận bài: 25/06/2024

Ngày nhận bài sửa: 07/10/2024

Ngày chấp nhận đăng: 10/10/2024

Ngày xuất bản Online: 15/10/2024

https://doi.org/10.47869/tcsj.75.8.5

* Tác giả liên hệ

Email: ddtuan@utc.edu.vn; Tel: +84-903905814

Tóm tắt: Hin nay vấn đ đnh gi độ tin cậy và an toàn ca h thống đường st đô th trong

điu kin Vit Nam cn hoàn toàn mới mẻ, do đ cần đưc tng bước nghiên cu và hoàn

thin. Đ giải quyt vấn đ đt ra, cần thit lập mô hnh đnh gi độ tin cậy và an toàn ca

phương tin, sau đ xây dng cc chương trnh hoc phần mm tnh ton. Trên cơ s mô hnh

đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương tin đường st đô th đ đưc nhm tc giả thit

lập, bài bo trnh bày qu trnh xây dng phần mm đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương

tin đường st đô th tuyn Ct Linh-Hà Đông trong qu trnh khai thc. Phần mm đưc xây

dng trên cơ s ngôn ng lập trnh Java với nhiu chc năng ty bin, c giao din thuần

Vit, cho php đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương tin đường st đô th tuyn Ct

Linh-Hà Đông một cch thuận li, nhanh chng và chnh xc. Đây là phần mm lần đầu tiên

đưc xây dng  Vit Nam trong lnh vc phương tin đường st đô th, là cơ s tham khảo

cho vic xây dng phần mm đnh gi cho cc đối tưng khc ca tuyn Ct Linh-Hà Đông

ni riêng và cc tuyn đường st đô th  Vit Nam ni chung.

Từ khóa: phần mm, đnh gi độ tin cậy, an toàn, phương tin đường st đô th, Ct Linh –

Hà Đông.

@2024 Trường Đại học Giao thông vận tải

Transport and Communications Science Journal, Vol 75, Issue 08 (10/2024), 2208-2222

2210

1. ĐẶT VẤN Đ

Cho đn nay, tại Hà Nội đ c hai tuyn đường st đô th đưc trin khai xây dng, đ là

tuyn Cát Linh - Hà Đông (tuyn 2A) và tuyn Nhổn - Ga Hà Nội (tuyn số 3); trong đ tuyn

Cát Linh - Hà Đông đ đưc đưa vào khai thc ngày 6 thng 11 năm 2021, tuyn Nhổn – Ga

Hà Nội (đoạn trên cao Nhổn – Cầu Giấy) đ đưc đưa vào khai thc ngày 8 thng 8 năm 2024.

Tại thành phố Hồ Chí Minh tuyn Bn Thành - Suối Tiên (tuyn số 1) cũng đang đưc gấp

rt hoàn thành và s đưa vào khai thc cuối năm 2024. Cc d n đường st đô th  Vit Nam

đu do cc nhà thầu nước ngoài thc hin, ch làm nhim v xây dng và bàn giao cho Vit

Nam sử dng và khai thc. Vấn đ đnh gi độ tin cậy và an toàn ca h thống đường st đô th

ni chung trong điu kin Vit Nam là hoàn toàn mới mẻ, chưa c tin l và kinh nghim, do

đ cần đưc tng bước nghiên cu và hoàn thin. Đ đnh gi độ tin cậy và an toàn ca h

thống đường st đô th, trước ht cần đnh gi độ tin cậy và an toàn ca cc phân h trong h

thống, trong đ c phương tin đường st đô th hay đoàn tàu metro. Cc bước thc hin bao

gồm: xây dng mô hnh đnh gi độ tin cậy ca phương tin, trên cơ s đ xây dng công c

đnh gi độ tin cậy và an toàn dưới dạng cc chương trnh my tnh hoc phần mm và cuối

cng là đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương tin trên cơ s số liu thống kê v tr ngại

chạy tàu trên tuyn, số liu thống kê v bảo dưng, sửa cha tại depo v.v. Vic xây dng mô

hnh đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương tin đường st đô th ni chung và phương tin

đường st đô th tuyn Ct Linh – Hà Đông ni riêng đ đưc thc hin trong [1,2]. Trong bài

bo này trnh bày qu trnh xây dng phần mm đnh gi độ tin cậy và an toàn ca phương tin

đường st đô th tuyn Ct Linh – Hà Đông.

2. XÂY DNG PHN MM ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY V AN TON PHƯƠNG TIN

ĐƯNG ST ĐÔ TH TUYN CÁT LINH - H ĐÔNG

2.1. Ngôn ng lập trnh

Phần mm đưc xây dng trên cơ s ngôn ng lập trnh Java, là ngôn ng lập trình phổ

bin và mạnh m, đưc phát trin bi Sun Microsystems (nay là một phần ca Oracle

Corporation) với một số đc đim nổi bật như [3-5]: Đa nn tảng; C php đơn giản và dễ hiu;

Hỗ tr đa luồng; Bảo mật cao; Thư vin phong phú; Hỗ tr mã nguồn m; Tính nhất quán và

bảo trì dễ dàng. Bên cạnh đ, phần mm sử dng h quản tr cơ s d liu SQLite, là h quản

tr cơ s d liu quan h mã nguồn m, đưc phát trin bi Dwayne Richard Hipp vào năm

2000 với một số đc đim nổi bật như [6-9]: Mã nguồn m và miễn phí; Không cần máy ch;

Nhẹ và nhanh; Khả năng di động; Hỗ tr chuẩn SQL; Dễ trin khai.

2.2. Mt s chc năng cơ bản ca phn mm

Căn c Hồ sơ k thuật [10], tuyn đường st đô th Ct Linh-Hà Đông c 13 đoàn tàu, cấu

hnh mỗi đoàn tàu là Tc1 + M0 + M1 + Tc2, như vậy c tổng số 52 toa xe với 26 toa xe động

lc (M) và 26 toa xe ko theo (T). Đồng thời theo [1-2], phương tin đường st đô th (đoàn tàu

metro) tuyn Ct Linh-Hà Đông đưc phân chia thành 6 phân h, mỗi phân h lại đưc phân

chia thành cc tiu phân h, mỗi tiu phân h lại đưc phân chia thành cc phần tử, c th như

sau: 1. Phân h Thân xe đưc phân chia thành 6 Tiu phân h với tổng số 11 phần tử. 2. Phân

h Bộ phận chạy phân chia thành 1 Tiu phân h và 13 phần tử. 3. Phân h truyn động phân

chia thành 1 Tiu phân h và 10 phần tử. 4. Phân h Thit b hm phân chia thành 1 Tiu phân

h và 15 phần tử. 5. Phân h Điu khin phân chia thành 1 Tiu phân h và 10 phần tử. 6. Phân

h Thit b ph đưc phân chia thành 6 Tiu phân h với tổng số 30 phần tử. Như vậy trong

tổng số 6 phân h c 16 tiu phân h và 89 phần tử. Phần mm đưc cấu thành t cc mô đun

phần tử, tiu phân h, phân h, đồng thời cc mô đun đưc tch hp đ tạo ra nhiu chc năng

Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải, Tập 75, Số 08 (10/2024), 2208-2222

2211

khc nhau cho toàn bộ h thống.

2.1.2. Cc chc năng tng qut

1. Đnh gi độ tin cậy và tnh sn sàng ca phương tin trong qu trnh vận hành trên tuyn.

2. Đnh gi tnh sn sàng và khả năng bảo dưng ca phương tin trong qu trnh bảo dưng,

sửa cha tại depo. 3. Đnh gi độ tin cậy và thời hạn làm vic ca bộ trc bnh xe do hao mn

trong qu trnh vận hành trên tuyn. 4. Đnh gi độ an toàn ca phương tin trong qu trnh vận

hành trên tuyn. 5. Đnh gi trạng thi xc suất giới hạn ca phương tin trong qu trnh vận

hành trên tuyn.

2.1.2. Cc chc năng c th

a. Chc năng đnh gi đ tin cy ca đi tưng

a1. Đi vi đi tưng hư hng đt ngt c phc hi

1. Nhập số liu đầu vào cho tng phần tử c th, t đ xc đnh cc ch tiêu độ tin cậy ca

phần tử đang xt: hàm mật độ phân bố thời gian làm vic gia cc lần hng

( )

và đồ th, hàm

mật độ phân bố thời gian phc hồi

( )



và đồ th, thời gian làm vic trung bnh gia cc lần

hng

( )

, thời gian phc hồi

( )



, cường độ hng



, cường độ phc hồi



, hàm sn sàng

( )

và đồ th, h số sn sàng

, hàm không sn sàng

( )

và đồ th, h số không sn sàng S.

2. Tch hp và tnh ton cc ch tiêu độ tin cậy và an toàn cho tiu phân h: thời gian làm vic

trung bnh gia cc lần hng

( )

, thời gian phc hồi trung bnh

( )



, cường độ hng



cường độ phc hồi



, hàm sn sàng

( )

và đồ th, h số sn sàng

, hàm không sn sàng

( )

và đồ th, h số không sn sàng

. 3. Tch hp và tnh ton cc ch tiêu độ tin cậy cho

phân h. Cc ch tiêu độ tin cậy ca phân h đưc xc đnh tương t như đối với tiu phân h.

4. Tch hp và tnh ton cc ch tiêu độ tin cậy cho h thống (phương tin). Cc ch tiêu độ tin

cậy ca h thống đưc xc đnh tương t như đối với tiu phân h và phân h.

a2. Đi vi đi tưng c hư hng do hao mn

Nhập số liu đầu vào cho tng phần tử c th, t đ xc đnh cc ch tiêu độ tin cậy ca

phần tử đang xt: k vọng ton cường độ hao mn

( )

, độ lch chuẩn ca cường độ hao mn

( )



, h số bin động ca cường độ hao mn

( )



, hàm mật độ phân bố cường độ hao mn

( )

và đồ th, hàm tin cậy

( )

và đồ th, hàm xc suất hng

( )

và đồ th và thời hạn làm

vic gamma phần trăm



b. Chc năng đnh gi đ an ton ca đi tưng

1. Căn c hướng dn trong [11-12], nhập số liu đầu vào cho tng phần tử c th, gồm:

tổng số người cht, tổng số người b thương nng, tổng số người b thương nhẹ, tổng thit hại

tài sản (triu đồng); t đ xc đnh cc ch tiêu độ an toàn ca phần tử đang xt: tổng số tai nạn

đc bit nghiêm trọng (mc 1), tần suất tai nạn đc bit nghiêm trọng (1/h); tổng số tai nạn rất

nghiêm trọng (mc 2), tần suất tai nạn rất nghiêm trọng (1/h); tổng số tai nạn nghiêm trọng

(mc 3), tần suất tai nạn nghiêm trọng (1/h); tổng số tai nạn t nghiêm trọng (mc 4), tần suất

tai nạn t nghiêm trọng (1/h); tổng số tai nạn không nghiêm trọng (mc 5), tần suất tai nạn

không nghiêm trọng (1/h). 2. Tch hp và tnh ton cc ch tiêu độ an toàn cho tiu phân h; 3.

Transport and Communications Science Journal, Vol 75, Issue 08 (10/2024), 2208-2222

2212

Tch hp và tnh ton cc ch tiêu độ an toàn cho phân h; 4. Tch hp và tnh ton cc ch tiêu

độ an toàn cho h thống (phương tin).

c. Chc năng đnh gı xc sut gii hn chuyn tip ca đi tưng

Tch hp số liu thống kê v hư hng đột ngột c phc hồi ca cc phần tử, tin hành xc

đnh xc suất giới hạn chuyn tip trạng thi ca cc phân h và h thống (phương tin).

d. Chc năng la chn cc t hp phương n tnh ton, hin th v lưu tr d liu

1. La chọn vic đnh gi độ tin cậy và an toàn cho tng loại toa xe c th như Tc1, M0,

M1 và Tc2. 2. La chọn vic đnh gi độ tin cậy và an toàn cho tng nhm toa xe, chng hạn

nhm toa xe động lc (M0+M1) và nhm toa xe ko theo (Tc1+Tc2) hoc bất k tổ hp nào

khc. 3. La chọn vic đnh gi độ tin cậy và an toàn cho tng đoàn tàu (t HN001 đn HN013)

hoc cc nhm đoàn tàu bất k. 4. La chọn vic đnh gi độ tin cậy và thời hạn làm vic ca

bộ trc bnh xe theo hao mn mt lăn, hao mn gờ bnh, độ gia tăng chiu cao gờ bnh c xt

tới cc bnh xe bên phải, bnh xe bên tri một cch riêng r đối với tng loại toa xe, tng nhm

toa xe động lc và toa xe ko theo, tng đoàn tàu hoc nhm đoàn tàu hoc bất k tổ hp nào

khc. 5. La chọn vic đnh gi độ tin cậy và an toàn cho cc đối tưng nêu trên theo thời gian:

theo thng, theo qu, theo năm hoc cho một giai đoạn bất k nào đ. 6. Phần mm c chc

năng hin th và lưu tr cc số liu đ nhập, hin th kt quả tnh ton dưới dạng đô th ca cc

hàm số, cc bảng kt quả tnh ton đưc lưu tr và c th sao chp ra file word hoc excel.

2.3. Xây dng cc lưu đ thuật ton

Phần mm gồm 13 lưu đồ thuật ton như sau.

1. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu độ tin cậy ca phương tin; 2. Lưu đồ thuật toán

tính toán trạng thái giới hạn ca phương tin; 3. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu độ tin

cậy ca phân h; 4. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu độ tin cậy ca tiu phân h; 5. Lưu

đồ thuật toán tính toán các ch tiêu độ tin cậy ca phần tử; 6. Lưu đồ thuật ton tnh ton độ tin

cậy và thời hạn làm vic ca bộ trc bánh xe theo hao mòn mt lăn; 7. Lưu đồ thuật toán tính

ton độ tin cậy và thời hạn làm vic ca bộ trc bánh xe theo hao mòn gờ bánh; 8. Lưu đồ thuật

ton tnh ton độ tin cậy và thời hạn làm vic ca bộ trc bnh xe theo độ gia tăng chiu cao gờ

bánh; 9. Lưu đồ thuật toán xử lý số liu thống kê; 10. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu

v an toàn ca phương tin; 11. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu v an toàn ca phân h;

12. Lưu đồ thuật toán tính toán các ch tiêu v an toàn ca tiu phân h; 13. Lưu đồ thuật toán

tính toán các ch tiêu v an toàn ca phần tử. Do khuôn khổ bài bo c hạn, không th trnh bày

đưc sơ đồ ca 13 lưu đồ thuật ton đ nêu.

2.4. Xây dng cc giao din ca phn mm

2.4.1. Giao din tng qut đnh gi đ tin cy v an ton ca cc phân h, tiu phân h v

phn t

Cc giao din tổng qut đnh gi độ tin cậy và an toàn ca cc phân h, tiu phân h và

phần tử đối với cc phân h thân xe, phân h bộ phận chạy, phân h truyn động, phân h thit

b hm, phân h điu khin và phân h thit b ph hin trên cc hnh 1-6.

Xây dựng phần mềm đánh giá độ tin cậy và an toàn của phương tiện đường sắt đô thị tuyến Cát Linh - Hà Đông trong quá trình khai thác

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi