автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Оценка надёжности и прогнозирование работоспособности систем электрического транспорта

На правах рукописи

Малозёмов Борис Витальевич

ОЦЕНКА НАДЁЖНОСТИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА (НА ПРИМЕРЕ ТРОЛЛЕЙБУСА)

Специальность: 05.09.03. - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2005

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете

Научный руководитель:

- кандидат технических наук, доцент

КУЗНЕЦОВ Сергей Михайлович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, доцент

ГАРГАНЕЕВ Александр Георгиевич

- кандидат технических наук, доцент

КАВЕШНИКОВ Владимир Михайлович

Ведущая организация:

Красноярский государственный технический университет г. Красноярск

Защита диссертации состоится 24 февраля 2005 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.173.04 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан « » января 2005 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Н.И.Бородин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В процессе эксплуатации троллейбуса под воздействием внешних факторов и специфических режимов его работы техническое состояние электротехнического оборудования (ЭО) непрерывно ухудшается, снижается его надёжность и увеличивается количество отказов. Необходимый уровень надёжности ЭО может поддерживаться только при условии систематического контроля и диагностирования его технического состояния и своевременного проведения технического обслуживания (ТО). Надёжность механического и ЭО транспортных средств была достаточно широко исследована в автомобильной промышленности, авиации, железнодорожном транспорте, сельхозтехнике. Однако, из патентно-информационного поиска следует, что надёжность ЭО троллейбуса изучена мало и необходимо продолжить работы в этом направлении.

В то же время, опыт эксплуатации троллейбусов показывает, что затраты на поддержание (восстановление) надёжности в 3 - 6 раз превышают затраты на их создание. Одним из существенных факторов, влияющим на техническое состояние троллейбуса, является несовершенство применяемой в настоящее время системы ТО. На технический осмотр и ремонт (ТО и Р) троллейбуса расходуется до 75 % всех средств депо, а затраты на ТО и Р электротехнического комплекса троллейбуса составляют около 60 % от суммарного объема затрат на обслуживание. Учитывая тот факт, что реально эксплуатируемый подвижной состав изношен более чем на 70 %, проблемы обеспечения надёжности ЭО в процессе эксплуатации и определение фактического технического состояния и его прогнозирование являются первоочередными задачами.

В основной программе Министерства транспорта Российской Федерации «Транспортная стратегия Российской Федерации» в развитии до 2010 г. указано на необходимость совершенствования технической политики, которая сегодня не способствует обеспечению требуемой безопасности, повышению надёжности и потребительских качеств транспортных услуг. Созданная в 2000 г. при Министерстве транспорта РФ Межведомственная комиссия обязала все электротранспортные предприятия усилить контроль, в том числе и за состоянием ЭО силовых и вспомогательных цепей троллейбуса в связи со старением транспортного парка страны. Поэтому, учитывая острую необходимость в повышении надёжности и снижении затрат на ТО и ремонт, исследования в этой области представляются актуальной задачей.

Целью работы является совершенствование методов и средств оценки надёжности и прогнозирования работоспособности ЭО троллейбуса для определения периодичности ТО при заданном уровне надёжности в реально изменяющихся условиях эксплуатации; разработка компьютерной диагностической системы прогнозирования технического состояния (СПТС) электротехнического оборудования троллейбуса и методики периодического контроля и прогнозирования работоспособности на её основе, обеспечивающих снижение затрат на техническое обслуживание ЭО.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Систематизация и анализ существующих методов диагностирования и оценки надёжности ЭО.

2. Оптимальная организация процессов диагностирования и контроля технического состояния ЭО. Создание алгоритма диагностирования ЭО.

3. Оценка и прогнозирование надёжности электротехнического комплекса троллейбуса по эксплуатационному показателю (пробегу и времени эксплуатации) и оптимизация сроков проведения технического обслуживания ЭО.

4. Разработка комплексного метода по оценке надёжности и интегральной вероятностно-диагностической системы прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса с использованием стохастических и детерминированных моделей.

5. Проведение экспериментальных исследований для определения эффективности предлагаемых решений, направленных на повышение надёжности и совершенствование ТО.

Объект исследования - электротехническое оборудование, действующее на подвижном составе троллейбуса предприятий электротранспорта городов России и ближнего зарубежья, которое представляет в совокупности сложный электротехнический комплекс.

Предмет исследования - процесс изменения надёжности электротехнического оборудования троллейбуса, эксплуатируемого в реально изменяющихся условиях эксплуатации и установление взаимосвязей между качественными и эксплуатационными показателями его работы.

Методы исследования. В основу теоретических исследований положен математический аппарат с применением методов теории вероятностей и теории надёжности. Использованы аналитические и численные методы решения нелинейных (трансцендентных) уравнений, теории случайных процессов, теории алгоритмов, теории массового обслуживания, методы математического моделирования процессов изменения надёжности ЭО. Для обработки и анализа экспериментальных данных использовались методы математической статистики и планирования эксперимента.

Достоверность результатов теоретических исследований проверялась параллельными расчетами различными методами и сравнением их с результатами, полученными экспериментальным путём в ходе практических испытаний электротехнического оборудования в реальных условиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Многоуровневая блочно-функциональная декомпозиция электротехнического комплекса троллейбуса.

2. Методика исследования надёжности ЭО троллейбуса при его эксплуатации в реальных режимах, основанная на использовании теории вероятностей и математической статистики и общие выражения, устанавливающие связи показателей надёжности с параметрами эксплуатации.

3. Комплексный метод определения и прогнозирования технической надёжности электротехнического комплекса троллейбуса.

4. Результаты математического моделирования процессов изменения надёжности ЭО при его эксплуатации.

5. Интегральная вероятностно-диагностическая система прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса.

Научная значимость и новизна работы заключается в том, что:

1. Впервые выполнено функциональное описание ЭО как сложного многоуровневого электротехнического комплекса; предложена блочно-функциональная декомпозиция ЭО, позволяющая выбирать необходимую глубину диагностики.

2. Показано, что закон распределения времени безотказной работы ЭО приближается к экспоненциальному закону по мере износа оборудования.

3. Получены зависимости вероятности безотказной работы от времени наработки на отказ при различных сроках диагностирования, которые позволяют уточнять периодичность диагностирования, что особенно важно для традиционных периодических систем обслуживания.

4. Определена единая аналитическая функция, описывающая законы изменения надёжности работы ЭО троллейбуса.

5. Впервые для диагностики ЭО синтезирован метод, основанный на фактах отказов оборудования и на диагностике основных узлов.

Практическая полезность и реализация результатов работы состоят в том, что:

1. С использованием блочно-функциональной декомпозиции электротехнического оборудования предложено: выделять диагностируемые объекты, выбирать способы диагностирования ЭО, определять необходимую глубину диагностирования.

2. Разработан алгоритм диагностирования, который позволяет при существующей системе технического обслуживания выбирать оптимальные сроки диагностирования в зависимости от заданного уровня надёжности для каждого вида ЭО.

3. Разработана вероятностно-статистическая модель для оценки надёжности, на основе которой можно определять техническое состояние ЭО при эксплуатации.

4. На основе использования разработанной математической модели и результатов диагностирования предложен комплексный метод оценки надёжности и система прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса, позволяющие оценивать текущее техническое состояние ЭО и прогнозировать его работоспособность на перспективу.

5. Выполненные исследования однозначно предопределили необходимость корректировки действующих инструктивно-нормативных документов, используемых в практической деятельности Управлений пассажирских перевозок и электротранспортных предприятий городов Новосибирска и Барнаула.

6. После внедрения результатов исследований уровень отказов ЭО только по троллейбусному депо № 2 г. Новосибирска снизился с 30 % до 17 %.

Реализация результатов работы. Основные теоретические положения,

методы исследований, практические рекомендации, полученные в диссертационной работе, нашли практическое применение на ряде электротранспортных предприятий городов Новосибирска и Барнаула. На основе проведенных исследований разработаны новые и внесены предложения по корректировке действующих инструктивно-нормативных документов, используемых управлениями пассажирских перевозок в практической деятельности.

Внедрена интегральная вероятностно-диагностическая система мониторинга и прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса на электротранспортных предприятиях городов Новосибирска и Барнаула.

Высокий уровень и универсальность разработки подтверждается, помимо патента на полезную модель, пятью актами внедрения результатов диссертации на предприятиях, в числе которых: Управления пассажирских перевозок мэрии городов Новосибирска и Барнаула, Инской участок электроснабжения ЗападноСибирской железной дороги ОАО «Российские железные дороги», Конструкторское бюро и отдел электрических машин ОАО «Сибэлектропривод» компании «Дедал» (г. Новосибирск).

На основании результатов исследований, полученных в теоретической и практической частях работы, на кафедре «Электрический транспорт» НГТУ в учебный процесс внедрены программные комплексы для анализа надёжности и прогнозирования технического состояния ЭО, используемые при подготовке специалистов направлений 551300 и 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на межвузовской международной научно-технической конференции магистрантов и аспирантов «Young researcheis of XXI century. First Graduated School Inter-University Scientific Conférence, devoted to the 50th anniversary ofNSTU» (Новосибирск, 2000); международных научных симпозиумах «The Korea-Russia international symposium of science and technology at the University of Ulsan, republic of Korea» (Ульсан, Корея, '2000, '2003, '2004); пятой Международной конференции «Электротехнические материалы и компоненты» МКЭМК-2004, (Алушта, 2004); седьмой Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-2004 (Новосибирск, 2004); второй международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Тобольск, 2004); международной научно-технической конференции «Электроэнергия и будущее цивилизации» (Томск, 2004); Научно-техническом форуме с международным участием «Высокие технологии -2004» (Ижевск, 2004); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации. НТИ-2004», НГТУ, (Новосибирск, 2004); научно-технических семинарах кафедры «Электрический транспорт» НГТУ (1999 - 2004).

Публикации. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 12 печатных работах, в числе которых 6 статей,

5 докладов на конференциях, 1 патент на полезную модель

В работах 3 и 4 автору принадлежат постановка задачи и сбор данных для анализа, в работах 6 и 7 автор разрабатывал алгоритмы и математические модели, в работах 8, 9 и 10 автор непосредственно подготавливал и проводил экспериментальную часть исследований, в работе 12 - принимал участие в синтезе схемы выпрямителя повышенной надежности и выполнял сравнительный расчет надежности схемных решений

Структура и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 167 наименований и шести приложений Общий объем диссертации 248 страниц машинописного текста, в том числе 224 страниц основного текста, 63 рисунка, 23 таблицы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражено современное состояние проблемы, актуальность темы, сформулированы цели и задачи работы, описаны методы исследований Приведены основные положения, выносимые на защиту, изложены сведения о научной новизне и практической значимости, реализации и апробации работы

В первой главе проведены анализ существующих методов обслуживания, путей их совершенствования и разработка новых методов (ТО и Р) С этой целью выполнено функциональное описание оборудования как сложного многоуровневого электротехнического комплекса, предложена блочно-функциональная декомпозиция ЭО по вертикали и горизонтали, которая позволила определить механические, электрические и конструктивные связи между подсистемами На основе анализа электротехнического комплекса троллейбуса сделан вывод о том, что, новые эффективные методы обслуживания возможны только с использованием средств диагностики Предложена система ремонта по потребности (уровню технического состояния), как наиболее ресурсосберегающая и перспективная Проанализированы существующие математические методы определения периодичности и оптимизации системы

ТО и Р Установлено, что доля простоев троллейбусов из-за неисправностей ЭО весьма высока На рис 1 приведены усредненные зависимости числа случаев отказов N в течение года, построенные по результатам обработки статистического материала троллейбусных депо г Новосибирска за период с 1993 по 2003 годы Отказы ЭО троллейбуса составляют до 45% от отказов всего оборудования подвижных единиц троллейбуса

Было установлено, что большая часть отказов механического обору-

123456789 Юмесяц

Рис 1 Распределение отказов оборудования 1 - ЭО и механического, 2 - только ЭО

дования является прямым следствием неправильной работы ЭО троллейбуса и квалифицируется как отказ механического оборудования лишь в связи с преобладанием серьезности механического повреждения над отказом ЭО. Так, неправильная коммутация в цепи управления приводит к толчкам в трансмиссии, износу подшипников и отказу силовой передачи. При этом выявлено, что обратный путь, когда механическая неисправность способствует развитию неисправности ЭО, имеет место крайне редко. Показано, что используемые на электрическом транспорте методы определения периодичности и оптимизации системы ремонтов имеют тот существенный недостаток, что многие величины, участвующие в расчетах, предполагаются детерминированными, тогда как в реальных условиях они являются случайными, распределенными по тому или иному закону, то есть носят стохастический характер. На основе анализа существующих методов и технических средств диагностирования было выполнено группирование по способам и типам оборудования, что позволило синтезировать диагностическую линию для контроля состояния ЭО и определить последовательность контрольных операций.

Для оптимального диагностирования и прогнозирования технического состояния ЭО был разработан алгоритм диагностирования. После внедрения новой схемы контрольных операций число отказов ЭО сократилось на 7.5 %, что позволило снизить денежные затраты по обслуживанию троллейбуса на 5 %.

Во второй главе приведены результаты обработки статистической информации об отказах основного ЭО троллейбусов с релейно-контакторной и тиристорно-импульсной системами управления, собранной с помощью разработанной автором информационной системы (ИС). Установлено, что наиболее повреждаемыми являются тяговый электродвигатель (ТЭД), пусковые и шун-товые реостаты, изоляция проводов, вспомогательный двигатель привода двери, аккумулятор, реле-регулятор, мотор-компрессор. Так, в коллекторно-щеточном узле наиболее интенсивно происходит износ пары трения - электрощётки и пластины коллектора. Экспериментальным путем было установлено, что скорость износа, например, коллекторных пластин составляет

показал анализ статистической информации, на

долю отказов источников питания низковольтных цепей в общем числе отказов ЭО приходится до 25 %. Их них генератор - 30 %, изоляция проводов - 20 %, аккумулятор - 33 %, реле-регулятор - 17 %. Потеря работоспособности ЭО является следствием постепенного изменения их параметров, что позволяет осуществлять предупредительные технические воздействия с целью улучшения или восстановления изменяющихся параметров. Тиристоры, транзисторы, диоды и резисторы являются невосстанавливаемыми элементами ЭО; по характеру проявления их относят к внезапным, уровень надёжности их по сравнению с электромеханическими элементами выше в раза.

В работе предложены способы и определены признаки и параметры диагностирования ЭО: ТЭД, импульсных систем управления, контакторно-реостатных систем управления, токоприёмников, изоляции высоковольтных

цепей, системы бортового электроснабжения, цепей управления и аккумуляторной батареи. Уточнены известные и предложены новые диагностические признаки и определены их параметры.

В третьей главе выполнена обработка статистической информации об отказах, в ходе которой было определено, что для ЭО троллейбуса после ряда обслуживающих воздействий максимальная плотность отказов наступает при меньшем пробеге, а вероятность безотказной работы может меняться в зависимости от степени износа оборудования. Было также установлено, что вероятность безотказной работы Р(Х) или закон изменения надёжности ЭО зависит от степени износа оборудования и соответствует нормальному закону (кривая 4 на рис. 2) для среднего времени наработки на отказ Тср = 60 суток. Это справедливо для совершенно новых троллейбусов. Надёжность ЭО после малого числа отказов более точно подчиняется законам Рэлея или равномерному и экспоненциальному (кривые 3, 2, 1). Таким образом, можно в дальнейших исследованиях принять надёжность ЭО, находящегося в эксплуатации, считать изменяющейся по экспоненциальному закону . На рис. 2 изложенное иллюстрируется на примере ТЭД.

Предложен метод корректировки межпрофилактического времени для ЭО троллейбуса. Установлено, что реальные усредненные сроки диагностики, регламентированные инструкциями, в большинстве случаев не являются оптимальными и в несколько раз отличаются от сроков, определённых в диссертации. На основе теории надёжности и численных методов решения нелинейных и трансцендентных уравнений определены сроки диагностики в зависимости от интенсивности отказов и заданной вероятности безотказной работы ЭО. Решена также обратная задача по определению текущей надёжности ЭО в зависимости от сроков диагностики и интенсивности отказов. Получено уравнение, позволяющее при средней за год надёжности объекта ЭО определить его индивидуальную интенсивность отказов в заданных условиях эксплуатации

W | ^ XX 1 v-i^N \ — ! i !

1\ ч. v /4

-Н- [ > ! ! 1 SJV /2 ✓ 1

1 I 1 < 1 1 i i - i

0 Тср 120 180 240 Тср,сутки

Рис. 2. Влияние различных законов распределения времени безотказной работы тягового электродвигателя троллейбуса на его функцию надёжности: 1 -экспоненциальный закон распределения; 2 - равномерный закон распределения; 3 - закон распределения Рэлея; 4 -нормальный закон распределения.

Были получены семейства характеристик времени диагностики t^ и 3-х мерная поверхность в координатах (РСр,Т, . На рис. 3 изображены графики

для определения индивидуальных наработок на отказ при заданных параметрах надёжности всей группы и времени восстановления ЭО, соответствующих полному ремонтному циклу. На рис. 4 представлено графическое решение уравнения (1) относительно в виде 3-х мерной поверхности в координатах Pep, т).

Более точно междиагностические периоды можно определять, если в статистике учесть баланс неисправностей и отказов ЭО за оптимальный срок обслуживания ЭО. Для этого выполнен расчёт оптимальных междиагностических периодов и определено оптимальное время диагностирования td onm при использовании экспоненциального закона распределения вероятности возникновения неисправностей и отказов в межпрофилактический период. Вероятность возникновения неисправности вместе с отказом определяется выражением >д

где

О

- плотность вероят-

ности появления неисправ-сутки ности. Вероятность возникновения отказа за межпрофилактический период

равна

По-

скольку общее состояние объекта соответствует единичной вероятности то вероятность того, что до начала следующей профилактики возникнет неисправность, но не возникнет отказ, определяется как разница На

рис. 5 представлены зависимости Р„0((д), ^Ы»

для определения оптимального срока

диагаостирования ЭО при и различном балансе неисправностей и отказов. Функция Рнсо-вместно с образуют

0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 б

Определение оптимального диагностирования ЭО; а - при 10 % отказов; 6 - при 50 % отказов.

функцию надёжности

Было установлено, что в зависимости от числа выявленных на ТО и Р неисправностей меняется оптимальный срок диагностирования узла тт, который зависит от баланса интенсивностей неисправностей и отказов

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

Рис. 6 Оптимальные междиагностические периоды работы электрооборудования троллейбуса ¡Лопт при различном балансе интенсивностей неисправностей л, и отказов ^

¿2 (рис. 6).

Таким образом, имея статистическую информацию по отказам ЭО, можно найти оптимальное значение как межпрофилактического периода, так и срока диагностирования для каждого вида ЭО троллейбуса.

В четвертой главе разработана математическая модель технического состояния электротехнического комплек-

Рис. 7. Реализации

30 ■, 40 50

математической

модели (2)

изменения надёжности различных видов ЭО: 1 -щеток ТЭД; 2 - головки токоприемника; 3 -контакторов ЛК; 4 - контакторов Ш; 5 -серводвигателя; 6 - автоматического выключателя; 7 - импульсной системы управления; 8 -нагревателей салона и освещения; 9 - сигнализации;

10 - аккумуляторной батареи; 11 - контроллера и реверсора; 12 - сопротивления изоляции; 13 -линейных контакторов; 14 - цепи управления; 15 -реле тока; 16 - реле напряжения; 17 - реле-регулятора; 18 - генератора; 19 - мотор-компрессора; 20 - мотор-вентилятора.

са троллейбуса и прогнозирования его работоспособности. В результате анализа существующих методов вероятностно-статистического моделирования предложено моделировать состояние ЭО путём подбора универсальной сглаживающей функции, описывающей изменение надёжности для каждого вида ЭО троллейбуса (в работе рассмотрено 20 видов). В результате регрессионного анализа подобрана универсальная

аналитическая функция {

¥{Ь) = 1-

(¿-л)

+ ¿2

и + е

,(2)

с помощью которой удалось описать опытные данные и получить характеристики безотказной работы для каждого типа электротехнического оборудования троллейбуса (рис. 7). В качестве примера, значения коэффициентов функции (2) и коэффициентов оценки сходимости функции приведены в таблице.

Таблица

Коэффициенты и числовые характеристики сглаживающих функций ЭО троллейбусов

Наименование отказавшего узла Коэффициенты и числовые характеристики

Рк Рхг

щётки тягового электродвигателя -0.06657, 1.16504, 21304.1, 7346.17 0.688 0.701

головка токоприёмника -0.02206, 1.11252, 29665.1, 7601.954 0.547 0.687

- коэффициенты функции (2); - вероятности критери-

ев согласия Колмогорова и Стьюдента соответственно.

Для подбора сглаживающих функций разработаны программные компо-

Рис. 8 Составляющие комплексного метода прогнозирования надежности электротехнического оборудования троллейбуса

ненты: модуль интерполяции гладкой функции методом медиан; модуль полиномиальной интерполяции с выбором степени полинома и разбиением функции на произвольное число точек; модуль интерполяции и экстраполяции для гладкой и негладкой функции методом Лагранжа.

Для оценки и прогнозирования работоспособности ЭО синтезирован комплексный метод определения надёжности с помощью стохастических моделей статистического моделирования и использования диагностических параметров электрооборудования (рис. 8). В основу этого метода впервые положен принцип гомогенности изменения параметров диагностирования. Консервативный метод базируется на вероятностно-статистическом подходе и использует выражение (2) (кривая 1 на рис. 10).

Оперативный метод базируется на результатах диагностики и теории вероятностей. Реализация оперативного метода представлена на рис. 9 на примере ТЭД троллейбуса. В качестве диагностических были выбраны три параметра: сопротивление изоляции двигателя Я, величина биения якоря I, ток якоря тягового электродвигателя 1Я, потребляемый во время пуска. При этом предложено использовать линейные зависимости вероятности безотказной работы от параметров диагностирования. Используя теорему умножения вероятностей,

Рис. 9. Определение вероятности безотказной работы тягового электродвигателя по диагностическим признакам: а - величина сопротивления изоляции, б - величина биения якоря; в - величина тока якоря на четвертой позиции группового реостатного контроллера.

можно определить вероятность р(л) сложного события

.р(А) = Пр(А,).

Исходя из теоремы умножения вероятностей, можно найти точку на графике в координатах Р(Ь). Каждая точка соответствует акту диагностирования и, соответственно, чем больше проводится актов диагностирования, тем больше точек будет располагаться на координатной плоскости. По полученным точкам строится аппроксимирующая кривая 2 на рис. 10. Сравнивая кривые 1 и 2 по их разности Ду можно оценивать качество процесса диагностирования. Величина Л5 характеризует изменение надёжности ЭО за счет внешних случайных воздействий. Метод обладает свойствами самотестирования, так как если корреляция кривых 1 и 2 с увеличением количества параметров диагностирования будет расти, можно говорить о том, что признаки и параметры диагностирования, расширяющие процесс диагностирования ЭО, выбираются верно. В противном случае следует говорить об обратном. Это позволяет косвенно проверять новые предлагаемые диагностические признаки, методы определения их параметров и непосредственно значения (или интервалы изменения) параметров.

В результате выбора стратегии обслуживания ЭО троллейбуса, для практического использования метода определения периодичности ТО по вероятности безотказной работы было предложено рациональным уровнем безотказности любого ЭО считать такую величину Р(£), которая гарантировала бы безотказную работу до очередного вида ТО с учетом фактически достигнутого уровня, оцененного по наработке на отказ и надёжности, а также оптимальных-экономических затрат на ТО и Р. Для троллейбуса и его оборудования нормативы на вероятность безотказной работы в настоящий момент отсутствуют. С целью определения таких нормативов на основе накопленного опыта по анализу количественных и качественных характеристик показателей надёжности в условиях эксплуатации было предложено принять четыре уровня (заштрихованные области на рис. 7), которые следует принимать для определения периодичности ТО.

Задаваясь, таким образом, необходимой вероятностью безотказной работы оборудования с учетом технико-экономических ресурсов депо, можно опре-

Рис. 10. Законы изменения надёжности тягового электродвигателя: 1 - стохастический; 2 - по параметрам диагностирования.

делять сроки ТО и Р по истечении определенного пробега или времени эксплуатации, т.е. составлять индивидуальные графики ТО и Р каждой единицы троллейбуса с индивидуальным набором диагностируемых и обслуживаемых в объёме ТО и Р элементов ЭО.

Объединяя, таким образом, виды электротехнического оборудования в группы с примерно одинаковым остаточным техническим ресурсом P(L), можно формировать рациональные ремонтно-обслуживающие циклы ТО и Р аналогично существующей планово-предупредительной системе ремонта, но с учётом технического состояния узлов, то есть, переходя реально к системе ремонта по потребности.

Для сбора, обработки и хранения диагностической и технико-экономической информации, разработана ИС, позволяющая использовать несколько способов получения информации: посредством скоростного бортового диагностического оборудования, способного периодически обрабатывать и передавать информацию в СПТС посредством стационарных диагностических стендов (диагностических линий), расположенных в депо; путём сбора статистических данных, регистрируемых водителем и обслуживающим персоналом депо. ИС включает в себя математическое программное обеспечение на языках программирования Visual FoxPro, Visual Basic, C++, Origin Pro, которое также было разработано и отлажено. СПТС (рис. 11) включает в себя организацион-

Подсистема выбора решений о воздействиях Г у {г) наст (г)

Нерегулируемые эксплуатационные воздействия (/?(г))

Рис. 11. Структурная схема СПТС электротехнического оборудования троллейбуса

ные, информационные, математические и технические составляющие, обеспечивающие работу системы. Организационное обеспечение СПТС содержит совокупность неавтоматизированных частей системы, а также совокупность правил и предписаний, определяющих порядок организации взаимодействия СПТС с внешними системами и отдельными подсистемами самой СПТС.

Техническое обеспечение состоит из комплекса технических средств, связанных единым технологическим процессом преобразования информации в СПТС. После внедрения СПТС в ряде депо было установлено, что количество отказов ЭО сократилось в среднем с 30% до 11%.

Заключение. Совокупность изложенных в диссертации научных положений связана с решением задач по определению оптимальных сроков диагностирования, выбора параметров диагностирования, оценке надёжности и прогнозирования работоспособности ЭО и совершенствованию системы диагностирования технического состояния ЭО троллейбуса. Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

1. Получено функциональное описание ЭО троллейбуса как сложного многоуровневого электротехнического комплекса; составлена блочно-функциональная декомпозиция ЭО, позволяющая выделять диагностируемые объекты, средства и методы, а также необходимую глубину диагностирования.

2. Предложена методика определения сроков диагностирования ЭО троллейбуса, которая позволяет при существующей системе обслуживания выбирать рациональные сроки диагностирования в зависимости от уровня надёжности и времени наработки на отказ.

3. Разработаны математические модели изменения надёжности ЭО, на основе которых можно определять техническое состояние и сроки эксплуатации электротехнического комплекса троллейбуса.

4. Предложен комплексный метод прогнозирования надёжности, на основе которого можно эффективно оценивать текущее техническое состояние ЭО и прогнозировать его ресурс на перспективу.

5. Разработано устройство прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса, которое позволяет непрерывно вести мониторинг показателей безотказной работы, оценивая текущее техническое состояние ЭО и прогнозировать его работоспособность.

6. Выполненные исследования позволили разработать новые и предложить корректировку действующих инструктивно-нормативных документов, используемых в практической деятельности управления пассажирских перевозок и электротранспортных предприятий городов Новосибирска и Барнаула.

7. Уровень отказов ЭО после внедрения результатов исследований снизился с 30 % до 17 %. В денежном отношении экономия на предприятии составила около 1.5 млн. руб. в год, а окупаемость системы прогнозирования технического состояния составила 1.6 года.

8. На основе разработанной системы прогнозирования технического состояния ЭО троллейбуса и исследований, полученных в теоретической и прак-

тической частях работы, на кафедре «Электрический транспорт» НГТУ в учебный процесс внедрены компьютерные автоматизированные учебные места для

подготовки бакалавров, магистрантов и инженеров направлений 551300 и

654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Малозёмов Б.В. Определение оптимального срока службы изоляции тяговых двигателей // Сб. научн. тр. НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - №3(20).-С.95-99.

2. Малозёмов Б.В. Оптимизация системы технического обслуживания троллейбуса // Сб. научн. тр. НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -№4 (21).-С. 88-92.

3. Кузнецов С.М., Малозёмов Б.В. Влияние параметров системы технического обслуживания и ремонта троллейбуса на её технико-экономическую эффективность // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. научн. тр. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - Вып. 2 -С. 29-35.

4. Малозёмов Б.В., Кузнецов С.М., Калугин М.В. Показатели качества и перспективы развития контроля надёжности электрического оборудования троллейбуса // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. научн. тр. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - Вып. 3 -С 185-189.

5. Малозёмов Б.В. Анализ и повышение надёжности транспортных средств электрического транспорта // Вестник Красноярского государственного технического университета. Красноярск: Изд-во ИГЩ КГТУ, Транспорт, 2004. - Вып. 34. - С. 206 - 217.

6. Малозёмов Б.В., Калугин М.В., Кузнецов С.М. Математическое прогнозирование безотказности транспортных средств городского транспорта // Вестник Красноярского государственного технического университета. Красноярск: Изд-во ИПЦ КГТУ, Транспорт, 2004. - Вып. 34.- С. 217 - 224.

7. Малозёмов Б.В., Кузнецов С.М. Вероятностно-статистическое прогнозирование безотказности электротехнических систем электрического транспорта // «Электроэнергия и будущее цивилизации». Материалы междунар. научно-техн. конф. - Россия, Томск, 2004. - С. 397 - 399.

8. Malozyomov B.V., Kuznetsov S.M. Resources-economy technologies of repair of rolling stock // Abstr.: First Graduate School Inter - University Scientific Conference 'Young Researchers of the XXI Century", April 20, 2000, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, 2000. - P. 66 - 69. (Ресурсосберегающие технологии ремонта подвижного состава).

9. Kuznetsov S.M., Malozyomov B.V. Development of computer system of the collecting and processing of the technical and economic information // Proc: The 4th Korea - Russia Intern. Symp. on Science and Technology (KORUS'2000), June 27 ~ July 1, 2000 at the University ofUlsan, Republic of Korea; Organized

by University of Ulsan. Session IT: Information System and Technologies, 2000. - Part 2. - P. 156 - 160. (Разработка компьютерной системы сбора и обработки технико-экономической информации).

10. Boris Malozyomov, Sergey Kuznetsov. Use ofthree-level information systems at the enterprises of city electric transport // Proc: The 7th Korea-Russian Intern. Symp. on Science and Technology (KORUS '2003), June 28 ~ July 6, 2003 at University of Ulsan, Republic of Korea, 2003.; Organized by University of Ulsan, Session EP: Electio-Power & Electrical Devices. - P. 25 - 29. (Использование трёхуровневых информационных систем на предприятиях городского электрического транспорта).

11. Boris Malozyomov. Watching diagnosing as a function of reliability of electrotechnical systems // Proc: The 8th Korea-Russia Intern. Symp. on Science and Technology KORUS 2004, June 26 - July 3, 2004 at the Tomsk Polytechnic University, Russia; Organized by Tomsk Polytechnic University and University ofUlsan, 2004. - Volume 1. - P. 256 - 260. (Следящее диагностирование как функция надёжности электротехнических систем).

12.. Пат. № 34824 РФ, МПК 7: Н 02М 7/08. Источник постоянного тока / Евдокимов СА, Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Малозёмов Б.В., Мятеж С.В. // Изобретения.- 2003. - № 34.

Подписано в печать 01.2005. Формат 84x60x1/16 Бумага офсетная. Тираж УОс экз. объём Заказ № ^ Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Of. 09—OS, У-/

A

2 2 ФЕБ 2305 ( 11 | * 11

V л' i. » i

т ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ОБСЛУЖИВАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ТРОЛЛЕЙБУСА.

1.1. Анализ электротехнического оборудования на основе блочно-функциональной декомпозиции.

1.2. Существующие системы технического обслуживания и ремонтов троллейбуса.

1.3. Электротехническое оборудование троллейбуса как объект диагностирования.

1.4. Алгоритм диагностирования технического состояния электротехнического оборудования.

1.5. Выводы по главе 1. 2. НАИБОЛЕЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ И СПОСОБЫ

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

2.1. Тяговый электродвигатель.

2.2. Импульсные системы управления.

2.3. Контакторно-реостатные системы управления.

2.4. Токоприемники.

2.5. Изоляция высоковольтных цепей.

2.6. Система бортового электроснабжения и цепи управления.

2.7. Аккумуляторная батарея.

2.8. Выводы по главе 2.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ОСТАТОЧНОГО

РЕСУРСА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

3.1. Анализ влияния срока службы электротехнического оборудования на вероятность безотказной работы.

3.2. Определение сроков диагностирования электротехнического комплекса троллейбуса по наработке на отказ.

И 3.3. Влияние баланса отказов и неисправностей электротехнического оборудования на сроки его диагностирования.

3.4. Оценка контролепригодности электротехнического оборудования.

3.5. Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ТРОЛЛЕЙБУСА.

4.1. Вероятностная математическая модель для оценки состояния электротехнического оборудования.

4.2. Система прогнозирования технического состояния электротехнического оборудования.

4.3. Прогнозирование работоспособности электротехнического оборудования. у 4.4. Оптимизация системы обслуживания электротехнического комплекса по уровню надежности.

4.5. Экономическая эффективность повышения надежности электротехнического комплекса троллейбуса.

4.6. Выводы по главе 4.

Ритмичная и устойчивая работа троллейбуса во многом зависит от надежности установленного на нем оборудования. Надежность функционирования электротехнического оборудования (ЭО) троллейбуса зависит от его технического состояния. В процессе эксплуатации под воздействием внешних факторов и специфических режимов работы техническое состояние оборудования непрерывно ухудшается, снижаются показатели надежности и увеличивается количество отказов.

Надежность механического ЭО транспортных средств была достаточно широко исследована в автомобильной промышленности, авиации, железнодорожном транспорте, сельхозтехнике. В то же время из патентно-информационного поиска следует, что надежность ЭО подвижного состава троллейбуса изучена мало и количество публикаций по этой теме существенно меньше по сравнению с публикациями по другим транспортным средствам.

Опыт эксплуатации современных троллейбусов показывает, что затраты на поддержание (восстановление) надежности в 3 - 6 раз превышают затраты на их создание с определенным уровнем надежности.

На техническое обслуживание и ремонт троллейбуса в настоящее время расходуется до 75 % всех средств транспортных предприятий, затрачиваемых на организацию пассажироперевозок, а затраты на техническое обслуживание и ремонт электротехнического комплекса троллейбуса составляют около 60 % от суммарного объема затрат на обслуживание подвижной единицы.

Учитывая тот факт, что реально эксплуатируемый подвижной состав троллейбуса изношен более чем на 70 %, проблемы обеспечения надежности ЭО в процессе эксплуатации и определение фактического технического состояния и его прогнозирование являются первоочередными задачами.

Необходимый уровень надежности ЭО может поддерживаться только при условии систематического контроля и диагностирования его технического состояния и своевременного проведения ремонтных работ, предотвращающих снижение надежности.

Диагностирование является в настоящее время одним из основных направлений совершенствования системы ремонта ЭО, повышения его надежности в эксплуатации, так как оно способствует предотвращению отказов случайного характера в межремонтные периоды. Применение средств и методов технического диагностирования, позволяющих непрерывно или в дискретные моменты времени проверять состояние входных и выходных параметров троллейбуса, дает возможность ремонтировать его в соответствии с реальным техническим состоянием. Это способствует значительному сокращению количества отказов в период между плановыми ремонтами, увеличению степени использования ресурса сборочных единиц и деталей оборудования, повышению экономичности работы и безопасности движения. При диагностировании, прежде всего, необходимо четко выделить его объекты и, проанализировав их, затем определить признаки и параметры, а также методы и средства диагностирования.

Для более полной оценки технического состояния ЭО необходима выработка комплексного подхода к оценке надёжности и прогнозированию работоспособности ЭО троллейбуса через характеристики безотказности его работы, полученные статистическим путем и с помощью следящего технического диагностирования. Это позволило бы точно определить текущее техническое состояние ЭО, ведя его мониторинг с одной стороны, и прогнозировать изменение технического состояния - с другой, гарантируя с определенной вероятностью, что в межремонтный период не будут возникать отказы ЭО по причине его износа и недостаточной надежности.

Эффективность планово-предупредительной системы ремонтов троллейбусов, реально действующей на предприятиях электрического транспорта в настоящее время, в значительной степени зависит от соответствия установленных межремонтных пробегов подвижного состава реально необходимым, которые, в свою очередь, зависят от ресурсов отдельных агрегатов и узлов оборудования троллейбуса [1].

Планово-предупредительная система ремонтов основана на заранее рег-ламентйрованной периодичности ремонтов с установленными возможными пределами ее изменения для различных видов оборудования. Однако, несмотря на! это, она не учитывает изменений технического состояния оборудования, происходящих в процессе его эксплуатации и модернизации.

Проблема оценки надежности и прогнозирования работоспособности электротехнического комплекса троллейбуса включает в себя решение следующих задач:

- оптимальная организация диагностики и контроля технического состояния ЭО;

- оценка и прогнозирование надежности ЭО при его эксплуатации;

- оптимизация сроков, определение объема и выбор рациональной стратегии и планирование проведения технического обслуживания и ремонта ЭО с учетом его технического состояния;

Таким образом, основным принципом новой технологии управления техническим состоянием ЭО является метод технического обслуживания и ремонта ЭО троллейбуса, основанный на индивидуальном наблюдении за реальными изменениями технического состояния оборудования в процессе эксплуатации [4]. Тогда система технического обслуживания и ремонта представляет собой совокупность правил, обеспечивающих заданное управление производственной эксплуатацией ЭО на основе контроля его технического состояния.

В основной программе Министерства транспорта Российской Федерации «Транспортная стратегия Российской Федерации» в этапе развития до 2010 г. указано на необходимость совершенствования технической политики, которая сегодня не способствует обеспечению требуемой безопасности, повышению надежности и потребительских качеств транспортных услуг.

Созданная в 2000 г. при Министерстве транспорта РФ Межведомственная комиссия обязала все электротранспортные предприятия усилить контроль, в том числе и за состоянием ЭО силовых и вспомогательных цепей троллейбуса в связи со старением транспортного парка страны. Поэтому, учитывая острую необходимость в повышении надежности, исследования ЭО троллейбуса представляются актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является совершенствование методов и ¿редств оценки надёжности и прогнозирования работоспособности ЭО троллейбуса для определения периодичности ТО при заданном уровне надёжности в реально изменяющихся условиях эксплуатации; разработка компьютерной диагностической системы прогнозирования технического состояния (СПТС) электротехнического оборудования троллейбуса и методики периодического контроля и прогнозирования работоспособности на её основе, обеспечивающих снижение затрат на техническое обслуживание ЭО

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Систематизация и анализ существующих методов диагностирования и оценки надёжности ЭО.

2. Оптимальная организация процессов диагностирования и контроля технического состояния ЭО. Создание алгоритма диагностирования ЭО.

3. Оценка и прогнозирование надёжности электротехнического комплекса троллейбуса по эксплуатационному показателю (пробегу и времени эксплуатации) и оптимизация сроков проведения технического обслуживания ЭО.

4. Разработка комплексного метода по оценке надёжности и интегральной вероятностно-диагностической системы прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса с использованием стохастических и детерминированных моделей.

5. Проведение экспериментальных исследований для определения эффективности предлагаемых решений, направленных на повышение надёжности и совершенствование ТО.

Объект исследования - электротехническое оборудование, действующее на подвижном составе троллейбуса предприятий электротранспорта городов России и ближнего зарубежья, которое представляет в совокупности сложный электротехнический комплекс.

Предмет исследования - процесс изменения надёжности электротехнического оборудования троллейбуса, эксплуатируемого в реально изменяющихся условиях эксплуатации и установление взаимосвязей между качественными и эксплуатационными показателями его работы.

Методы исследования. В основу теоретических исследований положен математический аппарат с применением методов теории вероятностей и теории надёжности. Использованы аналитические и численные методы решения нелинейных (трансцендентных) уравнений, теории случайных процессов, теории алгоритмов, теории массового обслуживания, методы математического моделирования процессов изменения надёжности ЭО. Для обработки и анализа экспериментальных данных использовались методы математической статистики и планирования эксперимента. Достоверность результатов теоретических исследований проверялась параллельными расчетами различными методами и сравнением их с результатами, полученными экспериментальным путём в ходе практических испытаний электротехнического оборудования в реальных условиях.

Научная значимость и новизна заключается в том, что:

1. Впервые выполнено функциональное описание ЭО как сложного многоуровневого электротехнического комплекса; предложена блочно-функциональная декомпозиция ЭО, позволяющая выбирать необходимую глубину диагностики.

2. Показано, что закон распределения времени безотказной работы ЭО приближается к экспоненциальному закону по мере износа оборудования.

3. Получены зависимости вероятности безотказной работы от времени наработки на отказ при различных сроках диагностирования, которые позволяют уточнять периодичность диагностирования, что особенно важно для традиционных периодических систем обслуживания.

4. Определена единая аналитическая функция, описывающая законы изменения надёжности работы ЭО троллейбуса.

5. Впервые для диагностики ЭО синтезирован метод, основанный на фактах отказов оборудования и на диагностике основных узлов.

На защиту выносятся следующие основные положения: 1. Многоуровневая блочно-функциональная декомпозиция электротехнического комплекса троллейбуса.

2. Методика исследования надёжности ЭО троллейбуса при его эксплуатации в реальных режимах, основанная на использовании теории вероятностей и математической статистики и общие выражения, устанавливающие связи показателей надёжности с параметрами эксплуатации.

3. Комплексный метод определения и прогнозирования технической надёжности электротехнического комплекса троллейбуса.

4. Результаты математического моделирования процессов изменения надёжности ЭО при его эксплуатации.

5. Интегральная вероятностно-диагностическая система прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 167 наименований и шести приложений. Общий объём диссертации 248 страниц машинописного текста, в том числе 224 страницы основного текста, 63 рисунка, 23 таблицы.

4.6. Выводы по главе 4

1. В результате статистического анализа определена степень повреждаемости элементов электротехнического оборудования, которая является важным параметром оценки надежности электротехнического комплекса троллейбуса.

2. В качестве числовой характеристики статистических рядов отказов электротехнического оборудования предложено использовать математическое ожидание пробега и оценивать относительную характеристику безотказности электротехнического оборудования, как основное слагаемое его надежности.

3. Относительную характеристику безотказности электротехнического оборудования предложено определять через показатель, который характеризует количество отказов оборудования на единицу пробега, то есть через поток отказов.

4. В результате анализа существующих методов моделирования состояния электрооборудования, на основании метода максимального правдоподобия, предложен метод моделирования, основанный на подборе универсальной выравнивающей функции для каждого из 20 видов ЭО электротехнического комплекса троллейбуса.

5. Для подбора сглаживающих функций синтезированы программные аналитические компоненты: модуль интерполяции гладкой функции методом трапеций; модуль полиномиальной интерполяции с выбором степени полинома и разбиением функции на произвольное число точек для произвольной функции; модуль интерполяции и экстраполяции для гладкой и негладкой функции методом Лагранжа.

6. Для сбора, обработки и хранения диагностической и технико-экономической информации, разработана информационная среда, содержащая технологию, позволяющую использовать несколько способов получения информации: получаемую посредством скоростного бортового диагностического оборудования, способного обрабатывать и передавать информацию в СПТС в режиме реального времени или с минимальной задержкой; информацию со стационарных диагностических стендов (диагностических линий), расположенных в депо; статистическую информацию, регистрируемую водителем и обслуживающим персоналом депо. Информационная среда предприятия электрического транспорта включает в себя математическое программное обеспечение на языках программирования Visual Foxpro, Visual Basic, С++, Oracle, которое также было разработано и отлажено.

7. Создана автоматизированная система контроля технического состояния (АСКТС) электрооборудования, являющаяся диагностической частью СПТС. АСКТС представляет собой взаимосвязанный комплекс технических и программных средств с необходимым набором датчиков и устройств, связанных с ЭВМ. Программное обеспечение реализовано на основе современных SCADA - систем {Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных), которые обеспечивают живучесть АСКТС при работе в режиме реального времени.

8. В рамках разработанной СПТС впервые предложена трехуровневая архитектура программных и аппаратных средств информационной среды и ее реализация в технологии Intranet, Internet. Разработана архитектура и иерархия сетевых вычислений с использованием программного обеспечения корпораций Oracle и Microsoft. Необходимость перехода от двухуровневой, ставшей уже классической, архитектуры «клиент-сервер» к трехуровневой системе прежде всего обусловлена стремлением снизить стоимость затрат на информационную систему, которая складывается из стоимости оборудования, программного обеспечения и затрат на эксплуатацию. Определена структура эффективного прогнозирования. 9. Внедрена в эксплуатацию на транспортных предприятиях г. Новосибирска интегральная вероятностно-диагностическая система мониторинга и прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса и методики непрерывного контроля и прогнозирования работоспособности оборудования на ее основе.

10. В результате исследований был синтезирован комплексный метод оценки и прогнозирования работоспособности, в основу которого впервые положен принцип гомогенности изменения параметров диагностирования. Метод состоит из двух составляющих - консервативной и оперативной. Консервативная - определение надежности с помощью стохастических моделей статистического моделирования (по фактам отказа оборудования). Оперативная — определение надежности оборудования с использованием диагностических параметров оборудования.

11. Предложены нормативы на вероятность безотказной работы электротехнического оборудования, которые до настоящего времени отсутствовали. Проведена оптимизация системы обслуживания электротехнического оборудования троллейбуса на основе системы прогнозирования технического состояния (СПТС) по уровню надежности оборудования.

12. Разработан метод экономической оценки повышения надежности электротехнического комплекса троллейбуса, позволяющий учесть затраты на создание и эксплуатацию электрооборудования, а также позволяющий оценить эффективность внедрения в эксплуатацию СПТС, что срок окупаемости которой составил 1.6 лет.

13. В результате анализа собранной статистики по отказам электрооборудования троллейбуса после частичного внедрения СПТС было выявлено, что их количество сократилось в среднем с 30% до 17%. Таким образом, общее количество отказов и неисправностей сократилось почти в 2 раза.

207

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании анализа современного состояния и перспектив развития городского электротранспорта и троллейбуса в частности, а также задач повышения надежности и прогнозирования работоспособности электротехнического комплекса троллейбуса, обоснована актуальность темы и сформулирована цель работы - оценка надежности и прогнозирование работоспособности электрооборудования троллейбуса посредством создания новых и совершенствования существующих методов и средств определения и прогнозирования надежности с использованием диагностических признаков и параметров электротехнического оборудования, теории надежности и теории массового обслуживания.

Для достижения поставленной цели проведены теоретические и экспериментальные исследования, разработаны и обоснованы методы, алгоритмы и технические средства диагностирования, определения технического ресурса и прогнозирования технического состояния электротехнического оборудования троллейбуса. Совокупность изложенных в диссертации научных положений связана с решением задач по определению оптимальных сроков диагностирования, выбора параметров диагностирования, оценке надежности и прогнозирования работоспособности электротехнических систем троллейбуса и совершенствованию системы диагностирования технического состояния электротехнических систем троллейбуса.

Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

1. Получено функциональное описание ЭО троллейбуса как сложного многоуровневого электротехнического комплекса; составлена блочно-функциональная декомпозиция ЭО, позволяющая выделять диагностируемые объекты, средства и методы, а также необходимую глубину диагностирования.

2. Установлено, что отказы электрооборудования составляют до 45% от отказов троллейбуса, помимо того, большая часть отказов механического оборудования является прямым следствием неправильной работы электротехнических систем троллейбуса и квалифицируется как отказ механического оборудования: Лишь в связи с преобладанием серьезности механической поломки над отказом электрооборудования, причем обратный путь, когда механическая неисправность способствует развитию неисправности электрооборудования имеет место крайне редко.

3. Предложена методика определения сроков диагностирования ЭО троллейбуса, которая позволяет при существующей системе обслуживания выбирать рациональные сроки диагностирования в зависимости от уровня надежности и времени наработки на отказ.

4. Разработаны математические модели изменения надёжности ЭО, на основе которых можно определять техническое состояние и сроки эксплуатации электротехнического комплекса троллейбуса.

5. Предложен комплексный метод прогнозирования надёжности, на основе которого можно эффективно оценивать текущее техническое состояние ЭО и прогнозировать его ресурс на перспективу.

6. Разработано устройство прогнозирования технического состояния электротехнического комплекса троллейбуса, которое позволяет непрерывно вести мониторинг показателей безотказной работы, оценивая текущее техническое состояние ЭО и прогнозировать его работоспособность.

7. Выполненные исследования позволили разработать новые и предложить корректировку действующих инструктивно-нормативных документов, используемых в практической деятельности управления пассажирских перевозок и электротранспортных предприятий городов Новосибирска и Барнаула.

8. Уровень отказов ЭО после внедрения результатов исследований снизился с 30 % до 17 %. В денежном отношении экономия на предприятии составила около 1.5 млн. руб. в год, а окупаемость системы прогнозирования технического состояния составила 1.6 года.

9. На основе разработанной системы прогнозирования технического состояния ЭО троллейбуса и исследований, полученных в теоретической и практической частях работы, на кафедре «Электрический транспорт» НГТУ в учебный процесс внедрены компьютерные автоматизированные учебные места для подготовки бакалавров, магистрантов и инженеров направлений 551300 и 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

1. С. А. Тархов. Городской пассажирский транспорт Москвы. Краткий исторический очерк к 125-летию возникновения. М., 1997. — 286 с.

2. Городской транспорт Москвы. / С. А. Тархов // Энергия. Президиум РАН -М.: 1997. -№ 11.-С. 28-35.

3. Ефремов И.С., Гущо-Малков Б.П. Теория и расчет механического оборудования подвижного состава городского электрического транспорта. -М., 1972.-480 с.

4. Малозёмов Б.В. Энергосберегающие технологии технического обслуживания электрического транспорта // «Электроэнергия и будущее цивилизации». Материалы междунар. научно-техн. конф. — Россия, Томск, 2004. -С. 391 -393.

5. Шелепов М.В. Разработка средств технического диагностирования оборудования трамвайных вагонов. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1988. - 20 с.

6. Страхов A.A. Вопросы технико-экономического обоснования системы продления срока эксплуатации подвижного состава городского транспорта // Вестник ГЭТ России. 2001. - № 3. - С. 24-25.

7. Халфин М.А. Определение межремонтных сроков службы машин в сельском хозяйстве, М., «Колос», 1969. 184 с.

8. Михлин В.М., Сельцер A.M., Маренич А.Я. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин. М.: Колос, 1972. - 216 с.

9. Кирса В.И. Прогнозирование технического состояния машин. Киев: Урожай, 1978.-72 с.

10. Кузнецов Е.С. Методы управления периодичности технического обслуживания машин и механизмов на примере подвижного состава автомобильного транспорта. НИИМАШ, серия С-П, вып. 6, М., 1966. С. 14 - 22.

11. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного составу автомобильного транспорта. — М.: Транспорт, 1984. 182 с.13.- Технология ремонта автомобилей / Под ред. Дехтеринского Л. В. -М.: Транспорт, 1978. 249 с.

12. Говорущенко Н. Я. Основы теории эксплуатации автомобилей. К.: Вища школа, 1981.- 196 с.

13. Головатый А.Т., Лебедев Ю.А. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов за рубежом. М.: Транспорт, 1978. 156 с.

14. Надежность локомотивов / Павлович Е. С., Рябков А. Е., Серегин А. А., Четвергов В. А. Омск, ред.-йзд. отд. ОмИИТ, 1970. 91 с.

15. Пушкарев И.Ф., Пахомов Э.А. Контроль и оценка технического состояния тепловозов. -М.: Транспорт, 1985. 160 с.

16. Рахматулин М.Д. Методика определения сроков межремонтной работы тепловозов. -Тр. МИИТ, вып. 130, 1960, С. 147 169.

17. Колпачков В.И., Ящура А.И. Производственная эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования (Справочник). — М.: Энергосервис, 1999. 439 с.

18. Концепция совершенствования системы технического обслуживания и ремонта энергоблоков тепловых электростанций. Обоснование. Критерии. Теория. Стратегия. Экономика. -М.: АО "ЦКБ ЭНЕРГОРЕМОНТ", 1996. 128 с.

19. Савельев В.А. Проблемы и пути повышения надежности электротехнического оборудования // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики / Иван. гос. энерг. ин-т. Иваново, 1992. — Вып. 39.-С. 140-172.

20. Таран В.П. Диагностирование электрооборудования. Киев: Техника, 1983. - 200 с.

21. Савельев В.А. Диагностика состояния электротехнического оборудования. Методы и средства // Надежность электроэнергетических систем: Первыйроссийско-германский семинар докл. по вопросам энергоснабжения. Аахен, 1993. Ч. 2.-С. 25-39.

22. Скляров В.Ф., Гуляев P.A. Диагностическое обеспечение энергетического производства. Киев: Техника, 1985. - 184 с.

23. Таджибаев А.И. Теория и практика распознавания анормальных состояний электрооборудования. — СПб.: ПЭИпк, 1995 60 с.

24. Руденко Ю.Н., Ушаков И.А. Надежность систем энергетики. — 2-е изд.— Новосибирск: Наука, 1989. 328 с.

25. Воробьев В.Г., Козлов Ю. В. Прогнозирование технического состояния изделий авиационной техники., М.: МИИГА, 1977. 108 с.

26. Гаскаров Д.В., Голинкевич Т.А., Мозгалевский А. В. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1974.-224 с.

27. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники. / П. И. Беда, Ю. А. Глазков, С. П. Лунько и др., М.: Воениздат, 1978. 228 с.

28. Бабук В.А. Надежность космических аппаратов / Конспект лекций по курсу «Общая надежность» // Кафедра «Космические аппараты и двигатели» Специальность: 0724. Санкт-Петербург, 1999. 122 с.

29. Малышев Г. А. Теория авторемонтного производства. М.: Транспорт, 1977.-289 с.

30. Щербина Г.В., Гуляев В.Г., Александров И.Б. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта подвижного состава городского электрического транспорта. ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР. Сер. «Городской электротранспорт» вып. 3, 1985. — 265 с.

31. Кобозев В.М. Эксплуатация и ремонт подвижного состава городского электрического транспорта. Учебник для вузов. М.: Высш. школа, 1982. — 328 с.

32. Смирнов H.H. Вопросы ремонтопригодности машин. — М.: Знание, 1970. -83 с.

33. Кузнецов Е.С. Методы определения периодичности технического обслуживания и целесообразности проведения принудительного ремонта. Автомобильная промышленность, 1965, № 6, С. 6 - 8.

34. Проников A.C. Повышение долговечности станочного парка. М.: Высшая школа, 1971.- 155 с.

35. Проников A.C. Износ и долговечность станков. М.: Машгиз, 1961. 168 с.

36. Беляев В.А., Кабелин Н.Г. Анализ системы и организации ремонта электровозов и тепловозов. Труды ВНИИЖТа, вып. 155, М.: Трансэлектроиздат, 1958.- 124 с.

37. Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных пред при-ятий / Под ред. проф. М.О. Якобсона. М.: Машиностроение, 1969. 479 с.

38. Рахматулин М.Д. К вопросу установления периодичности и сроков ремонта тепловозов. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1961. 18 с.

39. Головатый А.Г. Возможность дальнейшего увеличения межремонтных пробегов локомотивов. «Железнодорожный транспорт", 1972, № 7, с. 6 8.

40. Проников A.C. Основы надежности и долговечности машин. М.: Изд-во Комитета стандартов, 1969. 275 с.

41. Павлович Е.С., Серегин A.A., Четвергов В.А. Принципы оптимизации межремонтных сроков службы деталей и узлов тепловозов. Труды ОМИИТа, 1969, вып. 100, С. 32-43.

42. Исаев И.П. Надежность локомотивов (лекция). М., Ред-изд, совет МИИТ, 1968.-50 с.

43. Исаев И.П., Журавлев С.Н., Седов В.И. Разработка оптимальной системы ремонта локомотивов. Железнодорожный транспорт, 1970, № 10, с. 40 — 44.

44. Исаев И.П. Применение теории вероятностей и математической статистикив электровозостроении и электрической тяге. Труды МИИТа, вып. 207. М.: •Транспорт, 1967. - 159 с.

45. Анализ системы в реорганизации ремонта электровозов и тепловозов/ Беляев В.А., Кабенин Н.Г., Коновалов В.П. и др. Науч.тр / ВНИИЖТ, М.: Транс-желдориздат, 1958. 207 с.

46. Эксплуатационная надежность тепловозов. (Труды ВНИИЖТ; Вып. 316). / Под ред. д-ра техн. наук H.A. Фуфрянского. М.: Транспорт, 1966. 208 с.

47. Малозёмов H.A., Шапошников В.А. Резервы тепловозной тяги. Электр, и тепл. тяга, 1967, № 2, с. 34 - 38.

48. Павлович Е. С., Серегин А. А., Четвергов В. А. Определение оптимальных пробегов тепловозов между ремонтами. Тр. ОмИИТ, 1968, вып. 87, ч. 1, -102 с.

49. Шейнин A.M. Методы оптимизация технического обслуживания машин.

50. Труды МАДИ, М., 1977, вып. 118. 112 с.

51. Павлович Е.С., Серегин A.A., Четвергов В.А. Определение оптимальных пробегов тепловозов между ремонтами. Труды ОМИИТа, 1968, вып. 87. 148 с.

52. Григорьев П.Н., Волков Н.И. Расчет оптимальных режимов плановых осмотров и ремонтов машин и систем. НИИМАШ, серия С-П, вып. 6, М., 1966. -86 с.

53. Елифанов АД. Надежность автоматических систем. М.: Машиностроение, 1964.-346 с.

54. Сурков A.B., Белов Б.И. Технико-экономические обоснования оптимальной надежности ЭЦВМ, НИИМАШ, серия С-П, вып. 4, М., 1968. 112 с.

55. Кузнецов Е.С. Режимы технического обслуживания автомобилей. — М.: Ав-то-трансиздат, 1963. — 165 с.

56. Бабич В.П. Важный резерв снижения затрат на ремонт кузнечно-прессового оборудования. НИИМАШ, серия С-П, вып. 8, М., 1966. 94 с.

57. ГОСТ 27.002 89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.

58. ГОСТ 27.004-90. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения.

59. Крамаренко Г.В. Техническое обслуживание автомобилей. М.: Транспорт, 1968.-268 с.

60. Несвитский Я.И. Надежность автомобиля. М.: Транспорт, 1966. - 226 с.

61. Кузнецов Е.С. Техническое обслуживание и надежность автомобилей. — М.: Транспорт, 1972. — 365 с.

62. Кузнецов Е.С. Исследование эксплуатационной надежности автомобилей. — М.: Транспорт, 1982. 315 с.

63. Шейнин A.M. Эксплуатационная надежность автомобилей. — М.: МАДИ, 1973.-256 с.

64. Шейнин A.M. Методы определения и поддержания надежности автомобилей в эксплуатации. М.: Транспорт, 1986. - 284 с.

65. Шейнин A.M. Основные принципы управления надежностью машин в эксплуатации. -М.: Знание, 1977. 198 с.

66. Основы технической диагностики / В.В. Карибский, П.П. Пархоменко, Е.С. Согомонян и др.; под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергия, 1976. - 462 е.,

67. Технические средства диагностирования: Справочник / В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.

68. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства) / Под ред. П.П.Пархоменко. — М.: Энергия, 1981.-320 с.

69. Четвергов В.А. Теоретические вопросы анализа и оптимизации надежности и системы ремонта тепловозов. / Реферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Омск, 1975. 24 с.

70. Четвергов В.А. Основы оптимизации надежности и параметров системы ремонтного обслуживания тепловозов. / Труды ОМИИТ, т. 132, вып. 2, 1972. — С. 112-123.

71. Четвергов В.А. О распределении рабочих параметров тепловозных дизелейв эксплуатации. / Труды ОМИИТ, т. 132, вып. 2, 1972. -С. 96- 108.

72. Галкин В.Г., Парамзин В.П., Четвергов В.А. Надежность тягового подвижного состава. / Учебн. пособие для вузов ж.-д. трансп. — М.: Транспорт, 1981 ^ 184 с.

73. Сагайдачных Г.М. Вопросы эксплуатационной надежности авиационной техники. М.: ВВИА им. Жуковского, 1961. - 245 с.

74. Труды ЦИАМ им. П.И. Баранова. 1960 1965. - М.: ВВИА им. Жуковского, 1968.- 178 с.

75. Сухариков В.Н. Методика определения, периода проведения и объема регламентных работ на самолетах ГВФ. / Сборник. Вопросы технической эксплуатации летательных аппаратов и экономики ГВФ, вып. 1, КИГВФ, 1964. — С. 112-128.

76. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

77. Шелепов М.А., Бирюков В.В., Кузнецов С.М. Устройство контроля пневматического оборудования: Инф. листок / ЦНТИ. Новосибирск, 1982. - 112 с.

78. Кузнецов С.М., Малозёмов Б.В. Анализ надежности технических устройств // Сборник научных трудов "Совершенствование технических средств электрического транспорта". Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. - С. 36 - 42.

79. Мозгалевский А. В., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975. -206 с.

80. Маркин В.В., Миронов В.Н., Обухов С.Г. Техническая диагностика встроенных преобразователей. -М.:, 1985. 152 с.

81. Поляков B.C. Применение тепловизионных приемников для выявления дефектов высоковольтного оборудования Л.: ЛИПКЭн, 1990. - 59 с.

82. Каллакот P.A. Диагностирование электромеханического оборудования: Пер. с англ. СПб.: ПЭИпк, 1995. - 296 с.

83. Веклич В.Ф. Повышение эффективности эксплуатации электрического транспорта применением средств диагностирования и управления по системе многих единиц. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. — М.; 1990. 28 с.

84. Щуров Н.И., Сопов В.И. Калугин М.В., Никулин М.Ю., Храмченко В.А. Исследования процессов в субподсистеме электрического транспорта // Совершенствование технических средств электрического транспорта. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - Вып. 2. - С. 36-50.

85. Колегаев Р.Н. Экономическая оценка качества и оптимизация системы ремонта машин. М.: Наука, 1980. - 256 с.

86. Аршинов С.А. Исследование и разработка устройств диагностики электрического оборудования троллейбусов. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.; 1984. - 20 с.

87. Сергеев А.Г. Точность и достоверность диагностики автомобиля. М., 1980. - 188 с.

88. Губенко М.Л. Контроль технического состояния и поиск неисправностей электрооборудования троллейбусов. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1981. 22 с.

89. Hatfield М. User experience of a computer based watch keeping and control system: Institute of Marine Engineers/ Nautical Institute Joint Automation Conference. France, 1999. - 243 p.

90. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование. М.: Энергоатомиздат, 1985.439 с.

91. Пархоменко П.П. Модели объектов, методы и алгоритмы диагностики. М.: Энергия, 1976. - 464 с.

92. Мозгалевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика (Непрерывные объекты). М.: Высш. шк., 1975. - 207 с.

93. Осипов О.И., Усынин Ю.С. Техническая диагностика автоматизированных электроприводов. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 с.

94. Малозёмов Б.В. Анализ и повышение надёжности транспортных средств электрического транспорта // Вестник Красноярского государственного технического университета. Красноярск: Изд-во ИПЦ КГТУ, Транспорт, 2004. -Вып. 34.-С. 206-217.

95. Бородин А.П., Захаров П.И. Автоматизация контроля качества изоляции силовой цепи электровоза с помощью ПУМА-Э // Сб. научн. тр. / ВЗИИТ. -1985.-Вып. 79.-69-78 с.

96. Хольм Р. Электрические контакты. М.: Иногиз, 1981. 464 с.

97. Правила технической эксплуатации троллейбусов. М.: Транспорт, 1995. -198 с.

98. ГОСТ 27905.3 88. Системы электрической изоляции. Методы многофакторных функциональных испытаний. Введ. 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1989.-77 с.

99. Богородицкий И.П. Теория диэлектриков. -М.: Энергия, 1965. 154 с.

100. Койков С.Н. Цикин А. Н. Электрическое старение твердых диэлектриков. -Л.: Энергия, 1968. 186 с.

101. A.c. 699600 СССР. Устройство для контроля изоляции в сетях до 1000В сизолированной нейтралью / А.Н. Шаткин. № 2079132/24-32; Заявл. ' ,25.11.74; Опубл. 25.11.79, Бюл. № 43. - 4 с.

102. A.c. 1352413 СССР. Способ определения свойств изоляции электроустановки / А.Г. Машкин, Ю.Г. Бацежев. № 3963083/24-21; Заявл. 14.10.85; Опубл. 15.11.87, Бюл. № 42. -4 с.

103. A.c. 1458839 СССР. Способ определения свойств изоляции электроустановок / А.Г. Машкин, Ю.В. Машкина. № 4273506/24-21; Заявл. 24.04.87; Опубл. 15.02.89, Бюл. №6.-4 с.

104. A.c. 1476406 СССР. Способ определения свойств изоляции электроустановок/ А.Г. Машкин. -№ 4228885/24-21; Заявл. 13.04.87; Опубл. 30.04.89, Бюл. № 16.-6 с.

105. Шелепов М.А. Устройство для диагностики резисторов в силовой цепи подвижного состава // Наука и техника в городском хозяйстве: Сб.тр. / НИКТИ ГХ. Киев, 1983. - Вып. 54. - С. 59-67.

106. Бирюков В.В. Исследование и разработка преобразователей для электроснабжения стендов диагностики подвижного состава городского электрического транспорта. / Автореферат на соискание ученой степени кандидататехнических наук. М., 1979. - 20 с.

107. Загайнов H.A. Тяговые подстанции городского электрического транспорта. М.: Транспорт, 1985. - 350 с.

108. Томлянович Д.К., Чубуков В.Н. Защита устройств электроснабжения троллейбусов. М.: Транспорт, 1985. 150 с.

109. Пат. № 34040 РФ, МПК 7 : H 02М 7/08. Источник постоянного тока / Евдокимов С.А., Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Малозёмов Б.В., Мятеж C.B. // Изобретения.- 2003. № 32.

110. Малозёмов Б.В. Определение оптимального срока службы изоляции тяговых двигателей // Сб. научн. тр. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -№3 (20).-С. 95-99.

111. Пат. № 34824 РФ, МПК 7 : H 02М 7/08. Источник постоянного тока / Евдокимов С.А., Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Малозёмов Б.В., Мятеж C.B. //1. Изобретения 2003. - № 34.

112. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. - 480 с.

113. Хорошилов В.П., Емец В.И. Обеспечение долговечности и безопасности эксплуатации электрооборудования троллейбусов // Вестник ГЭТ России. -2000.-№6.-С. 24-25.

114. Губенко M.JI. Контроль технического состояния и поиск неисправностей электрооборудования троллейбуса. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.; 1981. - 23 с.

115. Веклич В.Ф. Диагностирование технического состояния троллейбусов. -М.: Транспорт, 1994. 296 с.

116. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн * Г., Корн Т. -М.: Наука, 1984. 831 с.

117. Ronald W. Larsen. Introduction to MathCAD 2001. New-York: Prentice Hall,2001. -562 p.

118. Laurene V. Fausett Numerical Methods Using MathCAD(R). Paris: Science Print, 2003. - 489 p.

119. Плис А.И., Сливина H.A. MathCAD 2000. Математический практикум. -M: Финансы и Статистика, 2000. 656 с.

120. Дьяконов В. П. Mathematica 4 с пакетами расширений. М: Нолидж.2002. 608 с.

121. Richard Gass. Mathematica for scientists and engineers: using mathematica to do science. Washington, 2002 - 528 p.

122. Stephen Wolfram. The Mathematica Book, Fourth Edition. Paris: Science & Life, 2002. - 732 p.

123. B.W. Char, K.O. Geddes, G.H. Gonnet, B.L. Leong, M.B. Monagan, S.M. Watt. First Leaves: A Tutorial Introduction to Maple V. New York: Springer-Verlag,1998.-625 p.

124. Darren Redfern. The Maple Handbook. New York: Springer-Verlag, 2003 -486 p.

125. Дьяконов В. П. Maple 7. СПб: Питер, 2002. - 666 с.

126. Томлянович Д.К., Чубуков В.И. Защита устройств электроснабжения троллейбусов. -М.: Транспорт, 1985. 150 с.

127. Томлянович Д.К., Максимов А. Н. К вопросу электробезопасности пассажиров и персонала на троллейбусном транспорте // Вестник ГЭТ России.1999. -№ 6. -С. 2-12.

128. Захаров С.А. Анализ и оценка мероприятий повышения эффективности и безопасности работы троллейбуса в зимний сезон 1999 2000 гг.// Вестник ГЭТ России. - 2000. - № 3. - С. 9 - 13.

129. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1966. -872 с.

130. Фильчаков П.Ф. Численные и графические методы прикладной математики. Киев.: Наукова думка, 1980. — 798 с.

131. Шишонок Н.А., Репкин В.Ф., Барвинский Л.Л. Основы теории надежностии эксплуатации радиоэлектронной техники. — М.: Советское радио, 1964. -551 с.

132. Давид К. Ллойд, Мирон Липов. Надежность. Организация исследования,методы, математический аппарат. М.: Советское радио, 1964. - 687 с.

133. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 1998. - 576 с.

134. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

135. Кузнецов C.M., Малозёмов Б.В. Компьютерная система прогнозирования технического состояния троллейбуса // Вестник КГТУ. Транспорт. Красноярск: Изд-во КГТУ, 2000. - Вып. 20. - С. 73 - 76.

136. Object Management Group. The Common Object Request Broker: Architecture and Specification, 1995. 438 p.

137. Object Management Group. CORBA services: Common Object Services Specification, 1999. 348 p.

138. R. Ben-Nathan. CORBA A guide to the Common Object Request Broker Architecture. Object Database Management Group. The Object Database Standard: ODMG-98, 1998.-276 p.

139. A. Carmichael, Object Development Methods. SIGS BOOKS, 1994. - 198 p.

140. N. Ganti. The Transition of Legacy Systems to a Distributed Architecture.

141. John Wiley & Sons, 1997. 312 p.

142. JI: Калиниченко. Стандарт систем управления объектными базами данных ODMG-98: краткий обзор и оценка состояния. СУБД, 1, 1996. - С. 126-143.

143. Голубев В.А., Максимов А.Н. Разработка нормативной базы для сертификации троллейбусов // Вестник ГЭТ России. 2001. - № 3. - С. 6-9.

144. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Методы обслуживания и ремонта машин по техническому состоянию. М., 1973. - 56 с.

145. Голубев В.А. Максимов А.Н. Информация по поводу включения требований безопасности троллейбусов в Правила № 36 ЕЭК ООН // Вестник ГЭТ

146. России. 2000. - № 2. - С. 19 - 21.

147. Низский А. В. Контроль надежности электрифицированных транспортных средств и электробезопасность обслуживания их в зонах электромагнитного влияния. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. — М.: 1990.-22 с.

148. Троллейбус пассажирский ЗиУ-682. -М.: Транспорт, 1987 — 208 с. .

149. Руководство по диагностике технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта. -М.: Транспорт, 1996. 216 с.

150. Малозёмов Б.В. Оптимизация системы технического обслуживания троллейбуса // Сб. научн. тр. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - № 4 (21).-С. 88-92.

151. Статистический материал неисправностей депо № 2 г. Новосибирска за 2003 год

152. Статистический материал неисправностей депо № 2 г. Новосибирска за 2003 год

153. Вйд неисправности январь ! февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь 1 ноябрь декабрь

154. Общая 600/ 110 580/ 100 652/ 134 753/ 206 692/ 133 599/ 122 469/ 117 455/ 82 441/ 116 551/ 201 606/ 196 660/ 192

155. Электо-оборудование ■203 194 232 297 287 .279 225 180 214 208 248 245

156. Пневмо-оборудование 117 114 114 52 29 29 17 23 10 19 66 145

157. Механическое оборудование 102 95 113 234 187 121 85 109 77 81 103 100

158. Двери 176 166 180 230 215 176 131 124 123 167 162 160

159. Кузов 15 11 20 32 30 5 12 17 17 19 26 8

160. Автоматический, выключатель 3 2 2/1 3/2 3 1 1 7/1 0 2/1 2/1 3/2

161. Тяговый электродвигатель 7/3 5/2 6/2 18/7 11/4 8/3 4/2 3/1 6/1 3/1 3/1 4/2вд 13/4 11/2 19/8 28/ 15 25/ 10 14/7 12/6 8/2 7/1 12/ 10 12/ 10 10/5

162. Мотор-компрессор 1 0 0 1 2/1 0 0 0 0 0 0 0

163. Генератор 8 7 10/2 8/1 11/3 10/2 3/1 7 6/1 7/2 8/3 6/4

164. Реле регулирования 11 10 6/3 11/7 4/2 6 8/3 6/3 5/2 4/2 12/5 12/4

165. РН, РТ 12 10 12 15 10 14 10 5/1 5/1 6 12/1 6/0

166. Токоприемник 39/5 37/4 41/9 51/ 14 46/6 38/4 39/5 34/5 34/7 26/9 41/ 10 18/5

167. Цепь управления 8 7 5 13/4 6/2 6/1 9/0 17/2 17/3 3/2 5/1 5/1

168. Контактор 53/7 49/4 41/8 46/ 12 49/5 31/9 49/ 15 29/4 46/ 14 37/ 11 41/ 17 55/ 18

169. Пусковые ■и шунто-вые реостаты 2 1 2/2 4/3 7/4 4 3/3 7/4 4/3 4/4 8/8 6/5

170. ЛК-5,4 1 1 2 2 2 4 1/1 1 2 1 2 2/1

171. Ток утечки 4 3 18/ И 12/ 11 0 20/ 11 7/5 2 5/5 11/4 17/ 15 1окончание табл. П. 1.1

172. Вид неисправности январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь 1, . ,. „ л Рч § о и декабрь

173. Контроллер и ре- 13 11 9/1 11/1 18/4 9/1 7/2 9/5 5/2 13/9 3/1 18/7версор

174. Аккумулятор 4/2 3/1 8/1 8/2 8/2 6/2 7 3/1 2 7/2 7 13/8

175. Педали 5/2 4/1 1/1 6 1 3 4/1 4 3 6/3 5/2 1/1

176. Сигнализация 4 3 1 18/ 11 2/1 3 0 3 0 . 2/1 3 3/3

177. Серводвигатель 27/5 25/4 14/1 9/1 16/3 11/4 9 7/1 10/2 28/5 22/6 28/1

178. Печи и освещение 17/3 15/2 5/2 4 5/1 13/2 18/4 4 3 5/3 ■ 12/4 7/3

179. Пропадание элек- 23 20 56 91 56 60 51 32 51 76 93 80троэнергии

180. Статистический материал основных эксплуатационных показателей депо № 2г. Новосибирска за 2003 г.

181. Статистический материал основных эксплуатационных показателей депо № 2г. Новосибирска за 2003 г.

182. Наименование показателя январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь 1- октябрь ноябрь декабрь

183. Выпуск троллейбусов на линию, шт. 91 94 93 95 96 98 97 95 95 94 92 93

184. Эксплуатационная скорость, км/ч 16.8 16.2 16.2 16.3 16.8 16.7 17.1 17.2 17.1 17.2 16.9 16.8

185. Потери машино-часов всего, м/ч 2012 711 915 902 908 932 869 1369 712 825 989 112 3

186. В том числе по техническим причинам, м/ч 971 350 458 611 451 380 354 301 280 292 325 415

187. В том числе по отказам электрооборудования, м/ч 572 198 251 160 251 303 283 587 237 293 365 389

188. В том числе по отказам механического оборудования, м/ч 469 163 206 131 206 249 232 481 195 240 299 319

189. Возвраты с линии всего, случаи 362 188 299 321 257 249 210 255 145 192 212 258

190. В том числе по техническим причинам, случаи 242 152 245 267 187 194 125 150 97 145 159 182продолжение табл. П. 2.1

191. Программный модуль интерполяции гладкой функции методом медиан

192. Программный модуль интерполяции гладкой функции методом медиан

193. X0. = atof(argv[2]); Y[0] = atof(argv[3]);

194. F0. = atof(argv[4]); FRegs[0] = 1; //Registrate first point

195. Xnp. = atof(argv[5]); Y[np] = atof(argv[6]);

196. Fnp. = atof(argv[7]); FRegs[np] = 1 ;//Registrate last point

197. X coordinate crossed pointdouble fnxx(double xl, double yl, double x2, double y2, double ffl, double f£2) {return (ff2 * x2 ffl * xl + yl - y2) / (ff2 - ffl);}

198. Y coordinate crossed pointdouble fnyy(double xl, double yl, double x3, double ffl) {return ffl * (x3 xl) + yl;}

199. Derivation at the crossed pointdouble fnff(double xl, double yl, double x2, double y2) {return (y2 yl) / (x2 - xl);}

200. Программный модуль полиномиальной интерполяции с выбором степени полинома и разбиением функции на произвольное число точек дляпроизвольной функцииD1й:= 101. Номер интервала ш 51. Старшая степень полиномакзЛо*1^ = 210 Количество пар точек

201. Выделяем х и у координаты точек в указанном интервале ( 1 71.tervals :=7 1111 3131 3535 4040 6161 7171 8585 9090 9595 100100 110110 115115 120120 125125 130130 135135 140140 151151 155155 159159 167167 171171 175175 210 }

202. Rx:= submatiixiD,Intervals . ^Intervals . ~, 1,11 *

203. Ry ;= submatiix^D Jntervals^ ^,Intervals^ ^ »2,2'j *

204. Вычисляем коэффициенты полинома Rv := regress(Rx,Ry,m)

205. Верхний коэффициент относится к свободному члену (нулевая степень), а нижний к старшему (старшая степень полинома т) Границы выбранного интервала Rx1 = 1.291. Ry1 = 5.21. Ry,last(Ry)134 = 6.9т

206. Наименьшая ошибка данных: 5.5-10 %-4

207. Наибольшая ошибка данных: 5.010 %- 4

208. Средняя ошибка данных: 2.03-10 %

209. Относительная погрешность аппрок- симации в указанном интервале max(Smax) = 5.96 х 10~б%

210. Максимальная относительная погрешность аппроксимации в указанном интервале test(x) := z 0for fc е 4. m + 4k-4z<-z+x Rv,= 5.2

211. Проверка аппроксимации ГЪ^. = 5.2

212. Определяем интервал точек для построения аппроксимации в указанном интервале7