Моделирование процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа

Екимов, Виктор Константинович

Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа

кандидата технических наук: Екимов, Виктор Константинович
город: Воронеж
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.13.18

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Моделирование процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа»

Автореферат диссертации по теме "Моделирование процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа"

На правах рукописи

РГБ ОД

2 В АВГ 2008

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТЬЮ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОДОРОЖНЫХ РАЗВЯЗОК ТОННЕЛЬНОГО ТИПА

Специальность: 05.13 18 - Математическое моделирование,

численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3445522

Воронеж - 2008 г.

003445522

Работа выполнена на кафедре телекоммуникационных систем Воронежского института МВД России

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Дворянкин Сергей Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Минаев Владимир Александрович

доктор физико-математических наук, доцент Атласов Игорь Викторович

Ведущая организация: Академия государственной противопожарной службы (АГПС) МЧС России

Защита состоится 08 сентября 2008 года в «/£» часов в ауд № 213 на заседании диссертационного совета Д 203 004 01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Воронежском институте МВД России по адресу: 394065, г. Воронеж, пр. Патриотов, 53

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского института МВД России

С текстом автореферата можно ознакомиться на официальном сайте Воронежского института МВД России www vimvd ru в разделе "Наука " -"Работа диссертационных советов" - "Д 203 004 01"

Автореферат разослан 24 июля 2008 года

Ученый секретарь __

диссертационного совета

С В Белокуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Рост городов и числа автомобилей приводит к строительству автомобильных развязок тоннельного типа (АРТТ) большой протяженности, назначение которых заключается в обеспечении безостановочного движения автотранспорта Такие развязки оборудованы программно-техническими средствами (ПТС) предназначенными для того, чтобы движение в тоннеле было безопасным ПТС отличаются высокой сложностью, в их состав включены программно-технические средства, обладающие большими вычислительными ресурсами, их можно отнести к сложным системам безопасности Эксплуатация ПТС в настоящее время существенно затруднена по многим причинам, одной из которых является отсутствие научно-методических основ управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации АРТТ

Анализ данных об испытаниях и эксплуатации ПТС показывает, что в эксплуатацию продолжают поступать образцы, имеющие недостаточный уровень надежности Вместе с этим одной из основных тенденций в развитии объектов современной техники различных классов является их интенсивное насыщение радиоэлектронными средствами Данная закономерность отчетливо проявляется для АРТТ, которые в условиях возрастающих требований к уровню функциональности и потребительского качества активно оснащаются ПТС Поток отказов ПТС в сфере их эксплуатации достигает нескольких тысяч в год и практически не снижается, несмотря на значительные вложения материальных и финансовых средств в совершенствование процессов разработки, производства и эксплуатации аппаратуры

Поэтому проблема обеспечения требуемых показателей надежности ПТС на основе комплексного и всестороннего совершенствования системы управления надежностью на всех стадиях жизненного цикла априорно относится к актуальным и имеет большую научную и практическую значимость

Необходимость соответствия функциональных свойств ПТС потребностям и задачам, определяемым условиями эксплуатации и современными требованиями потребителей АРТТ, предопределила непрерывность процесса совершенствования ПТС Для выявления основных тенденций отмеченного процесса целесообразно отметить, что ПТС характеризуются применением таких системообразующих компонентов, как сверхбольшие интегральные микросхемы и микропроцессоры (СБИС и МП)

С учетом проведенного выше анализа может быть определена проблемная ситуация, сущность которой состоит в противоречии между необходимостью управления надежностью ПТС и соответствующей подготовки инженерно-технического персонала к осуществлению эффективного управления надежностью и практической невозможностью ее реализации в рамках существующей автоматизированной системы обеспечения комплексной безопасности автодорожной развязки тоннельного типа

Проведенный анализ применяемых подходов к обеспечению надежности, принципов проектирования, производства и эксплуатации средств, обес-

печивающих безопасность эксплуатации АРТТ, а также опыта эксплуатации автомобильных тоннелей г Москвы показал что

- из-за отсутствия научно-методических основ управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации АРТТ, имеется недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью находящихся в тоннеле водителей и технического персонала, государственному и муниципальному имуществу, имуществу физических и юридических лиц, а также окружающей среде,

- для обеспечения заданной надежности оборудования, которым оснащена АРТТ, необходима информационная поддержка службы технической эксплуатации с целью обеспечения диспетчерских служб данными о текущем и прогнозируемом на заданный временной интервал уровне надежности программно-технических средств, размещенных в тоннеле,

- для создания интегрированной автоматизированной системы управления эксплуатацией АРТТ необходимо иметь информационную систему управления надежностью (ИСУН) программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, которая является связующим звеном между автоматизированными системами управления, эксплуатирующимися в тоннеле, и системой логистической поддержки системы технической эксплуатации АРТТ

Необходимость повышения эффективности управления работой туннеля, технологическими процессами эксплуатации и ремонта программно-технических средств путем организации ИСУН, отражающей закономерности протекания информационных процессов в многоуровневых производственных системах управления, при отсутствии обоснованного научно-методического аппарата и технологии применения ИСУН в условиях эксплуатации, ремонта и модернизации ПТС, определяет основное противоречие и высокую актуальность темы данной диссертационной работы

Цель диссертационной работы заключается в повышении качества и устойчивости функционирования автомобильных развязок тоннельного типа за счет моделирования процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, и своевременного обнаружения в ходе моделирования снижения их уровня надежности

Научная задача может быть сформулирована как задача разработки научно-методических положений и рекомендаций по технологии построения моделей процессов управления надежностью ПТС и информационной системы управления их надежностью на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования

Задачи исследований Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо провести исследования по следующим направлениям

математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования,

- анализ состояния вопроса по управлению надежностью ТСБТ, изучение опыта смежных отраслей по решению проблем надежности аналогичных систем, выявление основных факторов, влияющих на надежность перспективных образцов и на этой основе обосновать актуальные направления совершенствования системы управления надежностью ПТС,

- разработать модели обеспечения безопасности эксплуатации ПТС, позволяющие формировать базу знаний информационно-аналитической системы, используемой для подготовки и при работе квалифицированных специалистов по анализу и доказательству причин отказов ПТС на всех этапах их жизненного цикла,

- разработать научно-методологические основы построения модели информационной системы управления надежностью ПТС, обосновать критерии эффективности, обосновать структуру и состав системы, определить функции основных ее звеньев,

- разработать требования к информационной системе управления надежностью ПТС, включающие требования к структуре и содержанию информации, необходимой для решения задач подготовки квалифицированных специалистов по анализу и доказательству причин отказов ПТС, методы ее получения, обобщения и использования,

- разработать требования к составу и содержанию нормативных документов, регламентирующих организационно-методические принципы функционирования информационной системы управления надежностью на всех этапах жизненного цикла ПТС

Объектом исследования являются интегрированные комплексы обеспечения безопасности эксплуатации сложных технических систем, в частности автомобильных развязок тоннельного типа

Предметом исследования является технология синтеза моделей процессов управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автомобильных развязок тоннельного типа

Методы исследований. Основные результаты диссертационной работы получены с использованием методов системного анализа, специальных разделов теории вероятности, теории множеств и отношений, теории функциональных композиций, теории надежности, статистических методов обработки результатов натурного моделирования и методов принятия решений

Научная новизна результатов работы заключается в следующем

- разработаны модели, учитывающие специфику информационных процессов управления надежностью современных ПТС АРТТ;

- при разработке методов имитационного моделирования процессов управления надежностью ПТС учтены факторы, определяющие характеристики персонала эксплуатирующей организации,

- учтены требования к формированию базы данных, необходимых для обучения лиц, принимающих управленческие решения, при разработке модели обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации ПТС,

- осуществлена с учетом конечной цели повышения качества, устойчивости и оперативности управления надежностью ПТС, разработка алгоритма организации мероприятий по обеспечению безопасности и управлению риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа

Основными результатами диссертационного исследования, выносимыми на защиту, являются

- математическая модель информационной системы управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений,

- метод классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы безопасности тоннельных сооружений,

- алгоритм организации мероприятий по обеспечению безопасности и управления риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа

Научная значимость диссертационной работы состоит в том, что разработанный комплекс моделей и алгоритмов, позволяет научно-обоснованно формировать информационную систему управления надежностью ПТС на основе моделирования протекающих в них информационных процессов на этапе эксплуатации с учетом возрастающего влияния человеческого фактора

Практическая ценность диссертационной работы определяется тем, что в ней разработано и доведено до уровня инженерного расчета научно-методическое обеспечение моделирования информационных процессов управления надежностью ПТС, обеспечивающих безопасность эксплуатации туннельных сооружений в условиях мегаполиса и подготовки контингента органов управления, которое приводит к повышению безопасности эксплуатации АРТТ большой протяженности

Личный вклад. Все теоретические и практические результаты, а также выводы, основанные на натурном моделировании, получены автором лично

Внедрение результатов исследований представлено в виде информационной системы управления надежностью, созданной на базе надсистемы «Рубеж-34» и эксплуатируемой в Лефортовском тоннеле, а также в виде системы управления надежностью, используемой при проектировании систем на основе микросхем сверхбольшой степени интеграции «Рубеж-9» в научно-производственном объединении «Сигма-ИС»

Апробация результатов работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Межведомственных конференциях профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУ-СИ, «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума информатизации (МИФИ - 2004), международного конгресса «Коммуникационные технологии и сети» (CTN - 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Охрана, безопасность и связь - 2005»

Публикации. Основные результаты работы отражены в 11 публикациях, в том числе 2 статьях в научных изданиях по перечню ВАК, рекомендованных для опубликования основных результатов диссертаций

В работах, выполненных в соавторстве, автором лично выполнено в работах [3, 4] сформулирована идея интегрирования разнородных информационных процессов как основы построения системы управления безопасностью тоннельных объектов, в работах [5, 6, 7] предложены подходы к управлению надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса, основанные на классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы безопасности тоннельных сооружений, в работе [8] предложена модель, учитывающая специфику информационных процессов управления надежностью современных ПТС АРТТ, в работах [9, 11] сформулированы принципы оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений и выполнена численная оценка состояния комплексной безопасности технологически сложных объектов на примере тоннельных путепроводов

Структура и объем работы. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, трех разделов, заключения, библиографии и трех приложений Объем работы 152 листа, включая 21 лист таблиц и рисунков, 15 листов библиографии (133 наименования), приложения на 60-ти листах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении диссертационной работы делается анализ состояния предметной области исследований и обоснование актуальности темы исследования, формулируется противоречие, составляющее суть проблемной ситуации, на основе которого определяется цель исследования и научная задача работы, показывается ее научная новизна Здесь же сформулированы основные научные результаты и приводятся сведения, подтверждающие их новизну, достоверность и практическую значимость, а также данные об их реализации, апробации и публикациях

В первой главе сформулированы основные положения анализа процесса функционирования автодорожной развязки тоннельного типа, в основе которых лежит следующее положение безопасность эксплуатации обеспечена, если соблюдается условие р{/: )< /?(/ (1), или не обеспечена, если справедливо p{ft )> р(/ (2) ( pif\„ ~ вероятность, характеризующая допустимую степень причинения вреда процессу эксплуатации, / - воздействующие факторы, p(f,) вероятность причинения вреда процессу эксплуатации от воздействия фактора которое может произойти в интервал времени Д/, )

Осуществлена классификация технического оборудования АРТТ, на основании которой определены ПТС как подсистема технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации, показанная на рис 1, их среда функционирования, взаимосвязи с надсистемой Построена математическая .модель информационной системы управления надежностью ПТС, вклю-

чающая частные модели реакции на внешние и внутренние воздействия, вычисления вероятности причинения вреда, информационных потоков в среде функционирования ПТС, топологии тоннельной развязки, позволяет определить вероятность причинения вреда процессу эксплуатации в штатных и нештатных (чрезвычайных) ситуациях

Модель реащии процесса эксплуатации на внешние и внутренние воздействия анализ признаков воздействия И ; принятие решения г, согласно которому предпринимаются меры (мероприятия) т1, обеспечивающие с привлечением комплекса технических средств и, устранение нежелательных последствий воздействия И на процесс эксплуатации за интервал времени Д/.

/г, <=> Л ПМ пи пГ (4)

Все элементы /г,, г,, /я,, ы,, Дг модели разделены на пять множеств Н = {/),} - множество воздействий на процесс эксплуатации, являющихся следствием явлений (событий, случаев), которые могут произойти на территории АРТТ, Л = {г} - множество решений, связанных с выбором мер и мероприятий по устранению последствий нежелательных воздействий на процесс эксплуатации АРТТ, А/ = {/я } - множество мер и мероприятий по устранению последствий нежелательных воздействий на процесс эксплуатации АРТТ, 1] = {ы,} - множество технических средств, задействованных в работе по предупреждению и устранению последствий нежелательных воздействий на процесс эксплуатации АРТТ, Т = {Д*,} - множество временных интервалов, отведенных на проведение работ по устранению последствий нежелательных воздействий на процесс эксплуатации АРТТ

Технически« средства обеспечивая

ь еисллуатацня тоннельных сооружений (ТСОбЭТС) -*

измеритепьньа

Злеет рол риаоды I

Элеетричеетие •

Устройства коммутации (■россы »лестро

Автоматизированная система диспетчерсиого управления инженерными системами тонны

Серверы ««од«-вывода

Локальная и (нгм) гпобель

ции диспетчеров

Программный комплекс

Программно-технические средства (ПТС)

Састема тпиячесюй »•сплуатацни

(административные ресурсы)_|

Организационные

структуры обеспечивающие мсплуатяцю ремонт I модернизацию обметов

Контрольио-иэмерительим

аппаратура инструменты ЗИП расходные материалы

Документация регпа менте рукидоя смимоаеАствие с ЕДДС

1 алектросчетчиш

Рис 1 Программно-технические средства - подсистема технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации АРТТ

Модель вычисления вероятности причинения вреда процессу эксплуатации р(л )= рч (5) (р(ь ) вероятность причинения вреда процессу

и Л»

эксплуатации воздействием И, индексы г,т,и,Д/ присвоены вероятностям принятия решений, выбора мер, технических средств и выполнения временных нормативов неадекватно ситуации, индексом и — вероятность неработоспособности ПТС в рассматриваемый момент времени)

Модель информационных потоков в среде функционирования ПТС

/ = 1,2, л 7 = 1,2, /п}->МупЯ- источники угроз (6) 1 = 12, л,.7 = 1,2, /}—>М3 пЛ - угрозы (7)

{/0//хМхЛх{^сЦтс) / = 1Д ,£,./ = 1,2, - ПТС (8) 7-«ЯхЛ/х/?х{^'"(л;") / = 1,2, .V, у = 1,2, ,п] - временные нормы работ (9) Н=>Я=>М=>и=>Т- последовательность выполнения работ (10) п, т, к, I, g, д, V, IV - текущие индексы порога различимости и интервала наблюдения, характеризующие количество классификационных уровней по критерию величины материальных и моральных потерь, вызванных проявлением дестабилизирующих факторов, множество источников угроз, М'р ~

множество признаков угроз, Му - множество угроз, Мп - множество источников угроз, - множество признаков мер защиты от реализации угроз, М, — множество мер защиты от угроз, у", Лг* — пороги различимости и интервалы наблюдения, используемые при выборе и классификации признаков угроз, мер защиты, элементов ПТС и временных интервалов (**- индексы .у, мз, тс и ви соответственно)

Модель топологии тоннельной развязки Топология ПТС описывается с помощью бинарного отношения р в двухэлементном базисе оборудование и кабели

р = (и*и)г а(ихЦ) (11), щри.сь^щЫики),] (12) План технических помещений АРТТ, в которых по проектной документации разрешена установка ПТС - с помощью бинарного отношения а

с(АГхА:)(13), к{ак, о {(к„к2)е(Кх К)„}, (14) где К = {к} - множество технических помещений АРТТ, в которых возможно (разрешено) размещение оборудования ТСБТ

Осуществлено исследование системных свойств и характеристик технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации АРТТ, определены технические требования, предъявляемые к их надежности, на основании которых определены критерии качества управления надежностью ТСБТ На основании результатов моделирования проведена декомпозиция технических средств на структурные элементы, для которых разработаны типовые структурные схемы надежности (ССН), позволяющие оценивать ее уровень на всех этапах жизненного цикла исследуемого объекта Разработан алгоритм организации мероприятий по обеспечению безопасности и управления рис-

ком эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа с учетом конечной цели по повышению качества, устойчивости и оперативности управления надежностью технических средств В конце раздела определены показатели и критерии эффективности применения информационных систем управления надежностью ПТС на этапах эксплуатации, ремонта и модернизации и осуществлена постановка задачи исследований

Вторая глава посвящена описанию результатов моделирования процессов управления надежностью программно-технических средств и выбора критериальных параметров при управлении их надежностью В ней представлены методы выбора критериальных параметров ТСБТ Выбраны критерии контроля расходования ресурса ПТС и разработан подход к планированию межремонтных сроков Осуществлено концептуальное моделирование автодорожной развязки тоннельного типа, на основании которого разработано пять принципов оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений Разработанные принципы легли в основу предложенных направлений выбора критериальных параметров Предложена технология синтеза информационной системы управления надежностью технических средств Разработан метод классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы безопасности тоннельных сооружений

Критерий классификации Проявление каждого признака реализации угрозы а, сопряжено с расходами с, на устранение последствий (в том числе и компенсацию моральных и материальных потерь), вызванных его проявлением Эти расходы образуют множество расходов Мрасх - {с,}

Порог различимости |//(Д/), как критерий классификации объектов при декомпозиции модели, вводится для того, чтобы с помощью индикаторной функции

если -///(&() .

ырМ^, (15)

0, если —--< !/'(&.!)

^ирЛ/^

определить, проявляется признак а, при данном воздействии р° или нет, и представляет собой число, значение которого постоянно на всем интервале наблюдения Д/

Классификационные признаки С учетом индикаторной функции (15) множество классификационных признаков преобразуется к виду

Мпр э ЬМ° = Ъ, {а,} => ЛГ" = {а,Ь,} (16)

В результате появляется возможность классификации объектов модели информационной системы управления надежностью на единой методологической основе по величине потерь, вызванных реализацией угрозы Практический эффект от использования предложенного метода классификации пояснен на рис 2, где показаны графики для определения эффективной детализации модели, и на рис 3 , на котором приведена схема алгоритма классификации объектов в модели информационной системы управления надежностью ПТС

Эф4*«т«носгь модели, »траты

Степень детали»** модели

Рис 2 Определение эффективной детализации модели

Ана/ъа» осведомит«льиой информации о

Клеоакрмялфчюбъечгоа (устройств блоков узлов отказов чрезвычайных ситуаций и т п ) по критериальным показателям (системообрезующим

■ функциональны» • документации по разделам

>я ваза ОКБ)

Программное обеспечение ЭК6 (для

программируемых устройств)

I инф0рмаци0»в(0в обеспечение

Синтез структурной с* (ССН) устройся» на основа типовых м к объектов

...т..

д.-Г" _.т_

л расчете (оценки)

Выбор и расч«т (оценка) ПН характеризующих уровень надежности СОЬЭТС с требуемой точностью

Разработка прогм' надежности и денных для оптимизации ме «.ремоитны*. сроков СОБЭТС

1 ССН соответствует до*)»ие«гвции?

2 метод расчета адекватен иелям

м достаточно?

6 мод еле устой^ыеа?

Л методы классификации адекватны

целям работы?

7 получвннь« значения ПН соответствуй?' требованиям установленным в технических условиях

на СОБЭТС?

Имитационное модели

Проверка адекватности методов классификации отказов аппаратуры цег моделироввиия

Разработка комплекса корректирующих действий и мероприятия по Повышению ЭКБ технологии производства

*о обеспечения

Рис 3 Классификация объектов в модели информационной системы управления надежностью

В третьей главе отражены результаты разработки научно-методических основ обеспечения безопасности эксплуатации программно-технических средств Представлены основные теоретические положения методики планирования сроков ремонтно-восстановительных работ ПТС и даны рекомендации по ее практическому использованию Дан новый подход к анализу отказов ТСБТ, основанный на рекурсивной математической модели роста информации об отказе На основе предложенного подхода разработана методика анализа отказов ТСБТ, типовые формы их документальной регистрации и алгоритмы обработки первичной информации Приведена методика моделирования процессов подготовки информации для системы логистической поддержки эксплуатации и сервисного обслуживания ТСБТ, направленная на повышение качества управления АРТТ за счет применения методов логистики при управлении информационными потоками, связанными с обеспечением безопасности и управления риском эксплуатации АРТТ

Эта методика рассчитана на применение общепринятых автоматизированных систем моделирования процессов управления надежностью В частности при определении практической пользы от диссертации использовались для моделирования две автоматизированные системы АСРН РНИИ «Элекгронстандарт», (математическая модель расчета интенсивности отказов л, = £ Ка, где Ль, - базовая интенсивность отказову-го потока отказов, т - количество независимых потоков отказов составных частей моделируемого объекта, Ки - коэффициент, учитывающий влияние /-го фактора в у-м потоке отказов, и имитационная модель АРОПН ОАО «РЖД»

Моделирование влияния на надежность типового программно-технического блока внешних воздействующих факторов

Зависимость интенсивности отказов типового блока сигнализации и управления от температуры окружающей среды в режиме эксплуатации

Т'С 25 35 45 55 65 75 85 95

X, час 0,9 Ю-4 0,97 10" 1,07 10" 1,21 10" 1,43 10" 1,76 10" 2,32 10" 0,33 10'

Зависимость интенсивности отказов типового блока сигнализации и управления от температуры окружающей среды в режиме хранения в отапливаемом помещении

Т, С 25 35 45 55 60

X,1/час 0,55 10" 1,19 10' 2,42 Ю'* 0,47 10® 0,65 108

Зависимость интенсивности отказов типового блока сигнализации и управления от места его размещения в тоннеле или при тоннельных сооружениях в режиме эксплуатации

Обозначение места размещения 1 1 1 2 1 3 2 1 3 1 3 2 33

X, 1/час 1,61 105 3 06 105 0,74 10" 0,48 10" 1,57 10" 0,9 10" 1,6 10"

Оценка проектного уровня надежности типового программно-технического блока сигнализации и управления

Шифр модуля Децимальный номер Количество Схемная позиция X» 1/ч Х,'п, 1/ч

А1-1 Р08-8 2 1 А1 032 10' 0 32 105

А2 Р08-С01« 1 А2 0 54 105 0 54 105

А1-2 Р08-8 2 1 А1-2 0 46 Ю-4 0 46 10"

А1-3 Р08-8 2 1 А1-3 0 34 10" 0 34 10"

ЭРИ, находящиеся непосредственно в модуле 1 32 10*

Итого проектная интенсивность отказов для блока сигнализации и управления 0 9 10"

Оценка эксплуатационного уровня надежности типового программно-технического блока сигнализации и управления Осуществлялась по эксплуатационным данным, дополненным результатами имитационного моделирования Значение коэффициента готовности в заданном интервале наблюдения рассчи-

Т - -

тывается по формуле КЦсщ) = —-(18) (.V, Л'4 - средняя наработка на отказ и

Т + Т8

среднее время восстановления блока за определенный период времени)

Зависимость коэффициента готовности блока сигнализации и управления от местоположения транспортных средств, технического персонала и водителей специальных транспортных средств в помещениях тоннеля и при-тоннельных сооружениях (ДАТ- приращение коэффициента готовности, полученное благодаря натурному моделированию чрезвычайных ситуаций в тренажерном классе и использованию результатов моделирования при размещении дежурных смен, задействованных в работах подразделений, специальных

Номер пункта размещения АВБ

О оценка коэффициента готовности по результатам командно-штабных учений (КШУ)

ц оценка коэффициента готовности по результатам КШУ после

моделирования персоналом ситуаций в учебно-тренажерном классе

Рис 4 Практические результаты моделирования процессов управления

надежностью ПТС

С целью подготовки инструмента для технико-экономического анализа результатов использования предложенных в диссертационной работе моделей, предложена методика оценки технико-экономической эффективности разработки и нормативных документов

В заключении сформулированы основные выводы и результаты исследования по теме диссертации, предложено направление дальнейших исследований, отмечена степень реализации результатов, а также приведен перечень публикаций автора по теме диссертации

Приложение А содержит краткое описание результатов практической проверки соответствия полученных теоретических результатов реальным характеристикам процесса эксплуатации ПТС. Представлены результаты имитационных экспериментов с отказами и восстановлениями ПТС в Лефортовском тоннеле, которые сопоставлены с данными по отказам, собранными в эксплуатационных организациях г Москвы Представленные в приложении А оценки показателей, характеризующих проектный и текущий эксплуатационный уровень надежности программно-технических средств на участке Лефортовского тоннеля, подтверждают адекватность проведенного в диссертационной работе моделирования процессов управления их надежностью реальным данным, поступающим с эксплуатации тоннельных сооружений

В приложении Б приведены математические модели и набор типовых структурных схем надежности, упрощающих, при одновременном снижении эксплуатационных затрат на управление надежностью, моделирование и расчет показателей надежности программно-технических средств, применяемых в тоннелях г Москвы

В приложении В дано краткое описание типового технического оборудования, в составе которого функционируют и обеспечивают безопасность эксплуатации Лефортовского тоннеля г Москвы те программно-технические средства, характеристики которых использовались в диссертационной работе при моделировании уровня надежности аппаратуры, размещенной в этом тоннеле

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1 Решена задача разработки научно-методических положений и рекомендаций по технологии построения моделей процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, и информационной системы управления их надежностью на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования

2 Разработана математическая модель информационной системы управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожной развязки тоннельного типа

3 Предложен метод классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы безопасности тоннельных сооружений

4 Реализован алгоритм организации мероприятий по обеспечению безопасности и управления риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Екимов В К Системные характеристики технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа /Технологии гражданской безопасности Научно-технический вестник МЧС России, № 3 (9), 2006 -С 129-134

2 Екимов В К Проект концепции создания системы обеспечения безопасности автодорожных развязок тоннельного типа // Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУ СИ - М МТУСИ, 2006 - С 56

3 Дворянкин С В , Екимов В К Интегрирование разнородных информационных процессов в управлении безопасностью объектов мегаполиса //Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума информатизации (МИФИ -2004), международного конгресса «Коммуникационные технологии и сети» (СТО - 2004) - М • МТУСИ 2004 - С 288

4 Дворянкин С В , Екимов В К АСУ ТП обеспечения безопасной эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса // Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно технического состава МТУСИ - М МТУСИ 2006 - С 55.

5 Антонец В Р, Дворянкин С В, Екимов В К Управление надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса /Известия ТРТУ Тематический выпуск "Информационная безопасность" Таганрог Изд-во ТРТУ, 2006, № 7 (62) - С 47-53

6 Антонец В Р, Екимов В К Методика планирования сроков ремонтно-восстановительных работ технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса // Всероссийская научно-практическая конференция «Охрана, безопасность и связь - 2005» Сборник материалов Часть 3 -Воронеж Воронежский институт МВД России, 2005 -С 26-32

7 Антонец В Р, Екимов В К Показатели надежности, как критерии контроля расходования ресурса технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа / Вестник Воронежского института МВД России, № 6 (25), 2005. - С. 49 - 59

8 Антонец В Р , Дворянкин С В , Екимов В К , Чухно В И Модель обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации автодорожной развязки тоннельного типа /Технологии гражданской безопасности Научно-технический вестник МЧС России, № 3 (9), 2006 - С 122-128

9 Антонец В Р , Екимов В К Принципы оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений / Вестник Воронежского института МВД России, № 6 (25), 2005 - С 27-37

10 Екимов В К Основы проектирования технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений /Проектирование и технология электронных средств № 1,2007 - С 6-12

11 Дворянкин С В , Екимов В К Оценка состояния комплексной безопасности технологически сложных объектов (на примере тоннельных путепроводов) // Материалы XV международной конференции "Системы безопасности - 2006" - М Академия государственной противопожарной службы МЧС России 2006 - С 121 - 123.

Подписано в печать,|Л££ 2008 Формат 60x84 1/16 Уел печ 0,93 Уч -изд л 1 Гарнитура Тайме новая Печать офсетная Бумага типографская Тираж 120 экз Заказ № ЛАЯ*

Типография Воронежского института МВД России 394063, Воронеж, просп Патриотов, 53

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Екимов, Виктор Константинович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОДОРОЖНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ РАЗВЯЗКИ ТОННЕЛЬНОГО ТИПА.

1.1 Модель обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации автодорожной транспортной развязки тоннельного типа.

1.2 Характеристики программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных путепроводов.

1.3 Критерии оценки качества управления надежностью программно-технических средств.

1.4 Декомпозиция модели программно-технических средств.

1.5 Постановка задачи исследований.

Выводы по первому разделу.

2 ВЫБОР КРИТЕРИАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТЬЮ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ.

2.1 Выбор критериев контроля расходования ресурса программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений.

2.2 Построение модели информационной системы управления надежностью программно-технических средств.

2.3 Классификация объектов информационной системы управления надежностью по критерию «степень детализации модели объекта».

2.4 Классификация объектов информационной системы управления надежностью по критерию «порог различимости цены отказа».

2.5 Принципы оценки уровня надежности программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений.

Выводы по второму разделу.

3 РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ.

3.1 Планирование сроков ремонтно-восстановительных работ программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных развязок.

3.2 Анализ отказов программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений.

3.3 Моделирование процессов подготовки информации для системы логистической поддержки эксплуатации и сервисного обслуживания программно-технических средств.

3.4 Оценка технико-экономической эффективности разработки нормативных документов для управления надежностью.

Выводы по третьему разделу.

Введение 2008 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Екимов, Виктор Константинович

Обоснование актуальности темы диссертации. Рост городов и числа автомобилей приводит к строительству автомобильных развязок тоннельного типа (АРТТ) большой протяженности, назначение которых заключается в обеспечении безостановочного движения автотранспорта. Такие развязки оборудованы самыми разнообразными техническими средствами, в состав которых входят программно-технические средства (ПТС) предназначенные для того, чтобы движение в тоннеле было безопасным. Эти ПТС названы в диссертации «программно-технические средства, обеспечивающие безопасность эксплуатации тоннельных сооружений» и для краткости условно обозначены как ТСБТ. Термин «безопасность эксплуатации» трактуется в духе Федерального закона «О техническом регулировании». ТСБТ отличаются высокой сложностью и их можно отнести к сложным системам безопасности (СБ). Проектирование, разработка и эксплуатация инженерно-технического оборудования СБ АРТТ сопряжены в настоящее время с существенными затруднениями по многим причинам, одной из которых является отсутствие научно-методических основ управления надежностью ТСБТ.

Анализ данных об испытаниях и эксплуатации ТСБТ показывает, что в эксплуатацию поступают образцы, имеющие недостаточный уровень надежности; назначение используемой в тоннелях техники таково, что она не всегда приспособлена для использования в составе интегрированной системы обеспечения безопасности; существующие ТСБТ функционируют в режиме большой перегрузки: например, в Лефортовском тоннеле г. Москвы вместо запланированных в проекте 3000 проходит более 7000 автомобилей в час.

Вместе с этим одной из основных тенденций в развитии современной техники является интенсивное насыщение ее электронными средствами. Данная закономерность отчетливо проявляется для АРТТ, которые в условиях возрастающих требований к уровню функциональности и потребительского качества активно оснащаются ТСБТ. Поток отказов ТСБТ достигает нескольких тысяч в год и практически не снижается, несмотря на значительные вложения материальных и финансовых средств в совершенствование процессов разработки, производства и эксплуатации аппаратуры. Поэтому проблема обеспечения требуемых показателей надежности ТСБТ на основе комплексного и всестороннего совершенствования системы управления надежностью на всех стадиях жизненного цикла априорно относится к актуальным и имеет большую научную и практическую значимость.

Необходимость соответствия функциональных свойств ТСБТ потребностям и задачам, определяемым условиями эксплуатации и современными требованиями к АРТТ, предопределила непрерывность процесса совершенствования ТСБТ. Для более полного выявления основных тенденций отмеченного процесса необходимо учитывать, что в ТСБТ применяются такие системообразующие компоненты, как сверхбольшие интегральные микросхемы и микропроцессоры (СБИС и МП), вносящие специфические особенности в технологию управления надежностью.

Таким образом, развитие ТСБТ в области программно-аппаратного обеспечения осуществлялось и продолжает осуществляться по пути наращивания управляюще-вычислительного потенциала с использованием достижений современной микроэлектроники /28, 36, 42, 43, 74, 115, 117, 130/.

Существующая до настоящего времени практика обеспечения и управления показателями надежности в ходе разработки, производства и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), сложилась под воздействием нормативно-технической документации (НТД), разработанной в 80-х годах прошлого века. В соответствии с указанными НТД основными процессами в системе обеспечения надежности являются процессы задания требований к надежности создаваемого объекта, обеспечения надежности и контроля (оценки) достигнутого уровня надежности. Рассогласование между фактическим и требуемым уровнями надежности объекта служит основой для принятия управленческих решений по коррекции функционирования системы обеспечения надежности. Анализ такой системы управления надежности показывает, что ей присущи принципиальные недостатки: низкая оперативность (запаздывание) в выработке корректирующих воздействий; недостаточный учет влияния человеческого фактора, который становится в настоящее время доминирующим; неэффективное использование временных и материальных ресурсов при управлении надежностью.

Устранять недостатки указанной выше системы управления надежностью необходимо с учетом требований международных стандартов по управлению надежностью, менеджменту риска и менеджменту качества, среди основных идей которых особую практическую ценность (применительно к рассматриваемой в диссертационной работе проблеме) имеют требования о своевременном принятии корректирующих и предупреждающих действий. Указанные требования могут быть уточнены в виде принципов оценки уровня надежности программно-технических средств и формирования на их основе оперативных управляющих решений.

Актуальность и важность задачи управления надежностью ТСБТ определяется тем, что ее решение позволит существенно снизить остроту фундаментального противоречия между объективным ростом сложности ПТС (в силу расширения множества выполняемых ими функций) и ужесточением требований, предъявляемых к надежности РЭА при ограниченных темпах роста надежности комплектующих электрорадиоизделий, а также между возможностями повышения надежности аппаратуры за счет ее удорожания и ограничениями на допустимую стоимость образцов аппаратуры, обусловленных требованиями экономической целесообразности.

В условиях комплексного подхода к решению проблемы управления надежностью ТСБТ среди задач, требующих первостепенного внимания и централизованного решения, одним из основных являются задачи, связанные с анализом и доказательством причин отказов /3, 16, 30, 49, 58, 59, 90/.

Другим важнейшим научно-техническим аспектом общей проблемы комплексного управления надежностью ТСБТ является диагностический аспект надежности/34, 35, 44, 63, 64, 78, 79, 80, 116, 118, 124, 127, 131/. Управление надежностью ТСБТ во многом зависит от уровня внедрения современных методов анализа и контроля технического состояния изделий электронной техники /4, 12, 33, 39, 40, 44, , 55, 75/. Эффективность практического применения диагностических средств во многом определяются успехом целенаправленного обучения руководителей, инженерно-технического персонала /2, 53, 66, 71, 104, 110/. Ведь только правильный выбор метода исследования, безошибочное применение действительно необходимых в сложившейся ситуации средств измерения диагностических параметров и анализа физико-технических свойств отказавшего объекта, может гарантировать полноту и достоверность получения диагностической информации, а значит и возможность принятия адекватных мер по управлению как техническим состоянием отдельного устройства ТСБТ, так и принятие эффективных решений по управлению надежностью ТСБТ в целом.

Вместе с этим необходимо отметить, что, во-первых, вопросы подготовки узконаправленных специалистов технического характера, тем более в такой сложной и специфической сфере знаний как управление надежностью ТСБТ практически не исследованы, а, во-вторых, в последних работах по проблемам управления надежностью /3, 17, 19, 29, 48, 51, 52, 98/ в общих чертах обозначено новое направление: применение интеллектуальных информационных систем /48, 114/, к которым можно отнести информационную систему управления надежностью (ИСУН), но вопросы реализации этого подхода в практике эксплуатации АРТТ остаются непроработанными.

Таким образом, применение ИСУН не только по целевому назначению, но и для организации современной подготовки квалифицированных специалистов по управлению надежностью ТСБТ является априорно новым и неразработанным направлением как в области теории систем поддержки принятия решений /43, 46, 51, 67, 96/, так и в сфере научных исследований образовательной направленности /47, 62, 97/.

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что научное исследование, направленное на разработку научно-методических основ моделирования процессов управления надежностью ТСБТ следует признать актуальным и своевременным, поскольку общий уровень областей науки, имеющих непосредственное отношение к данной проблемной области, достаточно высок и априорно предполагает возможность решения поставленной в работе научной задачи.

С учетом проведенного выше анализа может быть определена проблемная ситуация, сущность которой состоит в противоречии между необходимостью управления надежностью ТСБТ и соответствующей подготовки инженерно-технического персонала к осуществлению эффективного управления надежностью и практической невозможностью ее реализации в рамках существующей автоматизированной системы обеспечения комплексной безопасности автодорожной развязки тоннельного типа.

Таким образом, проведенный анализ применяемых подходов к обеспечению надежности при эксплуатации ТСБТ, а также опыта эксплуатации автомобильных тоннелей г. Москвы показал что:

- из-за отсутствия научно-методических основ управления надежностью ТСБТ, имеется недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью водителей автомобилей, находящихся в тоннеле, и технического персонала, государственному и муниципальному имуществу, имуществу физических и юридических лиц, а также окружающей среде;

- для обеспечения заданной надежности оборудования, которым оснащена АРТТ, необходима информационная поддержка службы технической эксплуатации с целью обеспечения данными о текущем и прогнозируемом на заданный временной интервал уровне надежности ПТС;

- для создания интегрированной автоматизированной системы управления эксплуатацией АРТТ необходимо иметь информационную систему управления надежностью ПТС, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, которая является связующим звеном между автоматизированными системами управления, эксплуатирующимися в тоннеле, и подсистемой логистической поддержки системы технической эксплуатации тоннельных сооружений.

Необходимость повышения эффективности управления работой туннеля, технологическими процессами эксплуатации и ремонта программно-технических средств путем организации ИСУН, отражающей закономерности протекания информационных процессов в многоуровневых производственных системах управления, при отсутствии обоснованного научно-методического аппарата и технологии применения ИСУН в условиях эксплуатации, ремонта и модернизации ТСБТ, определяет основное противоречие и высокую актуальность темы данной диссертационной работы.

С учетом вышеизложенного цель исследования может быть определена как повышение качества и устойчивости функционирования автомобильных развязок тоннельного типа за счет моделирования процессов управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, и своевременного обнаружения в ходе моделирования снижения их уровня надежности.

Исходя из сформулированной выше цели исследования, решаемая в диссертационной работе научная задача может быть поставлена как задача разработки научно-методических положений и рекомендаций по технологии построения моделей процессов управления надежностью ТСБТ и информационной системы управления их надежностью на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования.

Задачи исследований. Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо провести исследования по следующим направлениям:

- разработка научно-методических положений и рекомендаций по технологии построения моделей процессов управления надежностью ПТС и информационной системы управления их надежностью на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования;

Hayчная новизна результатов диссертационной работы определяется тем, что с единых позиций системного подхода рассмотрена и решена научная задача разработки научно-методических положений и рекомендаций по построению моделей процессов управления надежностью ТСБТ и модели информационной системы управления надежностью ТСТБ на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования, основанной на единой системе моделей, различных по структуре и используемым методам, и заключается в том, что:

- разработанные модели учитывают специфику информационных процессов управления надежностью современных программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа;

- при разработке методов имитационного моделирования процессов управления надежностью технических средств учтены факторы, определяющие характеристики персонала эксплуатирующей организации;

- при разработке модели обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации технических средств учтены требования к формированию базы данных, необходимых для обучения лиц, принимающих управленческие решения;

- разработка алгоритма организации мероприятий по обеспечению безопасности и управления риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа осуществлена с учетом конечной цели: повышению качества, устойчивости и оперативности управления надежностью программно-технических средств.

Основными научными результатами, полученными автором в ходе решения сформулированной научной задачи и выносимыми на защиту являются:

- математическая модель информационной системы управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожной развязки тоннельного типа;

- метод классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы- безопасности эксплуатации тоннельных сооружений;

- алгоритм организации мероприятий по обеспечению безопасности и управления риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа.

Научная значимость диссертационной работы состоит в том, что разработанный комплекс моделей и алгоритмов, позволяет научно-обоснованно формировать информационные системы управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, на основе моделирования протекающих в них информационных процессов на этапе эксплуатации с учетом возрастающего влияния человеческого фактора.

Практическая ценность диссертационной работы определяется тем, что в ней разработано научно-методическое обеспечение моделирования информационных процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации туннельных сооружений в условиях мегаполиса и подготовки контингента органов управления, которое приводит к повышению безопасности эксплуатации автомобильных развязок.

Достоверность основных научных результатов, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается обоснованностью исходных данных и принятых ограничений; корректностью постановки научной задачи исследования и выбором апробированных методов ее решения, включающих современные методы системного анализа, информационного менеджмента, теории вероятностей и отвечающих сущности исследуемых процессов; а также сходимостью результатов, полученных в процессе проведения имитационных экспериментов, командно-штабных учений, натурного моделирования на экспериментальных участках тоннелей и в учебно-тренажерных классах, с результатами математического моделирования.

Личный вклад. Все теоретические и практические результаты, а также выводы, основанные на натурном моделировании, получены автором лично.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Межведомственных конференциях профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУ-СИ, «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума информатизации (МИФИ - 2004), международного конгресса «Коммуникационные технологии и сети» (CTN - 2004), на Всероссийской научно-практической конференции «Охрана, безопасность и связь - 2005», ВИ МВД России, г. Воронеж, международной конференции «Системы безопасности - 2006», АГПС МЧС России, г. Москва.

В работах, выполненных в соавторстве, автором лично выполнено: в работах /36, 37/ сформулирована идея интегрирования разнородных информационных процессов как основы построения системы управления безопасностью тоннельных объектов; в работах /6, 8, 9/ предложены подходы к управлению надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса, основанные на классификации моделируемых программно-технических средств по критерию цены потерь, вызванных реализацией угрозы безопасности тоннельных сооружений; в работе 111 предложена модель, учитывающая специфику информационных процессов управления надежностью современных ПТС АРТТ; в работах 15, 107/ сформулированы принципы оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений, и выполнена численная оценка состояния комплексной безопасности технологически сложных объектов на примере тоннельных путепроводов.

Реализация результатов диссертационной работы представлена в виде информационной системы управления надежностью, созданной на базе надсистемы «Рубеж-34» и внедренной в Лефортовском тоннеле, а также в виде методики проектирования информационной системы управления надежностью программно-технических средств комплексной безопасности «Рубеж-9» на основе микросхем сверхбольшой степени интеграции, внедренной в научно-производственном объединении «Сигма-ИС» и в учебном процессе МГТУ им. Н.Э. Баумана, Российского нового университета и др.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, трех разделов, заключения, библиографии и трех приложений. Объем работы: 166 листов, включая 21 лист таблиц и рисунков, 15 листов библиографии (133 наименования), приложения на 60-ти листах.

Во введении диссертационной работы дается обоснование актуальности темы исследования, излагаются цель и задачи работы, показывается ее научная новизна.

В первом разделе сформулированы основные положения анализа процесса функционирования автодорожной развязки тоннельного типа. Построены теоретико-множественная и вероятностная модели обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации автодорожной развязки тоннельного типа. Осуществлено исследование системных свойств и характеристик технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации АРТТ, определены технические требования, предъявляемые к их надежности, на основании которых определены критерии качества управления надежностью ТСБТ. На основании результатов моделирования проведена декомпозиция технических средств на структурные элементы, для которых разработаны типовые структурные схемы надежности (ССН), позволяющие оценивать ее уровень на всех этапах жизненного цикла исследуемого объекта. Разработан алгоритм анализа и синтеза мероприятий по обеспечению безопасности и управления риском эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа с учетом конечной цели по повышению качества, устойчивости и оперативности управления надежностью технических средств. В конце раздела определены показатели и критерии эффективности применения информационных систем управления надежностью ТСБТ на этапах эксплуатации, ремонта и модернизации и осуществлена постановка задачи исследований.

Во втором разделе приведены результаты моделирования процессов управления надежностью программно-технических средств и выбора критериальных параметров при управлении их надежностью. В нем представлены методы выбора критериальных параметров ТСБТ. Выбраны критерии контроля расходования ресурса ТСБТ и разработан подход к планированию межремонтных сроков. Осуществлено концептуальное моделирование автодорожной развязки тоннельного типа, на основании которого разработано пять принципов оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений. Разработанные принципы легли в основу предложенных направлений выбора критериальных параметров. Предложена технология синтеза информационной системы управления надежностью технических средств. Разработаны методы классификации объектов информационной системы управления надежностью ТСБТ по критериям степень детализации расчетной модели объекта и порог различимости цены отказа для каждой информационной единицы.

В третьем разделе отражены результаты разработки научно-методических основ обеспечения безопасности эксплуатации программно-технических средств. Представлены основные теоретические положения методики планирования сроков ремонтно-восстановительных работ ТСБТ и даны рекомендации по ее практическому использованию. Дан новый подход к анализу отказов ТСБТ, основанный на рекурсивной математической модели роста информации об отказе. На основе предложенного подхода разработана методика анализа отказов ТСБТ, типовые формы их документальной регистрации и алгоритмы обработки первичной информации. Приведена методика моделирования процессов подготовки информации для системы логистической поддержки эксплуатации и сервисного обслуживания ТСБТ, направленная на повышение качества управления АРТТ за счет применения методов логистики при управлении информационными потоками, связанными с обеспечением безопасности и управления риском эксплуатации АРТТ. С целью подготовки инструмента для технико-экономического анализа результатов использования предложенных в диссертационной работе моделей, предложена методика оценки технико-экономической эффективности разработки и нормативных документов

В заключении сформулированы основные выводы и результаты исследования по теме диссертации, предложено направление дальнейших исследований, отмечена степень реализации результатов, а также приведен обзор публикаций по теме диссертации.

В приложении А приведено описание практической проверки адекватности полученных теоретических результатов реальным условиям эксплуатации ТСБТ. Представлены результаты имитационных экспериментов с отказами и восстановлениями технических средств на участке Лефортовского тоннеля, которые сопоставлены с данными по отказам, собранными в эксплуатационных организациях г. Москвы. Получена оценка показателей, характеризующих проектный и текущий уровень надежности ТСБТ на участке Лефортовского тоннеля, по которым осуществляется управление их надежностью.

В приложении Б приведены математические модели и набор типовых структурных схем надежности, упрощающих моделирование и расчет показателей надежности ТСБТ а также снижающих затраты на управление надежностью.

В приложении В дано краткое описание технических средств, являющихся средой функционирования программно-технических средств и обеспечивающих надежность эксплуатации Лефортовского тоннеля г. Москвы, характеристики которых использовались в диссертационной работе при моделировании уровня надежности аппаратуры, размещенной в этом тоннеле.

Заключение диссертация на тему "Моделирование процессов управления надежностью программно-технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа"

Выводы по третьему разделу

В результате решения поставленной в диссертационной работе задачи разработаны научно-методические основы обеспечения безопасности эксплуатации тоннельных сооружений по критерию «надежность технических средств», которые являются связующим звеном между обобщенными математическими моделями, представленными в первом разделе диссертации, их конкретным техническим характеристиками в виде критериальных параметров, выбранных и обоснованных во втором разделе, и практикой эксплуатационной работы автомобильных развязок тоннельного типа.

В частности, разработана методика планирования сроков ремонтно-восстановительных работ технических средств, обеспечивающих безопасно ность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса, по критериям надежности и получены аналитические выражения для количественной оценки выбранных показателей при контроле технического состояния ТСБТ и планировании работ по их ремонту и восстановлению.

Предложенная методика позволяет усилить обратную связь в информационном контуре управления системы технической эксплуатации автомобильной развязки тоннельного типа и повысить за счет этого качество управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации развязки. При разработке этой методики были учтены принципы оценки надежности ТСБТ, изложенные в разделе 2, благодаря чему рекурсивная модель извлечения информации из сообщений об отказах более полно учитывает повысившееся влияние человеческого фактора на надежность технических средств, что отвечает современной концепции расчета надежности.

Моделирование процесса эксплуатации АРТТ с учетом разработанных методик позволило сделать обобщенную модель обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации практически значимой и пригодной для использования в эксплуатационной работе по управлению надежностью ТСБТ. Основным выводом из полученных результатов является то, что совершенствование ТСБТ необходимо осуществлять с учетом особенностей системы ТО и Р ТСБТ, а обобщенная модель позволяет априори оценивать соответствие выбранной стратегии (вида) технического обслуживания и ремонта системным свойствам ТСБТ.

Полученное в диссертационной работе решение задачи построения вероятностного пространства из информационных единиц, обладающих свойством рекурсивной вложимости, которое раскрыто в первом разделе, позволило разработать принципы обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации АРТТ и создать методику сбора, учета и анализа отказов учитывающую уровень перцептивной нагрузки на диспетчера. Предложенная методика анализа отказов отличается от известных тем, что позволяет получать количественные оценки влияния человеческого фактора на процесс управления надежностью ТСБТ.

Разработанная на основе предложенных принципов модель функционирования ТСБТ позволяет получать количественные оценки показателей безопасности эксплуатации и на основе этих оценок обоснованно выбирать стратегию (вид) технического обслуживания и ремонта ТСБТ. А методика моделирования процедур подготовки управляющей информации для системы логистической поддержки эксплуатации технических средств дает возможность использовать хорошо зарекомендовавшие себя методы логистики для управления потоками осведомительной и управляющей информации в процессе управления надежностью. Этим повышается его качество и экономическая эффективность.

Методика оценки технико-экономической эффективности разработки нормативных документов по управлению надежности, предназначенная для обеспечения высокого качества процесса управления надежностью ТСБТ и основанная на подсчете цены отказов оборудования, является важным инструментом оценки риска эксплуатации: согласно действующим в Российской федерации стандартам, риск должен оцениваться не только вероятностной мерой, но и мерой возможного ущерба. Поэтому данная методика обеспечивает выполнение требований стандартов в процессе управления надежностью ТСБТ.

Полученные в ходе исследований результаты могут стать теоретической базой при решении вопросов, связанных с выполнением требований стандартов по менеджменту рисков и управлению надежностью в процессе эксплуатации АРТТ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе представлены материалы решения поставленной научной задачи разработки научно-методических положений и рекомендаций по технологии синтеза моделей процессов управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, и информационных систем управления их надежностью на базе разработанных математических, информационных, имитационных моделей, а также натурного моделирования.

Цель данного исследования заключалась в повышение качества и устойчивости управления технологическими процессами эксплуатации, ремонта и модернизации автомобильных развязок тоннельного типа на основе разработанных моделей процессов управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений.

В ходе исследований разработана модель функционирования автомобильной транспортной развязки тоннельного типа, которая позволяет в самом общем виде выявлять взаимосвязь безопасности эксплуатации развязки с надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации. Показано, что эту взаимосвязь можно анализировать с учетом дестабилизирующих процесс эксплуатации воздействий, решений, мер и мероприятий по ликвидации негативных последствий от проявления воздействующих факторов, задействованных технических средств, временных интервалов во взаимосвязи с другими факторами, в частности, с источниками угроз и угрозами, определяющими качество и устойчивость обеспечения безопасности эксплуатации автомобильной транспортной развязки тоннельного типа большой прояженности.

Показано, что отличие модели от известных моделей заключается в следующем:

- классификация объектов модели осуществляется на единой методологической основе: по величине причиненных проявлениями дестабилизирующего фактора убытков, позволяя построить конечное вероятностное пространство и перейти от теоретико-множественных представлений к вероятностной модели;

- порождающие правила модели обобщены на этап эксплуатации автомобильной транспортной развязки тоннельного типа и, таким образом, пригодны для использования на всех этапах жизненного цикла технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений;

- модель дает однозначное описание топологии оборудования, привязанное к плану помещений автомобильной развязки тоннельного типа, местам расположения аварийно-восстановительных бригад и маршрутам их следования к месту аварии;

- показатели работоспособности технических средств, выбранные в модели, по определению соответствуют стандартным показателям надежности и могут быть рассчитаны известными методами, что обеспечивает возможность проверки адекватности модели целям моделирования.

Исследование системных характеристик технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа показало, что обеспечение безопасности эксплуатации сопряжено со сбором, анализом и обработкой, включая предсказательные функции, информации, позволяющей оценить уровень надежности технических средств, в том числе и технических средств, обеспечивающих безопасность тоннельных сооружений, задействованных на исследуемом объекте для обеспечения его комплексной безопасности. Надежность технических средств можно рассматривать как один из критериев безопасности эксплуатации: чем выше уровень их надежности, тем меньше риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, находящихся в тоннеле и прилегающих к нему территориях, автотранспорту, тоннельным сооружениям, окружающей среде, то есть тем выше уровень безопасности эксплуатации. Поэтому управление надежностью технических средств можно рассматривать как дополнительный инструмент управления указанным выше риском и удержания его в процессе эксплуатации тоннеля на заданном уровне.

Показано, что для управления риском эксплуатации автомобильной развязки тоннельного типа, необходима технологию управления надежностью технических средств в виде комплекса методик сбора, анализа и обработки информации (включая обязательное наличие предсказательных функций) позволяющего оценить уровень надежности этих средств. Технология управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, должна включать в состав указанного выше комплекса научно-методические средства, позволяющие определить влияние качества и устойчивости функционирования системы технической эксплуатации на показатели надежности ТСБТ.

Анализ стратегий управления надежностью по выбранным критериям показал, что можно достигнуть снижения расходов на обеспечение безопасности эксплуатации АРТТ за счет использования разработанных в данной работе методов моделирования процессов управления надежностью ТСБТ при дополнительном условии: затраты на поддержание уровня надежности ТСБТ на этапе эксплуатации не должны уменьшаться, но их рост по мере износа оборудования минимизируется за счет применения информационной системы управления надежностью ТСБТ совместно с системой логистической поддержки эксплуатации технических средств. На основе разработанной процессной модели информационной системы управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, показано, что одним из критериев оценки качества управления надежностью технических средств, является степень соответствия применяемых при управлении надежностью процедур требованиям стандартам семейства ИСО 9000.

Проведенные исследования по разработке методов классификации объектов и выбору критериальных параметров при управлении надежностью ТСБТ позволяют сделать следующие выводы.

Разработанные принципы оценки уровня надежности ТСБТ и их составных частей ориентированы на расчет и прогнозирование значений показателей надежности ТСБТ, изготовленных в применением самых перспективных комплектующих изделий, включая микропроцессорные СБИС, с учетом надежности программного обеспечения СБИС и встраиваемых в них средств защиты информации, что позволяет с большей, чем по ранее известным моделяым, точностью рассчитывать вероятность причинения вреда процессу эксплуатации и, соответственно оценивать риск. Это позволяет более точно оценивать уровнь обеспечения безопасной эксплуатации ТСБТ.

При оценке уровня надежности ТСБТ основным критериальным параметром следует считать цену отказа оборудования, вычисление которой следует осуществлять во взаимосвязи вычислением значений коэффициента простоя.

Предложенные методы классификации объектов по критериям эффективность степени детализации модели и порог различимости цены отказа позволяют ожидать сокращение затрат на моделирование при управлении надежностью ТСБТ на (15 - 20) %.

Показатели надежности можно и целесообразно использовать в качестве критериев контроля расходования ресурса технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений большой протяженности, а полученные аналитические выражения позволяют делать количественные оценки выбранных показателей при контроле и планировании ремонтно-восстановительных работ.

В частности, разработана методика планирования сроков ремонтно-восстановительных работ технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса, по критериям надежности и получены аналитические выражения для количественной оценки выбранных показателей при контроле технического состояния ТСБТ и планировании работ по их ремонту и восстановлению.

Применение теоретических и научно-методических результатов, полученных в ходе моделирования процессов управления надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений, в решении практических задач, связанных с обеспечением безопасности эксплуатации Лефортовского тоннеля г. Москвы показало адекватность этих результатов реальным данным эксплуатации и их практическую ценность.

Проведенные имитационные эксперименты показали адекватность применения имитационного моделирования в решении задач, связанных с наиболее рациональным размещением технического персонала, водителей, транспортных средств, ЗИП в тоннеле и притоннельных территориях и подтвердили теоретическое предположение о том, что оценка показателей надежности ТСБТ с помощью имитационного моделирования отказов и восстановления, позволяет повысить информативность этих показателей.

Установлено, что для расчета комплексных показателей надежности (коэффициент готовности, коэффициент простоя) достаточно вычислить среднее время наработки по значениям интенсивности отказов технических средств, размещенных в исследуемой точке тоннеля, а в качестве времени восстановления использовать суммарное время операций, выполняемых по тому или иному мероприятию в соответствии с техническим регламентом Лефортовского тоннеля. Значения интенсивности отказов вычисляются при этом стандартными методами по значениям интенсивностей отказов комплектующих элементов (изделий).

Оценка показателей, характеризующих текущий уровень надежности технических средств на участке Лефортовского тоннеля, осуществляется путем расчета интенсивности отказов каждого конкретного устройства ТСБТ с учетом условий его эксплуатации, режима работы и местоположения в тоннеле.

Комплексные показатели вычисляются по результатам имитационных экспериментов в тренажерных залах и командно-штабных учений, которые являются основой для вычисления времени восстановления, и по среднему времени наработки, вычисляемому по значениям интенсивности отказов устройств в реальных условиях.

Таким образом, проведенное в диссертационной работе моделирование процессов управления надежностью ТСБТ адекватно реальным данным, полученным с эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа, и позволяет упростить решение задачи определения проектного и текущего уровня надежности ТСБТ в заданной точке Лефортовского тоннеля г. Москвы.

Основные научные результаты, представленные в данной диссертации, опубликованы в следующих работах:

1. Екимов В.К. Системные характеристики технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа. Технологии гражданской безопасности. Научно-технический вестник МЧС России., № 3 (9), 2006 г., с. 129 - 134,

2. Екимов В.К. Проект концепции создания системы обеспечения безопасности автодорожных развязок тоннельного типа. / Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУ СИ - М.:МТУСИ, 2006. - с. 56,

3. Дворянкин С.В., Екимов В.К. Интегрирование разнородных информационных процессов в управлении безопасностью объектов мегаполиса. /. Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума «Телекоммуникационные и вычислительные системы» в рамках международного форума информатизации (МИФИ -2004), международного конгресса «Коммуникационные технологии и сети» (CTN - 2004) - М.: МТУ СИ. 2004. - с. 288,

4. Дворянкин С.В., Екимов В.К. АСУ ТП обеспечения безопасной эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса. // Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно технического состава МТУСИ - М.: МТУСИ. 2006. - С. 55.

5. Антонец В.Р., Дворянкин С.В., Екимов В.К. Управление надежностью технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса. Известия ТРТУ. Тематический выпуск. "Информационная безопасность". Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006, № 7 (62), с. 47-53,

6. Антонец В.Р., Екимов В.К. Методика планирования сроков ремонтно-восстановительных работ технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса. Всероссийская научно-практическая конференция «Охрана, безопасность и связь - 2005»: Сборник материалов. Часть 3. — Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2005 с.26 - 32,

7. Антонец В.Р., Екимов В.К. Показатели надежности, как критерии контроля расходования ресурса технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа. Вестник Воронежского института МВД России, № 6 (25), 2005, с.49 - 59,

8. Антонец В.Р., Дворянкин С.В., Екимов В.К., Чухно В.И. Модель обеспечения безопасности и управления риском эксплуатации автодорожной развязки тоннельного типа. Технологии гражданской безопасности. Научно-технический вестник МЧС России., № 3 (9), 2006 г., с. 122 - 128,

9. Антонец В.Р., Екимов В.К. Принципы оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений. Вестник Воронежского института МВД России, № 6(25), 2005, с. 27-37.

10. Екимов В.К. Основы проектирования технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений. /Проектирование и технология электронных средств. № 1, 2007. - С. 6 - 12.

11. Дворянкин С.В., Екимов В.К. Оценка состояния комплексной безопасности технологически сложных объектов (на примере тоннельных путепроводов) // Материалы XV международной конференции "Системы безопасности - 2006". - М: Академия государственной противопожарной службы МЧС России 2006. -С. 121 - 123.

Библиография Екимов, Виктор Константинович, диссертация по теме Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

1. Автоматизированная система расчета надежности элементов зарубежного производства. ACPH-F. Электронстандарт, 2000 г.

2. Аксянов И.М. Инновационные, информационные и коммуникационные технологии в подготовке специалистов (в системе среднего профессионального образования). Москва: Изд-во РАО, 2004. - 100 с.

3. Александровская JI.H., Афанасьев А.П., Лисов А.А. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем. М.: Логос, 2003. - 208 с.

4. Александровский Н.М., Егоров С.В., Кузьмин А.В. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. М.: Энергия, 1978. - 272 с.

5. Антонец В.Р., Екимов В.К. Принципы оценки уровня надежности технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации городских тоннельных сооружений. Вестник Воронежского института МВД России, № 6 (25), 2005, с. 27 37.

6. Антонец В.Р., Екимов В.К. Показатели надежности, как критерии контроля расходования ресурса технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа.

7. Вестник Воронежского института МВД России, № 6 (25), 2005, с.49 -59.

8. Артеменко Е.А. Основы построения автоматизированных систем контроля и управления сложными техническими объектами. М.: МО СССР, 1975.-304 с.

9. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский. СПб.: Питер, 2000. - 384 с.

10. Н.Безродный Б.Ф., Антонец В.Р. Разработка микропроцессорных систем автоматики для железнодорожного транспорта с учетом требований информационной безопасности, "Системы безопасности", № 6(48), декабрь 2002 январь 2003, стр. 84.

11. Безродный Б.Ф., Антонец В.Р., Здоровцов И.А. Имитационная модель для расчета коэффициента готовности линейного участка ВОЛП

12. МЦСС. "Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем". Сборник трудов. XXII межведомственная научно-техническая конференция. ВИ РВ, Серпухов, 2003 г., с.249 252

13. Беляев Ю.К., Богатырев В.А., Болотин В.В. и др.; под ред. Ушакова И.А. Надежность технических систем: справочник. М.: Радио и связь, 1985.-608 с.

14. Бокова О.И. Оптимальное управление безопасностью территориальных сегментов информационно-коммуникационных систем / О.И. Бокова, Под научн. ред. С.И. Скрыля. Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2006.- 153 с.

15. Борисов А.А., Горбачева В.М., Мартынова М.Н., Прытков С.Ф. «Надежность зарубежной элементной базы». Журнал «Зарубежная радиоэлектроника. Успехи зарубежной радиоэлектроники», №5, 2000 г.

16. Браверман Э.М., Мучник И.Б. Структурные методы обработки эмпирических данных. М.: Наука, 1983. - 464 с.

17. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. -400 с.

18. Вапник В.Н. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным. М.: Наука, 1979. - 448 с.

19. Вунш Г. Теория систем: Пер. с нем. Т.Э. Кренкеля. — М., «Сов. Радио», 1978.-288 е., ил.

20. Гаврилова Т.А., Червинская К.Р. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, 1992. - 200 с.

21. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2003. 479 с.

22. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. Учебник для вузов. М.: «Высшая школа», 1977. 160 с.

23. Горский А.В., Воробьев А.А. Оптимизация системы ремонта локомотивов. — М.: Транспорт, 1994. 208 с.

24. ГОСТ Р 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования.

25. ГОСТ Р 51901-2002. Управление надежностью. Анализ риска технологических систем.

26. Данилюк С.Г. Автоматизированные системы контроля. Учебное пособие. Серпухов: МО РФ, 1998. - 96 с.

27. Данилюк С.Г. Метод абдуктивного контроля качества функционирования сложных технических систем / Сб. докладов V Международнойнаучно-технической конференции. Воронеж: НИИ Связи, 1999. -С. 1318- 1323.

28. Дворянкин С.В., Екимов В.К. АСУ ТП обеспечения безопасной эксплуатации тоннельных сооружений мегаполиса. // Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно технического состава МТУ СИ М.: МТУ СИ. 2006. - С. 55.

29. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - 318 с.

30. Дмитриев А.К., Мальцев П.А. Основы теории построения и контроля сложных систем. JL: Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

31. Долгов В.А., Касаткин А.С., Стретенский В.Н. Радиоэлектронные автоматические системы контроля (системный анализ и методы реализации). Под ред. В.Н.Стретенского. М.: Сов. радио, 1978 - 384 с.

32. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. — М.: Энергоатомиздат, 1986. 480 с.

33. Екимов В.К. Системные характеристики технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации автодорожных развязок тоннельного типа. Технологии гражданской безопасности. Научно-технический вестник МЧС России., № 3 (9), 2006 г., с. 129 134.

34. Емелин Н.М., Новиков Н.Н., Павлов А.А. и др. Подход к построению автоматизированных систем контроля сложных объектов / Цифровые модели в проектировании и производстве РЭС. Межвуз. сб. научн. тр. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. - Вып. 9. - 260 с.

35. Ивченко Б.П., Мартыщенко Л.А., Табухов М.Е. «Управление в экономических и социальных системах». Системный анализ. Принятие решений в условиях неопределенности. СПб.: «Нордмед-Издат», 2001. - 248 с.

36. ИСО 9000 4: 1993. Стандарты в области административного управления качеством. Часть 4. Руководство по управлению программой обеспечения надежности.

37. К айнов В.М., Безродный Б.Ф. Обеспечение надежности аппаратуры ЖАТ физико-техническими методами // Проектирование и технология электронных средств. 2003. - № 4. - С. 11-19.

38. Кайнов В.М., Безродный Б.Ф. Системный подход к обеспечению надежности аппаратуры ЖАТ на основе комплексного анализа ее отказов // Автоматика связь информатика. 2003. - № 4. - С. 20 - 22.

39. Контроль и функционирование больших систем / Под. ред. Г.П.Шибанова. М.: Машиностроение, 1977. — 360 с.

40. Концепция сертификации систем обеспечения надежности сложной наукоемкой продукции / В. В.Б ар абанов, М.Г.Захаров, Н.П.Крель и др. // Проблемы продвижения продукции и технологий на внешний рынок. Спец. вып., 1997.

41. Концепция стандартизации в области надежности // Надежность и контроль качества. 1997, № 1.

42. Костров А.В., Александров Д.В. Уроки информационного менеджмента. Практикум. Учебное пособие. М.: Финансы и статистика, 2005 г. -304 е.: ил.

43. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: «Наука», 1978. 832 с.

44. Коутиньо Дж. де С. Управление разработками перспективных систем. М. Машиностроение, 1982.

45. Ксенз С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1989. - 248 с.

46. Кузнецов П.И., Пчелинцев Л.А. Последовательное обучение систем диагностики. -М.: Энергоатомиздат, 1987. — 112 с.

47. Лабецкая Г.П., Анисимов Н.К., Берндт А.Н. Организация, планирование и управление в хозяйстве сигнализации и связи: Учебник для вузов ж.д. трансп. М.: Маршрут, 2004. — 348 с.

48. Лазарев И.А. Информация и безопасность. Композиционная технология информационного моделирования сложных объектов принятия решений. — М.: Московский городской центр научной информации, 1997. -336 с.

49. Лапидус Б.М., Мачерет Д.А., Вольфсон А.Л. Теория и практика управления эксплуатационными затратами железнодорожного транспорта / Под ред. Б.М. Лапидуса. М.: МЦФЭР, 2002. - 256 с. - (Приложение к журналу «Экономика железных дорог»).

50. Ларичев О.И., Стернин М.Ю. Человеко-машинные методы решения многокритериальной задачи о назначениях: Моделирование поведения и интеллекта // Автоматика и телемеханника. — 1998. № 7. С. 135-156.

51. Лонгботтом Р. Надежность вычислительных систем: Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1985. -288 е., ил.

52. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта: Пер. с франц. -М.: Мир, 1991.-568 с.

53. Майоров А.В. и др. Безопасность функционирования автоматизированных объектов / А.В.Майоров, Г.К.Москатов, Г.П.Шибанов. — М.: Машиностроение, 1988. 264 с.

54. Макино Т., Охаси М., Докэ X., Макино К. Контроль качества с помощью персональных компьютеров: Пер. с японск. А.Б.Орфепова; Под ред Ю.Б.Адлера. М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

55. Международный стандарт CEI IEC 50(191). Международный Электротехнический словарь. Глава 191: Надежность и качество услуг. 1990

56. Методические указания РД 50^476-84. Надежность в технике. Интервальная оценка надежности технического объекта по результатам испытаний составных частей. Общие положения.

57. Микони С.В. Общие диагностические базы знаний вычислительных систем. СПб.: СПИИРАН, 1992. - 234 с.

58. Мозгалевский А.В. Диагностирование электронных систем. JL: Судостроение, 1984. - 224 с.

59. Мозгалевский А.В. Технические средства диагностирования. JL: Судостроение, 1984. - 207 с.

60. Надежность технических систем: справочник под ред. Ушакова И.А. — М.: Радио и связь, 1985. 608 с.

61. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем. -М.: Машиностроение, 1980

62. Парий Я. Постатейный комментарий к федеральному закону «О техническом регулировании», Приложение к ежемесячному журналу «Хозяйство и право», № 8 август 2003 г.

63. Перечень Международных стандартов и проектов МС, разрабатываемых МЭК / ТК 56 «Надежность» / Надежность и контроль качества. 1998, № 9.

64. Попов Э.В. Экспертные системы. -М.: Наука, 1987.-288 с.

65. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 231 с.

66. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: Теория и практика. М.: Наука, 1986.-284 с.

67. Прикладные нечеткие системы: Пер с япон. / К.Асаи, Д.Ватада, С.Иваи и др.; под ред. Т.Тэрано, К.Асаи, М.Сугэно. М.: Мир, 1993. -386 с.

68. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. -М.: «Радио и связь», 1988. 208 с.

69. РДВ 319.01.04 00 «Аппаратура, приборы, устройства, оборудование военного назначения. Методы математического моделирования при проектировании».

70. РДВ 319.01.07 94 «Принципы применения математического моделирования при проектировании аппаратуры».

71. РДВ 319.01.09 94 «Руководство по оценке правильности применения комплектующих ЭРИ в аппаратуре».

72. Рекомендация МСЭ «Техническая эксплуатация: введение и общие принципы технической эксплуатации и организация технической эксплуатации». Рек. М.20, М.21, М.60, М.495 МСЭ-Т.

73. Сандлер Дж. Техника надежности систем (Серия: «Теоретические основы технической кибернетики») М.: 1966 г., 300 стр. с илл.

74. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебное пособие для вузов ж.д. трансп. / Под ред. Вл.В. Сапожникова. М.: Маршрут, 2003.-263 с.

75. Северцев Н.А. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке: Учеб. пособие для вузов. — М.: Высш.шк., 1989. 432 с.

76. Справочник. Надежность электрорадиоизделий 2000. С-Пб.: РНИИ «Электронстандарт», 2000 г.

77. Управление качеством электронных средств: Учеб. для вузов / О.П.Глудкин, А.И.Гуров, А.И.Коробов и др.; под ред. О.П.Глудкина. М.: Высш. шк., 1994. - 414 с.

78. Фокин Ю.Г. Оператор-технические средства: обеспечение надежности. -М.: Воениздат, 1985. 192 с.

79. Дворянкин С.В., Екимов В.К. Оценка состояния комплексной безопасности технологически сложных объектов (на примере тоннельных путепроводов) // Материалы XV международной конференции

80. Системы безопасности 2006". - М: Академия государственной противопожарной службы МЧС России 2006. - С. 121 - 123.

81. Щеиюв А.Ю. Основы теории надежности СЗИ. Назначение средств добавочной защиты. Защита информации. Конфидент. Июль-август, 4-2003, стр. 34 37.

82. Эволюция МЭК / ТК 56 «Надежность» / Надежность и контроль качества. 1997, № 1.

83. Эффективность и надежность сложных систем. М. Машиностроение, 1977.

84. Яблонский А.И. Процесс усложнения системы // Системные исследования. Методологические проблемы. — М.: Наука, 1984. — С. 52 -65.

85. Якубаитис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. jVI.: Финансы и статистика, 1996. — 368 е.: ил.

86. ADi Reliability Handbook. Analog Devices Inc., 2005.

87. A prototyp expert system for fault diagnosis in electronic device / Wawryn K., Zinka W. // Eur. Conf. Circuit Theory and Des., Brighton, 5- 8 Sept., 1989.: ECCTD'89. London, 1989. - P. 677 - 680.

88. Atmel Corporation Quality@Reliability Handbook. Atmel Corporation, 2004.

89. Bodie J. Automated Satellite Carrier Monitoring Systems. MTTS • 85, London, 1985, P. 128 - 132.

90. Dubois D., Prade H. Towards the Analysis and the Synthesis of Fuzzy Mappings // Fuzzy Sets and Possibility Theory: Recent Developments / Ed. R.R.Yager. N.Y.: Pergamon Press, 1982. - P. 316 - 326.

91. EMC. The art ofcompatibility. Microchip. Issue 1, November 2004, Microchip Technology Inc.

92. Geyer-Schulz A.' On learning in a fuzzy rule-based expert system // Kybernetika. 1992. - № 2. - P. 33 - 36.

93. International standard IEC 60050-191/ International Electrotechnical Vocabulary Chapter 191: Dependability and quality of servis.

94. Les systemes experts de diagnostic // Rev. polytechn. 1991. - № 11. -P. 1185 - 1189.

95. Military Handbook. Reliability prediction of electronic equipment. MIL-HDBK-217F, 1991.

96. Mizumoto M., Zimmermann H.I. Comparison of fuzzy reasoning methods // Fuzzy Sets and Systems. 1982. - V. 8. - P. 253 - 283.

97. Modern approaches to system/sensor fault detection and diagnosis / Tzafestas S., Watanabe-K. // Journal A. 1990. - 31, № 4. - P. 42 - 58.

98. Neural networks and fuzzy logic, tools of promise for controls / Mc Cusker Tom // Contr. Eng. 1990. - 37, № 6. - P. 84 - 85.

99. Padmini S., Diwakar M., Rathod N., Bairi B. Expert system development (ESD) shell I I BARC /Rept./ / Gov. India. Bhabha Atom. Res. Cent. 1991.-№E010.-P. 1-40.

100. Reliability Report 42Q 2005. Altera corporation, 2005.

101. Sistemi esperti per la diagnostica / Zoly Giorgio // Autom. oggi. -1991.-9,№ 110-P. 110-118.

102. Snouresht R. Learning and decision-making for intelligent control systems // Proc. Amer. Contr. Conf., San Diego, Calif., 1990. Vol. 1. -P. 985 987.

103. Екимов В.К. Основы проектирования технических средств, обеспечивающих безопасность эксплуатации тоннельных сооружений. /Проектирование и технология электронных средств. № 1, 2007. С. 6 - 12.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00