автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы контроля и диагностирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Р Г Б ОД

^„ 11а правах рукописи.

О 6 ЯНН 1998

К У 3 Ь М Е II К О ОЛЕГ ГЕОРГИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ПЕРЕДАЧИ ОБЩЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.22.08. - Эксплуатация железнодорожного

транспорта /включая системы сигнализации, централизации и блокировки/

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

1 9 9 7 г

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи.

КУЗЬМЕНКО ОЛЕГ ГЕОРГИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ПЕРЕДАЧИ ОБЩЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.22.08.

- Эксплуатация железнодорожного транспорта /включая системы сигнализации, централизации и блокировки/

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

1 9 9 7 г

Работа выполнена в Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения.

Научный руководитель: Заслуженный связист РФ,

доктор технических наук, профессор Дмитренко И. Е.

Научный консультант: кандидат технических наук,

доцент Орешин H.A.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук,

профессор Волков A.A. Кандидат технических наук Астрахан В. И.

Ведущее предприятие: Дистанция сигнализации и связи

Орловско-Курского отделения Московской железной дороги

Защита диссертаций состоится "¿'О" января 1998 г. в 14° час. на заседании диссертационного совета К 114.09.03 при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения по адресу 125808, Москва, ГСП-47. ул. Часовая 22/2 ауд. 337.

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке университета.

Автореферат разослан " 1997 г.

Отзывы'на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес Совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук сЗ^Й-^Терешина О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. В "Основных направлениях развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года" отмечается, что важнейшими направлениями работы железнодорожного транспорта являются переход на наиболее экономичные и прогрессивные технологии, соответствующие требованиям рынка, значительное повышение эффективности производства и приведение технического потенциала отрасли в соответствие с потребностями экономики в перевозках. Реализация названных направлений возможна за счет снижения затрат на технологические процессы и внедрения ресурсосберегающих технологий, что обеспечит значительный рост производительности труда. При этом, особое внимание следует сосредоточить на тех направлениях фундаментальных научных исследований, которые позволят получить существенные практические результаты.

Вышеотмеченное в полной мере относится к хозяйству связи железных дорог, где в настоящее время эксплуатируются более 71% :танций координатного типа, а остальные являются декадно-шаговыми к только единицы представляют станции третьего и четвертого поко-пения. Несмотря на то, что 27% станций общетехнологической связи (ОТС) находятся в эксплуатации более 20 лет. 42% имеют срок эксплуатации от 11 до 20 лет. в связи с практическим прекращением Зюджетного финансирования отраслевой технической базы станции дан-юго типа будут еще длительное время находиться в эксплуатации.

Поэтому совершенствование технической эксплуатации является южной задачей, решение которой обеспечит качественное управление [роцессом перевозок при сокращении эксплуатационных затрат и повы-1ении эффективности функционирования объектов ОТС.

Вопросы качества работы устройств связи тесно связаны с на-

дежностью оборудования системы и способами ее обеспечения, контролем технического состояния и способами технического обслуживания оборудования, ¿ольшое влияние на качество обслуживания потребителей оказывает полнота контроля технического состояния оборудования системой контроля, а также ее конечная надежность. Неполнота контроля. как показывают проведенные исследования, приводит к ситуациям, когда отказавшее оборудование некоторое время находится в состоянии с необнаруженным отказом или неисправностью.

Степень разработанности проблемы. В настоящее время контроль технического состояния устройств железнодорожной общетехнологической связи осуществляется при регламентном техническом обслуживании (РТО). При РТО информацию о техническом состоянии оборудования получают либо с помощью большого набора ручных испытательных приборов, .. либо автоматизированным способом по информации о непрохождениях, сигнала по техническим причинам, определяемой временем задержки маркера или регистра при установлении соединения. Доля отказов, выявляемых существующим автоматизированным методом, составляет менее 30%. Эти отказы характеризуются тем, что среднее время занятия неработоспособного устройства больше среднего времени исправного Г1,,. Отказы же, для которых < и Г"н = а также, приводящие к невозможности занятия устройства (1лн ■ выявлять с помощью автоматизированного метода контроля принципиально невозможно. Такие отказы в настоящее время выявляются час. тично с помощью трудоемких профилактических проверок, частично с помощью автоматизированных контрольных вызовов, также требующих больших трудозатрат на их выявление. Существенным недостатком последнего метода контроля является также то, что обслуживающий персонал получает информацию не об отказах контролируемого устройства, а о непрохождениях соединений, причиной которых в большинстве

случаев являются отказы в устройствах, взаимодействующих с контролируемым, что усложняет поиск отказа. Необходимо также отметить, что устройство автоматического контроля (УАК), фиксирующее непрохождение соединения по техническим причинам, не предусмотрено на станциях типа КРЖ, АТСК-50/200, а на АТСК-100/2000 зачастую отсутствует.

Следовательно, существующие в настоящее время методы контроля и диагностики автоматических систем коммутации существующего парка не удовлетворяют современным требованиям и не позволяют:

- существенно снижать трудоемкость диагностирования:

- обеспечивать высокую достоверность информации о техническом состоянии оборудования объекта контроля;

- использовать алгоритмы технического диагностирования, исключающие возможность вмешательства субъективных факторов;

- накапливать информацию о техническом состоянии оборудования 1 его влияния на качество обслуживания потребителей; ■

- формировать информационное поле для прогнозирования техни-геского состояния оборудования связи;

- внедрять прогрессивные стратегии технического обслуживания >бъекта контроля (ОК);

- повышать оперативность управления технологическими процес-ами, что в свою очередь не обеспечивает требуемых показателей на-,ежности контролируемого объекта;

- повышать производительность, культуру и условия труда.

Таким образом разработка автоматизированной системы контроля

диагностики технического состояния . систем общетехнологической вязи железной дороги является важной научно-технической задачей, аправленной на повышение надежности обьектов контроля, качества 5служивания потребителей, а* также повышения эффективности в орга-

низации процесса управления движением поездов.

В автоматических ■ телефонных станциях координатного типа (АТСК) большой емкости контроль технического состояния оборудования осуществляется по искусственной и реальной нагрузке.

Метод контроля функционирования по искусственной нагрузке предусматривает проверку разговорных трактов АТСК, как при внутренних соединениях, так и при установлении соединения между различными объектами на сети связи и применен в аппаратуре контроля качества связи, предназначенной для оценки качества обслуживания абонентов на сети связи и коммутационных центрах.

В соответствии с методом контроля функционирования по реальной нагрузке в России вводятся в эксплуатацию: система автоматизированного контроля состояния технологического оборудования (АКСТО) для АРМ-20; система автоматизированного контроля технологического оборудования (АКТО) для АМТС-2 и АМТС-3. В системе АКСТО контроль осуществляется встроенными средствами в управляющее оборудование и в устройства регистрации нагрузки. При этом контролируются маркеры, ступени регистрового искания и анализаторы направлений. В системе АКТО состояние каждого прибора отслеживается непрерывно в течении некоторого сеанса одновременно с двух контрольных точек. Обработка информации осуществляется на ЭВМ с распечаткой таблиц для . оператора.

К основным недостаткам систем технической диагностики с использованием приведенного метода можно отнести: получение информации только о постоянно занятых и свободных приборах, отсутствие диагностического контроля приборов разговорного тракта, необходимость использования специализированной ЭВМ, а также применение двух датчиков на каждый контролируемый элемент и отсутствие достаточно разработанного математического аппарата для определения от-

казавшего прибора.

Целью диссертационного работы является повышение эффективности функционирования устройств передачи общетехнологической информации на основе разработки высокоэффективных методик и внедрения автоматизированной системы контроля и диагностирования.

Задачи диссертационных исследований. Для достижения цели исследований в диссертационной работе использованы методы технического диагностирования и на основе анализа функционирования объектов контроля, оценки возможных дефектов, времени занятия неработоспособных приборов, поступающей нагрузки, решены научные задачи, связанные с повышением надежности аппаратуры и определением критерия обслуживания объекта по состоянию.

В соответствии с выше изложенным основными задачами диссертационной работы являются:

- повышение полноты контроля функционирования и диагностирования оборудования;

- автоматизация процесса выявления отказов при любых соотношениях времени занятия исправных и неработоспособных приборов;

- исследование времени и функций распределения времени занятия неработоспособных устройств объекта контроля в зависимости от типа отказа и влияния поведения абонента на время занятия неработоспособного устройства;

- выбор параметров диагностирования в зависимости от функций, зыполняемых обслуживающим прибором;

- разработка математических моделей функционирования объекта сонтроля с целью оценки его работоспособности, в зависимости от зыбранного параметра диагностирования;

- разработка статистических моделей функционирования объекта сонтроля с целью определения- наилучшей методики диагностирования;

- определение параметров контрольно-диагностических средств;

- проведение расчета показателей надежности объекта контроля по предлагаемой методике диагностирования;

- разработка структурной и принципиальной схем построения автоматизированного устройства контроля и диагностики;

- разработка программного обеспечения функционирования системы контроля и диагностирования.

Объектом исследований являются устройства передачи общетехнологической информации на железнодорожном транспорте.

Предметом исследования является статистика соединений, т. е. информация о среднем времени и о числе занятий устройств при наличии отказов, приводящих к изменению среднего времени занятия обслуживающих приборов по сравнению с исправным состоянием.

Методы исследования. При проведении теоретических исследований были использованы основные положения теорий вероятности, телетрафика, надежности и системного анализа. Для разработки технических средств диагностики (ТСД) использовались методы математического моделирования с проверкой полученных результатов методом статистического моделирования и опытной эксплуатацией ТСД на реальных объектах.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработаны методики диагностирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта;

- определены время и функции распределения времени занятия неработоспособных приборов в зависимости от реакции абонента на неисправность;

- разработаны математические и имитационные модели обслуживания потребителей с учетом повторных вызовов с цель» выявления неработоспособных приборов статистическим методом диагностирования

по минимальной нагрузке;

- разработана методика определения технического состояния ОК при априорно невыявленном неработоспособном приборе;

- разработана функциональная структура автоматизированной системы контроля и диагностирования ОК.

Практическая ценность диссертации заключается во всестороннем обосновании и внедрении эффективных средств технического диагностирования объектов ОТС; в разработке их рациональной структуры, алгоритмов работы и программного обеспечения; в повышении эффективности функционирования объектов контроля; разработке и расчете оптимальных сроков проведения технического обслуживания.

Реализация работы. Полученные теоретические результаты контроля и диагностики средств связи, разработка алгоритмов и программного обеспечения, обеспечили создание системы автоматизированного контроля устройств общетехнологической связи.

На защиту выносятся следующие результаты исследования:

- методика оценки состояния обслуживающего прибора в группе однотипных приборов по числу занятий;

- методика оценки состояния индивидуального обслуживающего прибора по времени его занятая;

- методика расчета показателей надежности оборудования объекта контроля;

- методика определения-технического обслуживания ОК по состоянию при априорно невыявленных неработоспособных приборах;

- рекомендации по повышению эффективности функционирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта.

Апробация результатов исследования. Основные положения работы и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на Всерос-

сийской научной конференции "Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения" (Орел, 1997 г.). первой межвузовской научно-методической конференции "Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта" (Москва, РГОТУПС, 1996г.), VIII научно-технической конференции (Москва, АКРФ, 1996г.), научно-технической конференции "Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи" (Орел, ВИПС, 1995 г.). Орловской областной конференция молодых ученых "Проблемы современной науки" (Орел, 1996 г.), на заседаниях кафедры "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" РГОТУПС в 1995-1997 годах. Положения диссертационной работы были использованы в выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, проведенных на Орловско-Курском отделении Московской железной дороги и в ВИПС ("Кольцо-ПС" 1995 г., "Кольцо-2" 1996 г., "Монолит" 1997 г.). По результатам исследования опубликовано 7 научных работ и одно учебно-методическое издание, которые внедрены в учебный процесс. Разработанные ТСД, методики, алгоритмы, программы и предложения были использованы в деятельности практических подразделений МПС, МС и ФАПСИ.

Структура и объем работы определялись целями и задачами исследования. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

Основная часть диссертации содержит 176 страниц машинописного текста, в том числе 9 таблиц и 38 рисунков. Список литературы включает 77 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель, задачи, объект и предмет диссертационного исследования.

показана научная новизна, приводится краткое изложение вопросов исследования.

В первой главе - "Особенности контроля функционирования систем железнодорожной общетехнологической связи" - проведен анализ методов технической эксплуатации устройств общетехнологической связи, методов контроля функционирования объектов ОТС, контролепригодности и диагностируемое™ объектов контроля, особенностей систем технической диагностики объектов контроля.

Показано, что существующая система технической эксплуатации не удовлетворяет современным требованиям ресурсосбережения и экономии материальных затрат для поддержания требуемого качества технологической связи. Это потребовало создания современной автоматизированной системн технической эксплуатации и внедрения статистически-контрольно-корректирующего метода эксплуатации объектов технологической связи, что снижает эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, улучшает показатели надежности оборудования и качество обслуживания потребителей.

Определено, что заложенные возможности для контроля и диагностики оборудования не могут быть реализованы из-за отсутствия соответствующего оборудования. И даже при наличии УАК 70 % от всех отказов выявляются с помощью трудоемких эксплуатационных процессов. В то же время наличие неработоспособных и незаблокированных приборов ведет к ухудшению качества обслуживания потребителей и, как следствие, к потери технологической информации.

Обоснована возможность контролировать шнуровые комплекты, линейные комплекты, регистры по числу или времени занятия.

Доказано, что время 'занятия обслуживающих приборов (ОП), соответственно и число занятий, .зависит от характера неисправности и реакции абонента на неисправность.

, С учетом старения парка аппаратуры и снижения показателей ее надежности, доказана необходимость разработки новых методик диагностирования и на их основе внедрение недорогих и эффективных средств технической диагностики для станций координатного типа малой и средней емкости на современной элементной базе с применением ПЭВМ.

Во второй главе - "Разработка математической и статистической моделей функционирования элементов объекта контроля" произведен анализ времени занятия неработоспособных приборов. Установлено, что время занятия неработоспособного регистра может отличаться от времени занятия исправного, а время занятия неработоспособного шнурового комплекта, как правило, меньше занятия исправного. Граница времени занятия неработоспособного и исправного линейного комплекта определяется временем, необходимым для установления соединения и ожидания абонентом сигналов ответа взаимодействующей станции. В зависимости от функций, выполняемых однотипными приборами и их количества в работе произведен выбор контролируемых параметров. Так, например, для групп регистров и групп шнуровых комплектов таким параметром является число занятий, а для линейных комплектов, которые создают направления из одного-двух каналов (линий), параметром является время занятия прибора.

На основе анализа функционирования объекта контроля разработана методика оценки состояния обслуживающего прибора в группе однотипных приборов по числу занятий.

Данная методика основывается на математической модели обслуживания вызовов группой однотипных приборов, сущность которой заключается в следующем: имеется V полнодоступных приборов, на которые поступает примитивный поток заявок с повторными вызовами от М абонентов с параметром

Хи - а т - 1 - Л) + и. ..... (1)

где а - интенсивность источника в свободном состоянии;

1 - число источников, занятых обслуживанием;

3 - число источников, повторяющих вызовы;

Р - интенсивность'источника, повторяющего вызовы.

Занятие приборов принято упорядоченное со случайной исходной точкой и фиксируется. Время занятия работоспособного прибора Ц отличается от времени "занятия неработоспособного прибора Вероятность занятия неработоспособного прибора (цн=пн/Ю отличается от вероятности занятия работоспособного ^р=прср/Ю и в общем случае является функцией от га, т.е. qн= Ит). где т » Число заня-

тий пн неработоспособного прибора отличается от числа занятий работоспособного прибора пр. При случайном числе X успешных или неуспешных занятий диагностируемого ОП эта величина интерпритируется в вероятностном смысле, как число успехов (занятий данного прибора) в N испытаниях. При независимых испытаниях распределение величины X - биноминальное с параметрами N и ч. При больших N биноминальное распределение апроксимируется нормальным распределением. При величине X, лежащей в доверительном интервале

Прср-Ча /прСр(1 - < X < Прср+иа |/прср(1 - (2)

N N

ОП считаем работоспособным, в противном случае, с учетом ошибки первого рода, он неработоспособен.

В неравенстве (2) величина прср определяется как

/ пр

|/прср(1 - —

I п 1 = 1

Р1

Пп со ~ •

Р V-!

Соотношение (2) позволяет определить неработоспособный ОП с

вероятностями ошибок I и II рода равными нулю при иа=1.65. Однако, при этом имеет место уменьшение чувствительности к оценки неработоспособного прибора с увеличением времени контроля. В этом случае, неработоспособность ОП-ХДт определяется по (4)

/ ПрсрТ + ПрсрДт

ХДх > прСрЛт + иа/(прсрт+прсрЛт)(1 - —2-2-. р р ). (4)

(Прсрт+прсрДт)(У-1)+Х'

/ прср-с + прсрДт

ХДт < ПрсрДт + иа1/(прсрт+прсрДт)(1 - р р р ), (4)

(прсрт+прсрДх)(У-1)+Х

где Ах=106н-1г - интервал времени с момента появления неработоспособного состояния ОП до его выявления;

~ интервал времени с момента диагностирования до появления неработоспособного состояния ОП;

X' = Хт+ХДт.

Для уменьшения времени обнаружения неработоспособного ОП задается величина сброса С. Счетчики числа занятий ОП фиксируют число занятий приборов и при достижении счетчика с минимальным числом занятий величины С+1 начинается сброс счетчиков числа занятий с учетом того, что показание счетчика с минимальным числом занятий было не менее величины сброса С. Среднее число показаний счетчиков занятий ОП с минимальным (максимальным) числом занятий определяется как:

^-Стах

Шп

п'рср = - ■ ( п"рср = - ) • (5)

р р У-1 р р У-1

При невыполнении неравенства (6)

п'рср-иа/п'рср(1~-^-^) < С, < п"рср+иа/"рер(1-П рср ), (6) 1Г гг

ОП признается неработоспособным.

В соотношении (6) значение Л' определяется:

Г.= 1с< (7)

1 = 11

Данная методика обладает высокой разрешающей способностью по выявлению неработоспособного прибора при малых удельных нагрузках на прибор и время выявления неработоспособного прибора, при этом, менее зависит от типа неисправности. При ^^р диагностирование регистров осуществляется по числу занятий реле - фиксаторов.

По данной методике исследованы зависимости: Т06н - Р ( т. С );

Роы - Г ( Хи. ш. С ). (8)

где Рои - оценка вероятности выявления ошибок первого и второго рода по результатам статистического моделирования; Т0бн - время обнаружения неработоспособного прибора.

Результаты статистического моделирования оценки времени обнаружения неработоспособных ОП представлены на рисунках 1 и 2.

Для диагностирования линейных комплектов (ЛК), обеспечивающих направления связи, состоящие из одной-двух линий, предложена методика оценки состояния индивидуального обслуживающего прибора по времени его занятия (1кр)

^кр = Ц + ^С + £ 0> ЭС*

где 1П - время проключения; зс - среднее время ожидания зум-

мерного сигнала абонентом; 1с - время обмена сигналами со взаимодействующей станцией.

При гикр (успешное занятие) показания счетчика уменьшаются на единицу , а при 1акр (неуспешное занятие) увеличиваются на величину штрафа (Ш). При достижении заданного значения П прибор признается неработоспособным.

По данной методике составлены аналитическая и статистическая

ТвбЛчас)

9 ДО ».19 «л «М м ** М М» «,«» М А.» М в."

Рис. 1 Зависимость времени обнаружения неработоспособного регистра при

С = 15 и\/«= 4.

Твб« (час]

о»« т

—<>■ тшши -

■■О'7'ЦИМ

•.....

— «—у-Мо»-»

Рис. 2 Зависимость времени обнаружения неработоспособного ЦЖ. V« 12

программы вероятности выявления неработоспособного ЛК в зависимости от П и Ш при различных вероятностях успешного занятия ЛК и с учетом вероятности потерь в соединении по вине сети связи, вероятности отказа абонента в установлении соединения и других факторов. Определено конечное число отсчетов, при котором показания счетчика сбрасываются в исходное состояние и процесс диагностирования продолжается заново. Данная методика позволяет эффективно выявлять неработоспособный ЛК как при постоянном, так и при перемежающемся отказах за время от нескольких минут до часа.

В третьей главе - "Разработка автоматизированной системы контроля и диагностирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта" на основе анализа и многокритериальной оценки состояния объектов диагностирования, сравнения основных эксплуатационных показателей структур ТСД и организации их взаимодействия с ОК разработаны функциональная и принципиальные схемы, а также алгоритм работы автоматизированного устройства контроля и диагностики (АУКД) с принятием решения на ЦЭВМ.

Структура процедур АУКД позволяет: реализовать съем технологической информации, ее предварительную обработку и выдачу информации оператору об аварийных, предаварийных ситуациях на объекте контроля и о техническом состоянии отдельно взятых ОП, не оказывая влияния на работоспособность ОК; отказаться от применения индивидуальной ЭВМ для контроля и диагностирования; минимизировать время занятия ЦЭВМ и обеспечить заданную удаленность ее от АУКД.

Разработаны алгоритмы работы и программное обеспечение: центральной ЭВМ; АУКД, а также алгоритм и программа статистической обработки данных о числе занятий приборов и времени их занятия.

В четвертой главе - "Расчет экономической эффективности внедрения новых методов контроля и диагностики технического состояния

объектов ОТС" разработана методика расчета показателей надежности оборудования объекта контроля.

При расчете основных показателей надежности оборудования по предложенной методике учтено, что система контроля имеет достаточно высокую надежность; контроль проводится без отключения оборудования на время проверки; время безотказной работы и время восстановления оборудования ОК подчинены экспоненциальному распределению с параметрами, соответственно ш и д; контроль является непрерывным, но.время с момента отказа в оборудовании до его выявления является переменной величиной (С) с нормальной плотностью распределения, то есть Тобн = С.

В этом случае Т0 = 1/ш; Т„ « Тв + С тогда

1 Oí/¡l

Кг = р, = —---- , р2 =

и>/Ц + 1 + шС ш/ц + 1 + шС

шС ш/Ц + шС Рз - --:-г • кп =

(10)

ш/д + 1 + шС + 1 + шС

где р4 - вероятность исправности прибора;

рг - вероятность пребывания неработоспособного прибора в заблокированном состоянии;

Рз - вероятность пребывания неработоспособного прибора в не-заблокированном состоянии.

Данная методика позволяет учесть преимущества внедрения автоматизированной системы контроля и диагностирования (АСКД), в результате чего точность расчета показателей надежности ОК существенно возрастает.

Разработана методика определения технического обслуживания объекта контроля по состоянию. Критерием нормального функционирования станции принято выполнение следующего неравенства:

Яр < Я. (И)

где яр - расчётная вероятность недоступности станционного обслуживания по данным технической диагностики;

я - нормативная вероятность недоступности,заданная для станции.

При невыполнении неравенства (11) необходимо проводить ТО оборудования ОК. При определении величины яр определяются потери, -вносимые неработоспособными и незаблокированными приборами, и оценивается влияние этих потерь на общую недоступность' станционного обслуживания. Средняя недоступность станционного обслуживания = я0 + ян при одном неисправном и незаблокированном приборе в группе вычисляется по (12)

я0 -"^Р^Л^оОи) и ян =^^Р(У1,1)ЯН(У,1) . (12)

где я0 (V, 1) - вероятность занятия всех V незаблокированных приборов в рассматриваемый момент, в том числе при наличии прибора с необнаруженным отказом;

яи(V.1) - вероятность того, что вызов, поступивший на группу из незаблокированных приборов занял прибор с необнаруженным отказом;

Р(У1,1) - вероятность состояния группы из Уо приборов, в числе которых V = V) + 1 незаблокированы, один прибор неисправен и незаблокирован.

Вероятности я0(У,1) и ян(V. 1) рассчитываются по номограмме, а вероятность состояния РС^Л) рассчитывается по формуле (13)

Р(У1,1) = [Уо^УДНУО-^-ППР/1 Рв{,'°",'1"1) Рн. (13)

Величины Р0=Т0/(Т0+ТВ+ТН); РВ=ТВ/(Т0+ТВ+ТК); Рн=Тн/(То+Тв+Тн) вычисляются по (10). Оценка средней недоступности станционного тракта в целом (яр) складывается из оценок средней недоступности отдельных групп приборов участвующих в соединении:

Яр -^¡М» (14)

Данная методика позволяет рассчитать и проверить выполнение неравенства (14) и провести ТО на ОК, априорно до момента выявления неработоспособного прибора.

Определена технико-экономическая эффективность внедрения автоматизированной системы контроля и диагностики, которая достигается за счет:

- сокращения времени неработоспособности элементов аппаратуры;

- сокращения трудозатрат и времени, затрачиваемого на определение технического состояния оборудования ОК;

- повышения качества обслуживания потребителей.

Расчеты, на основе данных полученных в ходе опытной эксплуатации, показали, что внедрение АСКД позволяет: увеличить коэффициент готовности в 1.11 раз, уменьшить коэффициент простоя в 5-11 раз, уменьшить вероятность нахождения прибора в неработоспособном и незаблокированном состоянии в 10-100 раз. Годовой экономический эффект без учета дополнительной прибыли при внедрении АСКД составит до 33 миллионов рублей, а срок окупаемости (без учета ПЭВМ и программного продукта) составляет один месяц.

Разработаны научно-обоснованные рекомендации по повышению эффективности функционирования системы контроля и диагностирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта.

В заключении обобщены полученные в ходе исследования результаты.

В приложении представлены сводные данные, данные о технологической информации, листинги'программ и акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана методика оценки состояния обслуживающего прибора в группе однотипных йриборов по числу занятий, основанная на статистическом методе диагностирования по реальной нагрузке и обладающая высокой разрешающей способностью по выявлению неработоспособного прибора при малых удельных нагрузках на прибор и меньшей зависимостью времени выявления неработоспособного прибора от типа неисправности.

2. Разработана методика оценки состояния индивидуального обслуживающего прибора по времени его занятия, которая позволяет эффективно выявлять неработоспособный ЛК как при постоянном, так и при перемежающемся отказах.

3. Разработана методика расчета показателей надежности оборудования объекта контроля, учитывающая преимущества внедрения предлагаемого ТСД и повышающая точность расчета показателей надежности устройств передачи общетехнологической информации.

4. Разработана методика определения периодичности технического обслуживания объекта контроля, которая позволяет априорно до момента выявления неработоспособного прибора определить время проведения ТО на объекте контроля.

5. Произведен выбор параметров диагностирования в зависимости от функций, выполняемых обслуживающим прибором.

6. Разработаны математические и имитационные модели функционирования ОК для оценки работоспособности его оборудования в зависимости от выбранного параметра и методики диагностирования.

7. Сформулированы основные технические требования и принципы построения автоматизированной системы контроля и диагностирования устройств передачи общетехнологической информации (АСКДУПОЮ. поз-

воляющие: обеспечить взаимодействие АУКД с ЭВМ; реализовать съем технологической информации, ее обработку и выдачу оператору сигналов об аварийных, предаварийных ситуациях на ОК и о техническом состоянии отдельно взятых ОП; отказаться от применения индивидуальной ЭВМ для контроля и диагностирования; минимизировать время занятия ЦЭВМ и обеспечить заданную удаленность ее от АУКД.

8. Разработаны структурная и принципиальная схемы построения автоматизированного устройства контроля и диагностики.

9. Предложен пакет прикладных программ, позволяющий автоматизировать процесс функционирования системы контроля и диагностирования.

10. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по повышению эффективности функционирования устройств передачи общетехнологической информации железнодорожного транспорта при практическом применении АСКДУПОИ.

11. Произведена оценка частных показателей .АСКДУПОИ, а именно: глубина контроля составляет 0.93-0.97; вероятность правильного диагностирования не хуже 0.95, при этом неисправности в невыявлен-ных ОП не влияют на качество обслуживания потребителей; время обнаружения неисправности зависит от поступающей нагрузки и определяется из рисунков 1 и 2.

12. Доказано, что техническая эффективность внедрения АСКДУПОИ связана с сокращением времени восстановления работоспособности оборудования ОТС. Произведенные расчеты, на основе данных полученных в ходе опытной эксплуатации, показали, что внедрение ТСД позволяет: увеличить коэффициент готовности в 1.11 раз, уменьшить коэффициент простоя в 5-11,раз, уменьшить вероятность нахождения прибора в неработоспособном и незаблокированном состоянии'^ 10-100 раз. Годовая экономический эффект, без учета дополнительной прибы-

ли, при внедрении АСКДУПОИ составит до 33 миллионов рублей, а срок окупаемости (без учета ПЭВМ и программного продукта) составляет один месяц.

ОСНОВНЬЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Дмитренко И. Е., Кузьменко О.Г., Сансевич В. К. Особенности измерения и контроля параметров систем автоматической коммутации. // Тез. докл. первой межвузовской научно-методической конференции "Актуальные проблемы -и перспективы развития железнодорожного транспорта." 4.1. М, РГОТУПС, 1996, с. 128-130.

2. Кузьменко О.Г. Контроль технического состояния объекта контроля по числу занятий приборов. // Тез. докл. VIII научно-техническая конференция. М. АКРФ. 1996, с. 137-138.

3. Кузьменко О.Г. Анализ развития систем технической диагностики средств связи. //Орловская областная конференция молодых ученых. Проблемы современной науки. Орел. ОГПУ. 1996. с 121-124.

4. Кузьменко О.Г. Классификация видов.' функций контроля и методов диагностирования автоматических систем коммутации с программным управлением. // Научная конференция "Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи", Ч. 3, Орел, ВИПС. 1996, с 134-137.

5. Кузьменко О.Г., Сансевич В.К. Подходы к реализации стратегии технического обслуживания по состоянию на стационарных объектах. // Тез. докл. научной конференции "Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи", 4.2, Орел, ВИПС, 1996, С. 237-239.

6. Кузьменко О.Г., Власов А.Н. Алгоритм моделирования истинного процесса обслуживания вызовов. // Тез. докл. Всероссийской

научной конференции "Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения", Ч. 2, Орел. ВИПС, 1997, с 107-111.

7. Кузьменко 0.Г., Власов А.Н. Методика диагностирования координатных АТС. // Сб. научных трудов ВИПС, N7, 1997, с.95-96.

8. Попов П.К., Кузьменко О.Г., Автоматическая телефонная станция квазиэлектронная "Квант". // Учебно-методическое пособие. Орел. ВИПС. 1995, 562 с.

КУЗЬМЕНКО Олег Георгиевич РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ПЕРЕДАЧИ ОБЩЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

05.22.08. - ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА /включая системы сигнализации, централизации и блокировки/

Сдано в набор 11. 1997 г.

Подписано к печати 01.12. 1997 г. Формат бумаги 60*90 1/16

Заказ Ш. Объем $"■■>< Тираж 100 экз.

Типография РГОТУПС 125808. Москва. ГСП-47. ул. Часовая 22/2