автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Теория и практика создания автоматизированных систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО - РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.

Специальность 05.13.06 - "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) по техническим наукам"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владикавказ - 2004

Работа выполнена в Северо-Кавказском ордена Дружбы народов горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) и в научно-производственном комплексе "Ющветметавтоматика" /ЮГЦМА/.

Научный консультант доктор технических наук, профессор,

Дедегкаев Альберт Гагеевич

Официальные оппоненты - Доктор технических наук, профессор,

Заслуженный изобретатель РФ Салихов Зуфар Гарифуллинович

Доктор технических наук, профессор Мустафаев Гасан Абакарович

Доктор технических наук, профессор Рутковский Александр Леонидович

Ведущее предприятие Проектно-изыскательский и научно-

исследовательский институт промышленного транспорта «Промтрансниипроект», г.Москва

Защита состоится «17» декабря 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.246.01 при Северо-Кавказском горно -металлургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу: 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Транспортно-технологические комплексы, включающие значительное количество одновременно работающего погрузочно-разгрузочного и транспортного оборудования, функционируют на многих предприятиях.

На горнодобывающих, горно-обогатительных, горно-металлургических предприятиях транспортно-технологические схемы характеризуются большим разнообразием, включают оборудование большой единичной мощности.

На карьерах значительное распространение получили экскаваторно-автомобильный, экскаваторно-железнодорожный и комбинированный комплексы.

Затраты на функционирование транспортно-технологических комплексов составляют до 60% общих затрат на добычу полезных ископаемых, поэтому эффективность функционирования таких комплексов существенно влияет на показатели работы горнодобывающего предприятия.

Одним из основных путей повышения эффективности функционирования транспортно-технологических комплексов является совершенствование процессов управления ими на основе внедрения информационно-управляющих систем.

Создан ряд систем управления транспортно-технологическими комплексами, успешно работающих на отдельных предприятиях.

Однако, опыт создания эргатических систем с подвижными объектами не получил должного научного обобщения:

отсутствуют типовые методики проектирования, известные методики проектирования не учитывают специфики систем (широкое использование для передачи-приема информации радиоканалов, применение большого количества нестандартизованных устройств различного назначения и др.), не охватывают в комплексе всех вопросов создания систем и обеспечения функционирования их на объектах,, требуют для анализа и расчетов большого числа исходных параметров, многие из которых не могут быть получены на этапе проектирования, основные положения отдельных методик базируются на методе экспертных оценок, характеризующимся большой погрешностью получаемых результатов.

Разработка и внедрение систем управления многоагрегатными подвижными комплексами сопряжены с привлечением значительных трудовых и материальных затрат, а их последующая эксплуатация обуславливает существенные эксплуатационные затраты.

В связи с этим возникает задача проектирования систем управления транспортно-технологическими комплексами, дающих значительный экономический эффект, характеризующихся высокими эксплуатационными показателями.

Настоящая работа посвящена разработке методов проектирования таких систем. В ней излагаются результаты многолетних исследований автора в решении научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение - разработки эффективных информационно-управляющих систем технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами.

Связь темы диссертации с государственными научными программами.

Диссертационные исследования связаны с выполнением НИР и ОКР по:

- постановлениям ЦК КПСС и СМ СССР от 26.04.79 г. №383 «Разработать и внедрить АСУТП и АСУП на Алмалыкском горно-металлургическом комбинате им В.И. Ленина», от 16.10.85 г. №968 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ Тырныаузского горно-металлургического комбината», от 05.10.86 г. №1236 «О мерах по дальнейшему развитию алмазодобывающей промышленности и энергетики Западной Якутии

''-РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

нимга*

С О»

- проблеме государственного комитета по науке и технике ОЦ 026 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ, охватывающей автоматизацией все основные переделы»;

комплексной научно-технической программе научно-технического прогресса стран-членов СЭВ до 2000 г., принятой на 41-м заседании сессии СЭВ. Проблема 2.2.3 - «Создание АСУТП»;

- основным направлениям поисковых исследований горного дела цветной металлургии на 1984-1990 г. (п. 1.14);

- постановлению Совета Министров РФ от 24.11.93 г. «О создании в России Единой Государственной системы экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ);

- решениям Ассоциации промышленного транспорта «Аспромтранс» принятым на Международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» (п.4.10), Москва, 6.03.98 г.;

- Республиканской целевой Программе «Интеграция науки и высшего образования РСО-Алания на 2004 г.».

Целью работы является разработка методов построения эффективных информационно-управляющих систем технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами и их практическая реализация в проектах АСУТП предприятий с различными организационными и технологическими условиями функционирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих

задач:

1. Анализ существующего состояния и проблемы разработки и внедрения автоматизированных систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами;

2. Определение задач, решаемых системой и установление номенклатуры и объемов оперативной входной информации;

3. Разработка методов синтеза и оптимизации структуры систем;

4. Разработка методов расчета характеристик систем, используемых при анализе последних;

5. Разработка методов выбора комплекса технических средств (КТС) для АСУ транспортно-технологическими комплексами;

6. Разработка эффективных технических средств сбора, передачи и обработки информации для систем управления рассматриваемого класса;

7. Разработка эффективных методов обеспечения достоверности информации в системах управления;

8. Разработка принципов обеспечения живучести АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами;

9. Внедрение разработанных методов проектирования при создании систем управления технологическими процессами на предприятиях различных отраслей промышленности.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использованы следующие методы научных исследований: математическое моделирование процессов на ЭВМ, статистический анализ, теория вероятностей, теория надежности и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, технико-экономический анализ, промышленный эксперимент.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Теоретический базис и концептуальные принципы построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, позволяющие

и рассматриваемых систем, многообразие спос(|бов ИДЦИЦЦЩ ц III I |п II | II реализации систем, совокупность

факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса;

2. Методика построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов:

- определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации;

- синтеза и оптимизации структуры;

- обоснования и выбора комплекса технических средств;

- обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах;

3. Методика обоснования и выбора структуры системы, основанная на установлении номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и средств ее передачи, комплексной оценке влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированного учета влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса;

4. Методы обеспечения достоверности информации в АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами;

5. Разработанный на уровне изобретений комплекс технических средств, обеспечивающий эффективное функционирование рассматриваемых систем различных структур;

6. Создание и внедрение АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами на предприятиях с различными организационными и технологическими условиями функционирования.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Разработан теоретический базис и концептуальные принципы создания АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, учитывающие специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса;

2. Создана методика построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов:

- определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации,

- синтеза и оптимизации структуры,

- обоснования и выбора комплекса технических средств,

- обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах;

3. Разработан алгоритм выбора вариантов структур систем, основанный на установлении номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и средств ее передачи, комплексной оценке влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированном учете влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса;

4. Разработаны методы расчета характеристик систем, используемые при анализе и построении последних;

5. Разработаны эффективные методы обеспечения достоверности информации в системах;

6. Разработаны типовые проектные решения по созданию АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами.

Практическая ценность. Разработанные методы построения автоматизированных систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами позволяют проектировать системы, обеспечивающие при внедрении значительный экономический эффект и характеризующиеся высокими эксплуатационными показателями

Результаты исследований использованы при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами на предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и алмазодобывающей промышленности, автомобильного транспорта

Правомерность предложенных методов построения систем подтверждена длительной промышленной эксплуатацией систем, разработанных на их основе

На уровне изобретений разработаны и многократно апробированы на различных объектах основные технические средства реализации систем

Разработанные принципы построения систем могут использоваться при создании информационных систем различного назначения, в частности, использованы при создании системы сбора и обработки информации для оперативного управления экологической обстановкой [37]

Реализация результатов работы. На основе исследований, содержащихся в диссертации, под руководством автора и при его участии на уровне ведущего исполнителя

-разработаны типовые решения на создание комплексной автоматизированной системы управления технологическими процессами открытых горных разработок / гос регистр номер 81029450/,

-решена проблема Государственного Комитета по науке и технике ОЦ 026 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ, охватывающую автоматизацией все основные переделы»,

-разработаны принципы создания автоматизированных систем управления технологическими процессами на карьерах с технологиеи непрерывного действия /гос регистр номер 01850053137/, -разработаны и внедрены:

- автоматизированная система планирования и оперативного управления горнотранспортными работами "Руда-1 "на Оленегорском горно-обогатительном комбинате /1965-1970 г г/,

- автоматизированная система планирования, учета и оперативного управления горно-транспортными работами на Кальмакырском карьере Алмалыкского ГМК им В И Ленина/1969-1974гг/,

- автомагизированная система управления технологическими процессами на руднике открытых работ Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината /19821987 г г/,

- автоматизированная справочно-информационная система карьера трубки "Удачная" объединения "Якуталмаз" /1988-1992 г г/,

- автоматизированная система управления и контроля городским автобусным транспортом "АГЛТ-1" г Орджоникидзе /1978-1983 г г /,

- унифицированная система телемеханики для диспетчеризации энергообъектов и вентиляционных установок рудника "Молибден" Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината /1965-1966 г г /,

- устройство приема-передачи информации с электровозов и устройство автоматической печати графика исполненного движения составов /1967-1968 г г/,

- система учета и контроля технологического транспорта на разрезе "Сибиргинский" объединения Кемеровоуголь /1990-1991 г гУ

- разработана проектная документация на:

автоматизированную систему планирования, учета и оперативного управления выемочно-транспортными работами на карьере Сары-Чеку Алмалыкского горнометаллургического комбината "Кристалл-1" /1972-1977 г г/, номер государственной регистрации 73028258,

- систему сбора и обработки информации о работе буровых станков и экскаваторов — подсистема "БСЭ" АСУТП рудника открытых работ ГОКа «Эрдэнэт», МНР/1988-1990 г.г./;

автоматизированную систему учета и контроля поступления локомотивосоставов на медную обогатительную фабрику Алмалыкского ГМК с анализом качества разгружаемой руды /1991-1992 г.г./;

- систему контроля работы буровых станков и экскаваторов карьера трубка "Юбилейная" объединения "Якуталмаз" /1991-1992 г.г./;

Разработано техническое задание на создание АСУТП карьера Жирекенского молибденового горно-обогатительного комбината /1990 г./;

- На уровне изобретений разработан и внедрен в составе упомянутых выше АСУТП комплекс технических средств (КТС) сбора, передачи и обработки информации.

- Результаты исследований использованы при разработке федеральных целевых программ "О создании в России Единой государственной системы экологического мониторинга" (ЕГ-СЭМ), утвержденной Постановлением Совета Министров РФ от 24.11.1993 г.", "Создание Единой государственной системы контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации", утвержденной постановлением Правительства РФ № 1085 от 02.11.1995 г. и целевой программы Республики Северная Осетия - Алания "Экологическая безопасность Северной Осетии" в части систем сбора и обработки информации для оперативного управления качеством окружающей природной среды (отчет по теме №1506, СКГТУ, г. Владикавказ, 1997 г.);

Результаты исследований используются также в научно-исследовательской работе аспирантов и студентов, осуществляемой под руководством автора настоящей диссертационной работы, в учебном процессе Северо-Кавказского горно - металлургического института (государственного технологического университета) при курсовом и дипломном проектировании, а также в цикле лекций "Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП)", "Информационные технологии на транспорте".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 9 международных, а также на 26 всесоюзных, всероссийских и республиканских конференциях, в т.ч.: на Советско-Финских симпозиумах по автоматизации горнодобывающих предприятий (Хельсинки, 1975; Москва-Орджоникидзе, 1984); на семинаре стран-членов СЭВ по математическому обеспечению АСУТП (Кентау, 1982); на всесоюзном совещании по оптимизации горных работ (Новосибирск, 1986); на всесоюзной конференции "АСУ технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывно-дискретного типов в энергетике, химии, нефтехимии, металлургии" (Москва, 1987); на всесоюзном семинаре Центрального Российского Дома-Знаний «Информатика на промышленном транспорте» (Москва, 1991); на отраслевом научно-техническом совещании «Состояние и перспективы применения микропроцессорной техники в автоматизации цветной металлургии» (Москва, 1991); на 11 международной конференции по автоматизации в горном деле 1САМС-92 (Екатеринбург, 1992); на международном конгрессе информатизации, посвященном памяти А. Нобеля (Ижевск, 1995);на международной конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» (Москва, 1998); на научных симпозиумах "Неделя горняка" (Москва, 2000, 2001, 2002, 2004); на международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения» (Новочеркасск,

2001); на всероссийских научно-практических конференциях "Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов России" (Владикавказ, 2002,2003): Результаты работы обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) в период с 1970 по 2004 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 67 работ, в том числе 9 авторских свидетельств на изобретения. В списке публикаций данного автореферата приведены 39 работ, отражающих основное содержание диссертации

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, списка цитируемой литературы и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, кратко изложены основные результаты, полученные в работе.

В первой главе исследованы вопросы состояния проблемы разработки систем управления технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами, осуществлена постановка задач исследований.

Типичными системами рассматриваемого класса являются системы управления транспортно-технологическими комплексами различных предприятий, в т.ч. АСУТП открытых горных работ.

Объекты управления включают большое количество одновременно работающего основного технологического оборудования (погрузочные, транспортные средства и т.д.), как правило большой единичной мощности, а также-вспомогательного оборудования. Указанное оборудование рассредоточено на значительных территориях. Грузопотоки отличаются разнообразием перевозимого груза, его объемом в единицу времени, направлением перемещения, разветвленной сетью и т.д.

Взаимоувязка работы отдельных звеньев транспортно-технологических комплексов является весьма актуальной задачей, которая эффективно решается лишь на основе внедрения АСУ.

Технология производства работ на указанных объектах, применяемые комплексы оборудования, условия работы технологического оборудования накладывают специфические требования к составу, постановкам и алгоритмам решения задач управления, структуре системы, применяемому комплексу технических средств, методам обеспечения достоверности информации, используемой для управления, методам обеспечения живучести систем управления на объектах и т.д.

Проблема создания таких систем сопряжена с большим количеством периферийной аппаратуры, располагаемой на объектах управления, рассредоточенных на больших территориях, тяжелыми условиями работы аппаратуры (повышенные вибрации, широкий диапазон изменения температуры и влажности окружающей среды, значительная запыленность, высокий уровень электрических помех и т.д.), частичным использованием ручного ввода информации, в связи со сложностью ее автоматической классификации.

Рассматриваемые системы относятся к сложным системам. Решению вопросов проектирования таких систем посвящены фундаментальные работы В.М. Глушкова, А.Г. Мамиконова, Б.В. Советова, ВА Горбатова, СА Редкозубова, А.Г. Дедегкаева и др. Вопросы структурного анализа сложных систем развиты в работах ГАШастовой, АД.Цвиркуна и др. Проблемы создания систем управления горным производством получили развитие в работах В.В. Ржевского, А.Д. Школьникова, САРедкозубова, И.Б. Табакмана и др.

Построению систем управления различными транспортно-технологическими комплексами посвящены работы А.Д. Школьникова, М.И. Шмулевича, И.Б. Табакмана и др.

Анализ известных работ показал, что отсутствуют типовые методики проектирования систем управления транспортно-технологическими комплексами. В упомянутых работах синтез структуры систем управления осуществляется без учета достоверности оперативной информации используемой для управления.

Известные методики проектирования не учитывают специфики рассматриваемых систем (широкое использование для передачи-приема информации радиоканалов, применение большого количества нестандартизованных устройств различного назначения и др.).

В известных методиках проектирования не охватывается весь комплекс вопросов связанных с созданием систем и дальнейшим их функционированием на объектах.

В ряде методик для анализа и расчетов используется большое количество исходных параметров, многие из которых не могут быть получены на этапе проектирования.

Основные положения отдельных методик базируются на методе экспертных оценок, характеризующимся большой погрешностью получаемых результатов.

В работе сформулированы направления исследований,

предусматривающие создание методики построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, учитывающей специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса и охватывающей в комплексе решение вопросов определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации, синтеза и оптимизации структуры, обоснования и выбора комплекса технических средств, обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах.

Во второй главе рассмотрены вопросы выбора задач управления, одного из важных вопросов решаемых при разработке систем управления на начальном этапе их создания.

Решение этого вопроса существенным образом влияет на основные показатели системы: эффективность и живучесть.

Вместе с тем, существующие методические материалы по выбору задач управления на дают объективной оценки эффективности включения определенных задач в общий список задач, решаемых системой управления, поскольку не учитывают связность как входных переменных, так и задач управления.

Установлению задач управления, решаемых системой, предшествуют предпроектные исследования, целью которых является выявление связей между технологическими, организационными и другими факторами и экономическими показателями производства.

Руководствуясь принципами построения АСУ, главным из которых является эффективность, выбор задач управления должен основываться на экономической целесообразности их реализации в системе.

При этом, экономический эффект от внедрения задач управления рассчитывается в соответствии с методикой определения экономической эффективности внедрения новой техники, механизации и автоматизации производственных процессов в промышленности.

где - приведенные затраты на выпуск единицы продукции

до и после внедрения определенных задач управления; Л - годовой выпуск продукции.

32 = С2 + Ен.К2,

(2) (3)

где С1( С2 - себестоимость выпуска продукции до и после внедрения задач управления,

Е„ - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,

К], К2 - капитальные вложения до и после внедрения задач управления

При расчете приведенных затрат необходимо учитывать связность входных переменных, а также связность самих задач управления, путем уточнения затрат на реализацию последующих задач с учетом использования входных переменных и результатов решения предыдущих задач

Список задач управления целесообразно составлять в соответствии с «весом» задач, тес экономическим эффектом, получаемым при их внедрении

При этом, общий экономический эффект от внедрения системы будет определяться суммой экономической эффективности решения всех функциональных задач

В зависимости от финансирования разработки системы управления, устанавливаемых сроков разработки, из общего перечня задач должен определяться комплекс задач, который обеспечивает максимально возможную эффективность функционирования системы в конкретных условиях

Математическая модель составления титульного списка задач управления имеет вид

Целевая функция

В математической модели приняты следующие условные обозначения Q, - экономический эффект от внедрения определенной задачи (задач),

I - количество задач в перечне,

х, - булевы переменные,

/

П) - <-ая задача в список не включена 1 1 - включена

Я, - объём финансирования, необходимый для разработки / - той задачи на и - ом

этапе

Ь, ■- количество этапов разработки [ - той задачи, выполненных при решении цредыдущих задач,

N - количество этапов разработки,

^■нд - выделенное финансирование,

Тъ, - установленное время разработки системы,

К - количество задач, решение которых при выделенном финансировании, позволяет получать максимально возможный эффект,

Ь - количество задач, разработанных в предыдущих проектах на уровне

типовых,

Гц, - затраты времени, необходимые на разработку I - той задачи на и-ом

этапе,

М - количество параллельно разрабатываемых задач. Предлагаемая методика выбора задач управления, решаемых системой, позволяет исключить субъективный фактор, повысить эффективность разрабатываемых систем, автоматизировать процесс их проектирования.

Третья глава посвящена вопросам синтеза структуры систем. С точки зрения структурного анализа предложено рассматриваемые системы классифицировать по способу организации передачи информации, по способу ее формирования, по виду используемых каналов связи.

В соответствии с этими признаками можно выделить следующие основные классы структур"

1) централизованная с ручным вводом информации на объектах;

2) с промежуточными пунктами сбора и ручным вводом информации на объектах;

3) централизованная с комбинированным вводом информации на объектах;

4) с промежуточными пунктами сбора и комбинированным вводом информации на контрольных пунктах;

5) централизованная с автоматическим вводом информации на объектах;

6) с промежуточными пунктами сбора и автоматическим вводом информации на объектах;

7) с промежуточными пунктами сбора и ручным вводом информации на контрольных пунктах.

В работе приведена характеристика указанных классов. Наиболее ответственным этапом при сравнительном анализе систем является выбор критерия их оценки. На основании проведенных исследований предложен критерий оптимальности как минимум суммы приведенных затрат на создание К, и эксплуатацию С, системы и потерь производственной системы от ошибок в информации Y,, используемой для управления

(7)

В математической модели выбора эффективной структуры системы по указанному критерию учитывается подмножество параметров, определяющих технические характеристики 1 - го варианта системы

М, Ць СО,, Т1„ 0,} (8)

где X, - параметр, характеризующий способ организации передачи информации с объектов на пункт управления, ц, - параметр, характеризующий способ формирования информации на объектах,

С1+Ен*К,+У^тт

(01 параметр, характеризующий способ формирования

информации на контрольных пунктах,

П, - параметр, характеризующий вид используемого канала связи при передаче информации на пункт управления, 0, - параметр, характеризующий вид используемого канала связи при передаче информации на контрольные пункты. Устанавливается подмножество параметров, определяющих эффективность функционирования 1 - го варианта системы

Э] {С|, К;, Р( }

(9)

Следовательно, образуется множество параметров, определяющих 1-й вариант системы

Ь| {М;, Э; } (10)

Вероятность возникновения ошибки в системе 1 - го варианта не должна превышать допустимую

{М(, Ру, (И, п)} Х| < Рдоп ,

(И)

где Р^ - вероятность возникновения ошибки в ]- м потоке информации для 1 - го варианта системы,

- интенсивность использования 1 - го варианта.

Причем

(12)

п - количество объектов управления,

N - количество пунктов контроля местоположения объектов, Рдоп - определяется исходя из системы функционирования производственного процесса (по условиям ущерба от потерь, техники безопасности и др.).

Выбор оптимальной структуры системы на основе принятого критерия

(13)

Укрупненный алгоритм построения эффективной системы управления, формируемый по модульному принципу, представлен на рисунке 1. Реализация алгоритма обеспечивает синтез системы из отдельныхустройств.

Блок классификации информации

1 Задание информации, обеспечивающей решение задач управления

*

2 Классификация информации по интенсивности изменения

1

3 Классификация переменно-текущей информации по точкам формирования

.....................±......................

Блок синтеза вариантов КТС'

4 Задание вариантов схем

_ _: _ „ _ _ _: _ _ _ _ г _ _

Блок расчета вероятности ошибок в системе

5 р» =1-Ча„'а„.м 'Чоп ркп - 1-Ч«п1*Чпом1 Рюв =Ро +Ркп "(Ро'Ркп) Р'кп =1-Ч,п1'<1пом1 -ч0„1

..................... 1.....................

б Блок расчета потерь протводастельности системы по грузопотокам

♦

! Блок расчета ущерба

8 Блок расчета капитальных и '»кшлуатационных затрат

9 Блок расчета приведенных затрат

Рисунок I - Алгоритм построения эффективной системы.

Методика расчета вероятности появления искажений информации в системе.

Расчет вероятности различных искажений оперативной информации в системе, характеризуемых неприемом или приемом ложного количества сообщений, проводится с учетом формирования и распределения информационных потоков. Для расчета вероятности появления искажений оперативной информации в системе, выполненной по структуре, относящейся к первому классу по приведенной выше классификации, представленной на рисунке 2, необходимо учитывать, что в ней передача оперативной информации осуществляется с каждого объекта непосредственно на пункт установки вычислительного комплекса, причем с объектов передается одинаковая по номенклатуре и объему информация. Формирование информации на объектах осуществляется вручную операторами, передача ее на пункт установки вычислительного комплекса - автоматически. Таким образом, в этой системе имеется т| совершенно одинаковых трактов передачи информации /по числу объектов /.

Вычислительный комплекс

А -

Устройство приема

Радиостанция —► Радиостанция Радиостанция

+ Тракт Тракт передачи передачи объекта«!» объекта «п» А

Устройство передачи -г- Устройство передачи

_л_ Пульт ввода -ж- -♦- Пульт ввода -х-

Оператор * Оператор

Рисунок 2 - Структурная схема системы с ручным способом формирования

информации на объектах и автоматической передачей ее с объектов непосредственно на пункт управления.

Предположим, что каждым трактом передачи информации за смену осуществляется передача одинакового количества сообщений, тогда для одного тракта

^„ = УСМ/П , (15)

где Уосц - количество сообщений, передаваемое за смену всеми объектами, п - общее число трактов передачи информации

Количество сообщений, передаваемое трактом передачи информации объекта за одну

передачу

У0 = УСМ/П'4 , (16)

где £ - количество передач сообщений, осуществляемое одним объектом за смену;

Определим вероятность отказа одного тракта передачи информации. Будем считать, что тракт передачи информации выходит из строя под действием одной из причин: из-за неисправности аппаратуры, из-за действия в канале передачи информации помех и из-за ошибок оператора, осуществляющего ввод информации, а вероятности указанных событий соответственно равны Р„„, Р„„, и Роп. Тогда, принимая во внимание, что указанные причины отказов являются событиями независимыми в совокупности, вероятность отказа одного тракта передачи информации объекта

где - вероятность безотказной работы аппаратуры,

- вероятность исправной работы тракта в присутствии помех

в канале передачи информации, - вероятность исправной работы тракта в присутствии ошибок оператора.

Определим количество ошибок, возникающих в объеме информации, передаваемой одним трактом передачи

(18)

Учитывая, что появление ошибок при передаче информации одним трактом не зависит от ошибок, возникающих при передаче информации остальными трактами, общее количество ошибок при передаче информации всеми трактами

Qc = Vocmi'Poi + Уосг'Рог + ... + V0CM k*Pok (19)

Условимся, что тракты передачи информации всех объектов идентичны, т.е.

(20)

а общее количество сообщений состоит из сообщений передаваемых всеми трактами

(21)

Общее количество ошибок в системе определяется как

(22)

В системе, выполненной по структуре, относящейся ко второму классу, представленной на рисунке 3, все сообщения, передаваемые объектами за смену поступают вначале с т| объектов управления на N контрольных пунктов /КП/, после чего эти сообщения с КП поступают на пункт управления. Поэтому объем информации, передаваемой в системе за смену

где - количество сообщений, передаваемое за смену одним КП.

Qo = Po'V,

VCM Vqcm] "i" VJX;M2 "Ь . . . "Ь VQCM k

Qcm = PO'V,

VCM = n'V0CM = N*VimcM

Таким образом, в этой системе имеется т| трактов передачи информации с объектов и N трактов передачи информации с КП.

Для определения вероятности отказов в этой системе примем, что возможными вариантами отказов в ней, составляющими полную группу событий, являются следующие:

1) отказ трактов передачи информации только объектов;

2) отказ трактов передачи информации только КП;

3) отказ трактов передачи информации совместно объектов и КП. Вероятность отказов трактов передачи информации объектов определяется по формуле

(17).

Для определения вероятности отказов трактов передачи информации КП примем во внимание, что тракт КП выходит из строя под воздействием одной из причин: из-за неисправности аппаратуры и из-за помех в канале передачи информации, тогда по аналогии с

Ркп = 1 - Яап1*Чпом1 (24)

где Цап1 - вероятность безотказной работы аппаратуры КП;

- вероятность исправной работы тракта в присутствии помех в канале передачи информации.

Вычислительный

КОМПЛРКГ

Т

Устройство передачи > Устройство приема ^ Устройство передачи

Тракт Тракт передачи передачи КП «I» КП «гд»

А А

Устройство приема —£_: Устройство приема

Устройство передачи Тракт Тракт передачи передачи объекта объекта «I» «П» Устройство передачи

▲ А

Пульт ввода Пульт ввода

А А

^Оператор J 1 Оператор I

Рисунок 3 - Структурная схема системы с ручным способом формирования информации на объектах и автоматической передачей ее на пункт управления через промежуточные контрольные пункты.

Учитывая, что отказы трактов передачи информации объектов и КП являются событиями совместными, вероятность появления отказа в системе определяется на основании теоремы сложения вероятностей совместных событий, т е.

Рсов - Ро + Ркп - (Ро'Ркп)

(25)

Qcm рсов * Ve:

V'cM

V = V' + V"

'см v CM 1 Y CM

Vo = (V'CM/n + VVn)/Ç

V'o = V'CM/Ç«n V"o = V"CM/^*n

Vo = V'o + V"o

P'o и P"o

к

Q' = P'o'V'CM

Q" = PV V"«, 18

Рисунок 4 - Структурная схема системы с комбинированным способом формирования информации на объектах и автоматической передачей ее с объектов непосредственно на пункт управления.

Общее количество ошибок, возникающих в системе при различных отказах,

;р' + д» = Р'0.усм + р"().У"С1

(32)

Система, выполненная по структуре, относящейся к четвертому классу, представленная на рисунке 5, аналогична системе, представленной на рисунке 3 с той лишь разницей, что в ней с т| объектов управления _ на N контрольных пунктов передается не все количество сообщений а лишь часть их V' щ (обычно информация о номере объектов, проследовавших КП). Другая часть общего количества сообщений \'си формируется на КП вручную (операторами).

Рисунок 5 - Структурная схема системы с комбинированным способом формирования информации на контрольных пунктах и автоматической передачей ее на пункт управления.

Таким образом, в этой системе общее количество сообщений 'см у см ^ » см

количество сообщений передаваемых с одного КП за одну передачу

(33)

Укп = (У'см / N + У"см/Ы)/у , (34)

где у - количество передач сообщений, осуществляемое одним трактом КП за смену

Полагая,

У'сн/№у = У'кп У"см / № у = У'кп (35)

УКП = УКП+У"КП Об)

Определим вероятности Р'.„ и Р"и появления отказов при передаче информации соответственно

_I _н

объемов Усм и Усм , формируемой на контрольных пунктах вручную и автоматически.

Появление ошибок при передаче информации объемом у' определяется только

отказами трактов передачи информации КП, поэтому Р'„0 определяется по аналогии с (24)

Учитывая, что тракт передачи информации КП выходит из строя под действием одной из причин из-за отказов аппаратуры, из-за действия в канале передачи информации помех и из-за ошибок оператора, осуществляющего ввод информации на КП, можно написать

(37)

где £¡„,1 - вероятность исправной работы тракта в присутствии ошибок оператора. Поскольку появление ошибок при передаче информации одним трактом КП не зависит от ошибок, возникающих при передаче информации остальными трактами КП, общее количество ошибок при передаче информации всеми трактами КП

= У^'Р»! + + (38)

Принимая во внимание, что тракты передачи информации всех КП идентичны

(39)

а общее количество сообщений, формируемых на КП вручную, слагается из сообщений передаваемых всеми трактами

Общее количество ошибок, возникающих в системе, при передаче сообщений Ущ

(41)

Вероятность Р"и появления ошибок при передаче информации объемом Усм

определяется совместными отказами трактов передачи информации объектов и КП, поэтому рассчитывается по формулам (17,24,25)

_ Количество ошибок: (}"см возникающих в системе при передаче количества сообщений

см определяется, как

(42)

Общее количество ошибок, возникающих в указанной системе определяется по аналогии с (32), как _ _ _ _

<3« = <}'см + СГсм = Р'хп • V'« + Р'-кп-У"«, (43)

Влияние достоверности информации на производительность системы и ущерб ее функционирования.

Расчет потерь в функционировании производственной системы осуществляется на основе определения зависимости качества функционирования процесса от объемов ошибочной информации по каждому параметру управления и дифференцированного учета влияния различных отказов на эти объемы

Рассматриваемые технологические процессы представляют собой сложные объекты, входные и выходные переменные которых, а также параметры, характеризующие внутреннее

Р'кп ~ 1 - Яап1*Япом1*Яоп1 >

Р' = Р' = Р' _ рг

г кп1 г кп2 г кп С ' |

О» = Р" .V"

x ш г кп » <

состояние объекта, зависят от многочисленных факторов. Для указанных условий большое распространение при математическом описании объектов получил статистический подход, основанный на обработке экспериментальных данных и позволяющий извлекать нужные результаты при неполной информации о механизме процесса. Для обработки данных используются методы теории вероятностей и математической статистики.

В работе предложено рассматриваемые технологические процессы описывать уравнениями множественной регрессии с достаточной точностью учитывающими формирование грузопотоков по направлениям и типу перевозимого сырья.

к

у=а + ЕЬ/х, , (44)

ГI

где у- результативный признак (ожидаемая производительность); Xj ■- факторный признак У - й параметр);

- й коэффициент уравнения регрессии; к - количество факторных признаков; а- свободный член уравнения.

Поскольку эффективность управления технологическим процессом зависит от знаний текущих значений всех факторов, влияющих на ход процесса, поступление которых на пункт управления осуществляется путем передачи оперативной информации соответствующей номенклатуры и объемов, эта модель одновременно устанавливает связь между производительностью управляемого процесса и надежностью поступления оперативной информации.

Очевидно, что максимально возможная производительность будет иметь место при абсолютно надежном представлении параметров, входящих в уравнения регрессии, то есть при абсолютном надежном поступлении оперативной информации о них на пункт управления.

При появлении в какие-то моменты времени ошибок в представлении текущих значений факторов управления производительность управляемого процесса будет сокращаться. Величина ее сокращения зависит от количества ошибок в представлении значений факторов управления, а также от степени влияния этих факторов на процесс управления.

Анализ уравнений регрессии позволяет установить зависимость сокращения производительности при искажениях оперативной входной информации. Так как степень влияния параметров процесса на его эффективность может быть определена по коэффициентам эластичности, то влияние надежности получения информации о каждом параметре на процесс управления также может оцениваться по этим коэффициентам

Получены зависимости сокращения производительности объекта управления ДВУ от количества искаженной информации т е.

(45)

Суммарное сокращение производительности объекта управления за рассматриваемый промежуток времени, например, за смену при ошибках в передаче текущих значений о всех факторах управления будет

ДВ8 = £ ДВс,

(46)

Годовые сокращения производительности объекта управления из-за ошибок в информации, поступающей на пункт управления

ДБ™,.! = АВ3*г • А

(47)

где Z - количество рабочих смен в сутки, А - количество рабочих дней в году.

Ущерб в управлении технологическим объектом подсчитывается по зависимости

Y ЛВгода'Суп

где С,, - условно-постоянные расходы на производство единицы продукции.

Для Кальмакырского карьера Алмалыкского ГМК был проведен анализ потоков сообщений о передвижениях локомотивосоставов и работе экскаваторов с учетом схемы путевого развития транспортной сети карьера, т.е. с учетом подъездных путей к определенным экскаваторам /группам экскаваторов/, на отвалы, обогатительную фабрику и т.д., направления грузопотоков порожних и груженных, рудных и породных.

В результате предварительного анализа факторов, влияющих на процесс погрузки и транспортирования горной массы на карьере были выделены следующие из них: Xi, Х2 - число рудных и породных составов, работающих в смене; Xj - Х7 - число экскаваторов, работающих в смене, в группах, отнесенных к различным грузопотокам; X» - Хп - интервалы времени меяфу появлениями свободных экскаваторов в группах, отнесенным к различным грузопотокам; Хц.Хц - продолжительность отказов экскаваторов в группах, отнесенных к различным грузопотокам, - интервалы поступления груженных составов на станции, - интервалы

поступления порожних составов на станции.

Расчеты на ПЭВМ по стандартной программе "Microstat" позволили получить модель горно-транспортных процессов на карьере в виде системы уравнений множественной регрессии.

(49)

(50)

Ув Д^р — объемы отгрузки горной массы из карьера по вскрыше и руде.

После приведения уравнений к стандартизированному масштабу по стандартизированным коэффициентам регрессий - коэффициентам)

ßj - tyoxj / Oy ,

(51)

где Ь) - коэффициент регрессии при ]-ом факторе; 0\1 - среднеквадратическое отклонение фактора Х|

- среднеквадратическое отклонение зависимой переменной у, отсеивания факторов, несущественно влияющих на V, и Ув,, уравнения регрессии представляются в следующей виде

Рисунок 6 - Зависимость производительности карьера по руде от надежности поступления информации о параметрах управления

Ув= 0,187Х2 + 0,115Х3 - 0,32Х5 +0,343Х7 - 0,213ХИ -0,105Хю - 0Д92ХП- 0,15ХМ + 0,031Х,6- 0,277Х2о - 0,15X21 - 0,136Х22 + 0,136X26 - 0,168Х2!Г- 0,1Х29 + 0,089Х30 + 0,05 Хз2 - 0,109Х25 (52)

Ур =0,105X1 + 0,51X4 - 0,07Х6 - 0,39X9 - 0,3 66X34 - 0,098Х13 + 0,038X15 + 0,05ХП + 0,033Х,8 + 0,039Х19 - 0,19Х23 + 0,023Х27 + 0,08Х24 + 0,053Хзз - 0,05Х3, (53)

Приведенные уравнения позволяют осуществить сравнительную оценку степени влияния различных факторов на V и V

Коэффициенты множественной корреляции для уравнений равны соответственно 0,82 и 0,832, что свидетельствует о выборе наиболее важных факторов, влияющих на процесс погрузки и транспортировки горной массы

Полученные частные коэффициенты корреляции показывают тесноту связи исследуемой функции с каждым из факторов

Для установления зависимости отгрузки руды и вскрыши из карьера от надежности представления каждого фактора, входящего в состав уравнения, целесообразно воспользоваться коэффициентами эластичности, связанными со стандартизированными коэффициентами регрессии,

Рисунок 7 - Зависимость производительности карьера по вскрыше от надежности поступления информации о параметрах управления.

РГЭл,У/Уу (54)

где V, - коэффициент вариации .¡-ого факторного признака, V} - коэффициент вариации результирующего признака, позволяющими оценивать в процентах отклонение результативного признака у от своего среднего значения, при отклонении величины определенного фактора х} от его средней величины на один процент.

Указанные зависимости, приведенные к принятым единицам измерения отгрузки руды (тонны) и вскрыши (м3), представлены на рисунках 6, 7, из которых видно, что ожидаемая производительность за определенный период времени имеет место при абсолютно надежном представлении параметров управления, т.е. при 100% достоверности информации, используемой для управления процессом погрузки и транспортировки горной массы за рассматриваемый период

При снижении достоверности оперативной входной информации производительность карьера по руде и вскрыше уменьшается и зависит от номенклатуры информации, подвергшейся искажениям, и количества (объемов) искаженной информации

Рациональные области применения различных структур. Расчеты относительной эффективности для каждой из приведенных структур позволили построить зависимости ее изменения от количества объектов, работающих в смене и пунктов контроля их местоположения. Указанные зависимости приведены на рисунке 8, откуда очевидна целесообразность использования рассматриваемых структур для различных горно-геологических условий. При малом количестве объектов и количестве целесообразно выполнение систем по

принципу передачи информации с объектов непосредственно на пункт управления, причем построение систем по названному принципу с комбинированным вводом информации на объекте эффективно лишь при малом количестве КП до N<8, с увеличением числа объектов до п>50 увеличивается целесообразность построения систем с промежуточными пунктами сбора информации, причем эффективность построения систем по указанному принципу с комбинированным вводом информации на объектах целесообразна при количестве КП N<14.

Зт.р.

Рисунок 8 - Эффективность систем различных структур.

В четвертой главе приведены материалы по информационной надежности рассматриваемых систем.

В работе предлагается допустимую вероятность искажения информации в системе устанавливать на основании анализа эффективности управления при различных уровнях достоверности входной информации и по результатам этого анализа задавать требования к достоверности информации в отдельных трактах ее формирования, передачи и обработки. Методика определения вероятностей искажения информации в системе и связанной с ними эффективностью управления рассмотрена в главе 3 данного автореферата.

Для обеспечения Рдоц предлагается комплексное использование путей повышения достоверности информации:

- структурные методы обеспечения достоверности информации, реализуемые на этапе обоснования и выбора структуры системы,

- аппаратные методы обеспечения достоверности, реализуемые на этапе разработки комплекса технических средств (КТС) путем применения в них определенных методов повышения достоверности,

- методы обеспечения достоверности, основанные на специальных способах обработки ■ информации, принимаемой с объектов управления.

Структурные методы обеспечения достоверности информации предполагают такой выбор способов формирования, передачи и обработки информации в системе и технических средств их реализации, которые позволяют получить допустимые значения искажений информации при воздействии всех факторов, приводящих к этим искажениям. Их реализация осуществляется на основе принципов, рассмотренных в гл. 3.

При разработке комплекса технических средств для обеспечения достоверности информации используется значительное число известных методов.

Среди наиболее распространенных методов можно выделить:

- использование помехоустойчивых кодов,

- применение принципов накопления и мажоритарного сравнения,

- использование обратных каналов по принципу информационной и решающей обратных связей,

- организация дублирования сигналов в смежных циклах передачи для систем передачи циклического действия,

- применение одновременной обработки информации в прямом и инверсном кодах, и др.

Применение того или иного (или нескольких) метода обеспечения достоверности информации в разрабатываемой аппаратуре целесообразно устанавливать по допустимым искажениям информации в тракте формирования, передачи и обработки информации, в кагором участвует данная аппаратура, т.е.

При этом, целесообразно воспользоваться известным методом, когда для каждого из рассматриваемых способов обеспечения достоверности определяется приращение вероятности достоверного приема информации 4Р1 и связанное с применением этого способа увеличение стоимости системы

дР< = РпР1-Р(0) (55)

Ла=с,-с(о), (56)

где Р„р, - вероятность правильного приема при использовании 1-го способа повышения достоверности,

Р(0) - вероятность правильного приема без применения 1-го способа, С1 - стоимость системы с применением 1-го способа, С(0) - стоимость системы без применения 1-го способа

Приоритет того или иного способа (способов) обеспечения достоверности устанавливается по отношению

Автором предложено при реализации аппаратных методов обеспечения достоверности информации использовать устройства, обеспечивающие эффективную работу КТС, разработанные на уровне изобретений (авторские свидетельства №227184, 248762,467393 и 693417).

Автором настоящей работы рекомендуется во всех системах рассматриваемого класса, укомплектованных конкретными средствами с определенными показателями надежности и помехоустойчивости, использовать при внедрении следующие методы повышения достоверности информации- рассредоточенный прием информации;

- уточнение оперативной информации по энергозатратам;

- логическую обработку информации.

Метод рассредоточенного сбора информации предполагает размещение в отдельных точках транспортной сети предприятия промежуточных приемников информации, которая передается с подвижных объектов управления, и ретрансляцию принятой информации на пункт ее обработки (пункт установки УВК).

Промежуточные пункты приема информации располагаются исходя из соображений организации устойчивой связи между транспортным средством и одним из приемников информации, в какой бы точке транспортной сети не находился объект. При этом, информация, передаваемая объектом управления, может приниматься несколькими приемниками одновременно. Ретрансляция информации с рассредоточенных пунктов приема на пункт обработки может осуществляться по различным каналам передачи, например по парам телефонного кабеля.

Информация, поступающая на пункт обработки по каждому тракту, проверяется на достоверность и, в случае ее соответствия установленным критериям достоверности, используется при управлении.

Примем вероятности безошибочного приема информации отдельными трактами соответственно равными

Вероятность безошибочного приема информации 1-м, ... п-м трактами - события независимые.

Безошибочный прием информации одним трактом не исключает безошибочность приема другими трактами. Следовательно, рассматриваемые события совместны.

Определим вероятность безошибочного приема информации хотя бы одним

трактом

Учитывая независимость событий безошибочного приема информации трактами, можно записать

Вероятность безошибочного приема при использовании предложенного метода существенно повышается.

В системах управления формирование и передачу оперативной информации, характеризующей работу технологического оборудования, целесообразно совмещать с информацией о расходе электроэнергии при его работе. Это позволяет обеспечить высокую достоверность оперативной информации, используемой при управлении технологическим процессом, за счет уточнения в результате логической обработки фактических энергозатрат, производимых оборудованием в периоды выполнения им отдельных видов работ. При этом, целесообразно использовать стандартные счетчики Ф442, Ф443 и разработанный интерфейс. Информация о состоянии указанного оборудования может уточняться (определяться) логическим методом, путем обработки соответствующей информации поступающей с технологического

транспорта. Так, выполнение погрузочным оборудованием операции погрузки определяется по сигналу «Погрузка», передаваемому с транспортного средства, которое ранее было направлено для погрузки к этой погрузочной единице. Окончание погрузки может уточняться по сигналу "Груженый", поступающему с транспортного средства, грузившегося у данной погрузочной единицы.

Занятость разгрузочного пункта (например, бункера) разгрузкой определяется (уточняется) по сигналу "Выгружаю", поступающему с транспортного средства, отправленного ранее для выгрузки на данный пункт, а освобождение пункта выгрузки - по сигналу "Свободен", поступающему с транспортного средства, выгружающегося на данном пункте выгрузки

Эффективно также использование методов логической обработки информации, основанных на очередности поступления оперативной информации определенной номенклатуры Использование указанных методов реализовано в разработанном автором устройстве по авторскому свидетельству №661828.

В главе пятой рассмотрены вопросы обеспечения живучести систем управления на

объектах.

Практика разработки и внедрения систем управления технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами показала, что на объектах "приживаются" и эффективно функционируют лишь те системы, которые характеризуются высокими эксплуатационными свойствами

Количественную оценку эксплуатационных свойств восстанавливаемых систем, к которым относится рассматриваемый класс систем, целесообразно осуществлять по коэффициенту использования применяемых технических средств сбора, передачи и обработки информации, позволяющему учитывать такие эксплуатационные качества аппаратуры, как безотказность (надежность), ремонтопригодность (восстанавливаемость) и объем профилактики.

к„=--^

(59)

п п

(=1 (-1 ].\

где I, - случайное время исправной работы между (1 -1) - м и ¡-ым отказами; I,- случайное время восстановления аппаратуры при /- м отказе;

т

X'"/>!./ - случайное время, затраченное на выполнение /-й профилактики;

п - количество отказов аппаратуры за суммарное время работы

м

= X 'м здесь не учитываются отказы, устраненные при профилактике;

т - количество профилактических обслуживания за календарный срок I. или после преобразования разделив числитель и знаменатель на число отказов п

То_(60)

К=-

где Гд = —— - среднее время наработки на отказ; (61) П

Из (59) и (60) видно, что необходимо стремиться к использованию аппаратуры со значениями К, близкими к единице, т.е такой аппаратуры, которая характеризуется высокими значениями То и низкими: Т, и Т„р.

Комплекс методов обеспечения эксплуатационных характеристик систем на этапах их создания, производства и эксплуатации представлен на рисунке 9.

Автором выделен ряд факторов, которым необходимо уделять повышенное внимание при проектировании систем рассматриваемого класса:

используемые каналы передачи информации, их обработка с целью обеспечения номинальных параметров и защита от основных факторов, приводящих к их отказам;

применяемый комплекс технических средств (КТС);

организация питания аппаратуры располагаемой на технологическом оборудовании и в зоне ведения технологических процессов; наличие обратных связей, обеспечивающих вывод сигнализации участникам технологического процесса о возникающих неисправностях в системе; оснащение обслуживающего персонала средствами контроля исправной работы КТС и отыскания неисправности;

оснащение ремонтного персонала аппаратурой, обеспечивающей качественный ремонт, наладку и проверку параметров оборудования систем управления. Указанные факторы выделены на рисунке 9 утолщенными контурами.

При выборе каналов передачи информации и аппаратуры реализации систем управления необходимо руководствоваться принципами изложенными в главе 3. При использовании для передачи оперативной информации радиоканалов общего действия целесообразно применять многоканальные серийно выпускаемые радиостанции, организовывая их работу в двух режимах: технологической связи машинистов технологического оборудования с диспетчером и передачи оперативной информации. Это способствует качественному обслуживанию канала связи, а также позволяет сократить капитальные и эксплуатационные затраты при вводе и эксплуатации системы.

Мероприятия |

влияющие на коэффициент использования !

Мероприятия по обеспечению ремонтопригодности

-1 Г

Производственные

1 ! ! 1 i

¡ Эксплуа- I ■тационные ' 1 1 Проектные i Конструк- . тивные ' 1 1 1 ¡ Организа-' ционные 1 ! ' | Условия 1 эксплуатац. i 1 Метериальн технич обеспеч.

Выбор Соблюден. Повышение

схемн технолог. квалиф.

решен. и соверш. персонала

I 1 . 1

Выбор 1 Тренировка i 1 Организац.

элемент. . элемент техническ

и режимов и аппарат. 1 обслужив

Выбор Настройка 1 Прогноз

материалов и I постелен.

и конструкц. наладка отказов

1 1 1

Обеспечен I Текущий и | Наличие

удобств I выходной 1 стендов

обслуж. 1 контроль 1 для ремонта

1 аппаратуры

Выбор КТС с выс. пок. ремонтопр.

Маркировка элементов

Организация обратных

связей в системе

Индикация ' неисправн в узлах

Наличие | контрольн.| точек |

Ш

Доступность

I Подготовка | I обслужив. | персонала

X

Наличие и качество тех докум

Организ. I технич. I

обслужив ^

Наличие средств поиска неисправ

| Окружающ. среда

X Наличие инструм. приборов

п

.Размещение

ЗИП и вспом аппаратуры элементов

Т"

Условия Наличие , работы | материалов | |обелуж перс. ! для обслуж. •

Мероприятия по профилактическому обслуживанию

Ш

1 Внешний I

| осмотр 1

' и чистка |

I аппарат. |

Контрольно регулир. I работы .

1

Прогкозироа отказов

i Сезонные I смазочные | и крепежн. I работы

Техническ. I осмотры I и проверки

Рисунок 9 - Методы обеспечения эксплуатационных характеристик систем

При организации сбора оперативной информации о работе технологического транспорта по схеме "транспортное средство - контрольный пункт - диспетчерский пункт", как правило, применяется канал связи локального действия.

При этом целесообразно применение разработанного автором индуктивного канала на частоте 66 кГц, разрешенного к использованию Государственной комиссией по радиочастотам ГКРЧ (Шифр канала - "канал - Т", номер письма 422 от 16.06.81), характеризующегося высокой локальностью зоны связи, компактностью аппаратуры, размещаемой на подвижных единицах, простотой передающих и приемных антенн.

Необходимым условием повышения безотказности КТС является защита радиоканала связи от длительного присутствия в канале несущей частоты какой - либо из используемых радиостанций, вызванного небрежным обращением машиниста технологического оборудования с радиостанцией или ее неисправностью, а также защита проводных каналов связи систем телемеханики, используемых для обмена информацией между многими периферийными пунктами и диспетчерским пунктом, от присутствия постоянной составляющей при выходе из строя передатчика одного из периферийных пунктов, защиту предлагается выполнять по разработанному автором методу представленному в авторском свидетельстве Л- 248762.

Практика показала низкую надежность сети переменного тока, используемой для питания аппаратуры систем рассматриваемого класса, особенно располагаемой на технологическом оборудовании и в зоне ведения технологического процесса (частые отключения отдельных фидеров на длительное время, нестабильность параметров во времени, несоответствие параметров номинальным характеристикам).

Это обуславливает необходимость применения источников гарантированного питания со стабилизацией выходных параметров, что существенно повышает безотказность аппаратуры.

С целью сокращения времени восстановления отказавшей аппаратуры и профилактических работ предлагается организовывать обратные связи, обеспечивающие вывод сигнализации участникам технологического процесса (водителям транспортных средств, машинистам технологического оборудования и др) об исправной работе аппаратуры систем управления, располагаемой на технологическом оборудовании, либо о возникающих неисправностях, оснащать обслуживающий персонал средствами оперативного контроля исправной работы КТС и оперативного отыскания неисправности, осуществлять одновременно с поставкой комплекса оборудования системы, поставку сервисного оборудования, обеспечивающего качественный ремонт, наладку и проверку параметров аппаратуры систем управления. Сервисное оборудование специального назначения для обслуживания периферийной аппаратуры систем управления призвано обеспечивать быстрое отыскание неисправностей, должно отличаться удобством пользования, компактностью, малым весом и т. д.

В работе приведено описание разработанных автором средств для контроля исправной работы и отыскания неисправностей комплекса оборудования.

Реализация упомянутых методов обеспечения эксплуатационных характеристик систем управления позволяет также значительно снизить трудоемкость обслуживания, что весьма существенно в условиях дефицита обслуживающего персонала на объектах (как в смысле количественного состава, так и в смысле квалификации).

Глава шестая посвящена вопросам разработки комплекса нестандартных технических средств, позволяющих осуществлять реализацию систем управления технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами.

При этом на уровне изобретений разработаны и многократно апробированы основные средства реализации систем рассматриваемого класса

Так, для передачи оперативной информации по радиоканалу общего действия предлагается использовать устройство для передачи телеинформации (авторское свидетельство № 364011), реализованное по синхронному принципу передачи.

Информационная оценка различных систем связи (пропускной способности и скорости передачи информации) показала эффективность использования синхронных систем связи, пропускная способность которых примерно на 30 % выше пропускной способности асинхронных систем.

Структурная схема разработанного устройства для передачи телеинформации представлена на рисунке 10.

Управление сигналами

| Датчик | |сигналов I

| Передающий I • тракт |

Датчик сигналов

кГ™]- —►] Передающий ^

_ __ ) 1 тпя1гг i

| Датчик I интер [ времени]

{ тракт J

Блок \ .\ Приемный! запуска! | тракт Г

Пиемный тракт

- ^Селектор! » ->| Схема 1 —Ц совладения

->|Селектор| -¡I

|1 !

> Передающий тракт

! Передающий тракт

Схема совпадения

Распределительный ■ ,

тг г

' I |Н совпадения \

Датчик ] '1-----

^ сипхро- 1 | Схема ,

[сигналов | 1 совпадения^

Рисунок 10 - Структурная схема устройства для передачи телеинформации.

В качестве канала связи в нем использован радиоканал, работающий в двух режимах: автоматической передачи информации и телефонного разговора Устройство построено на рапределительно-разделителыюм принципе избирания и работает циклически. Передатчик радиостанции каждого объекта включается на передачу информации в строго отведенное ему время в цикле опроса, определяемое датчиком интервалов времени передачи. Запуск датчиков интервалов времени передачи всех объектов осуществляется одновременно синхронизирующим сигналом, посылаемым с пункта управления в начале каждого цикла передачи информации. Время срабатывания датчика на каждом объекте устанавливается вполне определенным, по достижении которого датчиком подается сигнал разрешения передачи информации. При этом, сигналы поступают в канал связи и далее в приемный тракт ДП, где выделяются селекторами. Одновременно с подключением передающих трактов объектов к каналу связи на выходах распределительного регистра, соединенных со схемами совпадения, поочередно возникают импульсы, при совпадении которых с импульсами селекторов на выходах указанных схем совпадения появляются сигналы, соответствующие переданной информации.

Для передачи информации по локальному каналу связи предлагается использовать индуктивный канал связи.

Исследования показали эффективность использования индуктивного канала связи для передачи цифровой и речевой информации на незначительные расстояния При этом, обеспечивается высокая локальность зоны связи, что весьма важно при организации передачи информации со многих объектов.

Взаимосвязь факторов, влияющих на индуктивный канал связи, можно представить следующими соотношениями. Напряженность магнитной составляющей излучаемого поля, воздействующего на приемный контур при расположении приемной и передающей антенн по одной оси

где /„ - амплитуда тока в излу чаемом контуре, 1/ - площадь излучающей рамки,

СО - круговая частота тока,

х - расстояние между передающими и приемными антеннами ЭДС, возбуждаемая в приемном контуре

Ет -0)'{1-п2 -Я

(65)

где - число витков приемного контура,

- площадь приемного контура.

Разработан индуктивный канал связи - "Канал-Т", который разрешен для применения государственной комиссией по радиочастотам ГКРЧ (письмо ГКРЧ № 422 от 16 06 81 г) В работе предлагается ряд разработанных на уровне изобретения устройств, основанных на применении упомянутого индуктивного канала связи.

Одним из указанных устройств является устройство для определения местоположения подвижных объектов (авторское свидетельство № 333578), структурная схема которого представлена на рисунке 11

Рисунок 11 - Структурная схема устройства для определения местоположения подвижных

В нем, в антеннах сброса, расположенных на границах контролируемых участков, все время протекает ток несущей частоты, промодулированной частотой сброса, в антеннах кода -ток той же несущей частоты, промодулированной поочередно двумя кодовыми частотами При прохождении транспортного средства (например, локомотивосостава) над передающими антеннами вначале сброса, затем кодовой, с любой стороны контролируемого участка, в приемной антенне наводится ЭДС сбросовой частоты, которая сбрасывает информацию, а затем ЭДС кодовых частот, набирающих код данного контролируемого участка Эта информация запоминается в блоке памяти на все время, пока объект находится на контролируемом участке

Другим разработанным устройством, использующим для работы индуктивный канал связи, является устройство для определения номера и направления движущегося объекта (авторское свидетельство № 633059)

В нем на подвижном объекте блоком кодирования постоянно вырабатывается кодовая комбинация, состоящая из V посылок сигналов, соответствующая номеру объекта Кодирование элементарных посылок сигналов осуществляется по нескольким взаимонезависимым

объектов

Структурная схема устройства представлена на рисунке 12

Рисунок 12 - Устройство для определения номера и направления движущегося объекта

На пункте опознавания сигналы, передаваемые с подвижного объекта, вошедшего в зону связи, принимаются приемником и поступают на входы селекторов посылок сигналов Селекторы осуществляют проверку элементов принятой кодовой комбинации по кодовым признакам, после чего кодовая комбинация поступает в блок анализа кода номера объекта, где она запоминается на время опознавания В блоке анализа кода осуществляется анализ принятой кодовой комбинации на достоверность в соответствии с заложенными критериями, после установления достоверности кодовая комбинация поступает на общие входы Элементов "И" и в блок анализа направления движения объекта В блоке анализа направления движения объекта осуществляется определение направления движения путем сравнения принятой кодовой комбинации с комбинацией, записанной в блоке памяти направления движения объекта, и дается разрешение на прохождение принятой кодовой комбинации через одну из схем совпадения "И", в зависимости от направления движения объекта

Одновременно прохождение данного объекта в определенном направлении запоминается в блоке памяти направления движения

При несоответствии принятой кодовой комбинации установленным критериям достоверности формирователем сигнала неопознавания и блоком сигнализации неопознавания формируется сигнал неопознавания объекта.

Еще одним разработанным устройством, использующим для работы индуктивный канал связи, является устройство для централизованного контроля и управления движением транспортных средств (авторское свидетельство № 1317467)

Структурная схема устройства представлена на рисунке 13

Устройство работает в двух режимах режиме автоматического обмена информацией между транспортными средствами и пунктом управления и режиме телефонной связи диспетчера с водителями транспортных средств

Основной режим работы устройства - режим автоматического обмена информацией

В работе предлагается для приема информации с движущихся объектов применять разработанное автором устройство по авторскому свидетельству № 693417, структурная схема которого приведена на рисунке 14

В разработанном устройстве элементы принимаемой с подвижного объекта кодовой комбинации, представляющие собой опорный и информационный импульсы, выделяются

соответствующими селекторами, число рабочих значений кодового признака импульсов, составляющих кодовую комбинацию, не ограничивается, что позволяет использовать коды с любым основанием.

Рисунок 13 - Устройство для централизованного контроля и управления движением транспортных средств.

Рисунок 14 - Устройство для приема информации с движущихся объектов.

С выходов селекторов сигналы подаются на входы соответствующих им блоков памяти временного положения опорного и информационного импульсов, а также в блок формирования сигналов синхронизации, в котором осуществляется запоминание временного положения элементов принятой кодовой комбинации.

С выходов блоков памяти временного положения опорного импульса и временной последовательности информационных импульсов сигналы поступают на входы блока

формирования адресов информационных импульсов, который осуществляет их распределение по выходам в определенном порядке в зависимости от их взаимного расположения по отношению к опорному импульсу, откуда они переписываются в блок памяти принятой информации.

Разработанное устройство позволяет принимать кодовые комбинации начиная с любого их элемента, что способствует сокращению времени приема информации с движущегося объекта В устройстве отсутствует необходимость в определении момента вхождения движущегося объекта в зону уверенной связи.

Разработанный на уровне изобретений комплекс устройств сбора, передачи и обработки информации позволяет реализовывать системы управления рассматриваемого класса различной структуры.

В работе обоснована эффективность использования разработанных устройств.

Применение разработанных методов и средств повышения достоверности информации обеспечило низкую вероятность ошибок в тратах передачи информации по радиоканалам Р,^, = 4,7» 10"6 по проводному каналу 1,8*10"6.

В главе седьмой приведены данные по внедрению результатов исследований

Па основе разработанных принципов построения систем управления, а также разработанных технических средств сбора, передачи и обработки информации создан и внедрен ряд систем- Автоматизированная система оперативного управления горнотранспортными ' работами "РУДА-1" на Оленегорском горно-обогатительном комбинате, предназначенная для организации оперативного управления горнотранспортными работами на открытых разработках с железнодорожным транспортом Система предназначена для работы в режиме "советчика" и обеспечивает автоматическую передачу информации о работе локомотивосоставов и экскаваторов, автоматический прием информации о работе локомотивосоставов, экскаваторов, о занятости участков пути (от устройств СЦБ), обработку информации по заданному алгоритму, нахождение рационального решения горнотранспортной задачи и выдачи результата (адреса и маршрута посылки составов) диспетчеру, автоматическую печать графиков исполненного движения локомотивосоставов и работ ы экскаваторов

В состав системы оперативного управления горно-транспортными работами входят: устройства передачи и приема информации с экскаваторов, устройства передачи и приема информации с локомотивосоставов, специализированное вычислительное устройство, устройство печати графика исполненного движения

Система экспонировалась на Международной выставке "Современные средства автоматизации производственных процессов" - "Автоматизация - 69" (Москва-Сокольники, 1969 г) Система и автор данной работы отмечены Дипломами оргкомитета.

- Автоматизированная система планирования, учета и оперативного управления горнотранспортными работами на Кальмакырском карьере Алмалыкского ГМК им. В.И. Ленина.

Система предназначена для работы в режиме "советчика" диспетчера и обеспечивает: сменное планирование работы забойных экскаваторов и карьера в целом, автоматический сбор информации о работе забойных и отвальных экскаваторов, о местоположении и характеристике локомотивосоставов, о качественном и количественном распределении горной массы в забоях и тд, обработку информации по заданному алгоритму, нахождение наиболее рационального решения горнотранспортной задачи и выдачу результатов диспетчеру, световую индикацию основных показателей, характеризующих работу оборудования и карьера в целом, автоматическую печать графика ведения горнотранспортных работ.

Для решения перечисленных задач система включает в себя следующие технические средства: устройства передачи информации с электровозов, устройства ввода, хранения и передачи

информации о качестве горной массы в забоях, работе экскаваторов и отвалов, устройства для определения местоположения подвижных объектов, пульт горного диспетчера, устройство приема информации с электровозов, специализированное вычислительное устройство, пульт транспортного диспетчера, устройство автоматической печати графика ведения горнотранспортныхработ.

- Автоматизированная система управления технологическими процессами рудника открытых работ Тырныаузского вольфраме - молибденового комбината.

Структура системы по характеру и взаимосвязи задач охватывает все объекты управления на карьере: буровые станки, экскаваторы, автосамосвалы, отвалы, рудоспуски и пр. В системе в комплексе решаются задачи оперативного планирования горно-транспортных работ, горно-технологической диспетчеризации, управления горно-транспортными работами , оперативного расчета технико-экономических показателей.

Система обеспечивает: составление плана добычи руды на смену, составление плана ведения вскрышных работ на смену, определение потребности в транспорте, распределение автосамосвалов между экскаваторами, автоматический сбор и обработку оперативной информации о работе горного и транспортного оборудования, определение адресов погрузки и выгрузки автосамосвалам, автоматический контроль и учет выработки буровыми станками, экскаваторами и автосамосвалами, учет вывезенной горной массы по отдельным рудоспускам, отвалам и в целом по карьеру, управление режимом бурения, расчет и корректировку паспортов буровзрывных работ.

Для решения перечисленных задач система включает в себя следующий комплекс технических средств: устройства отбора информации о работе буровых станков и экскаваторов, устройства передачи и приема информации с буровых станков и экскаваторов, устройства передачи информации на контрольные пункты и опознавания автосамосвалов, устройства обмена информацией между диспетчерским и контрольными пунктами, устройства управления режимом бурения, устройства обработки информации, пульт горно - транспортного диспетчера, управляющий вычислительный комплекс.

Разработанный программно - технический комплекс принят Государственным Комитетом по науке и технике в качестве типового при создании АСУТП открытых горных работ, решение проблемы ОЦ026;

- Автоматизированная система оперативного диспетчерского управления движением пассажирского автобусного транспорта "АГАТ - 1" на автобусных маршрутах г. Орджоникидзе.

Система защищена авторским свидетельством № 1317467.

Система предназначена для контроля, учета и управления движением пассажирского автобусного транспорта и состоит из комплекса аппаратуры диспетчерского пункта и периферийных устройств передачи информации и связи диспетчера с водителями автобусов. Основной режим работы системы - режим непосредственного цифрового управления под контролем диспетчера

Созданная под руководством автора данной диссертационной работы автоматизированная система управления, планирования и учета выемочно - транспортных работ на карьерах "Кристалл - 1" решениями VII Всесоюзного семинара по оптимизации горных работ (СОАНСССР, г. Новосибирск, 1987 г.) отмечена как существенное достижение в области создания систем рассматриваемого класса, а разработанные методы проектирования упомянутых систем одобрены решениями международной научно - технической конференции "Промышленный транспорт на пороге XXI века" (п. 4.10 Решений) (Ассоциация промышленного транспорта, г. Москва, 1998 г.).

Результаты проведенных исследований (разработанные методики построения систем, а также комплекс технических средств их реализации) использованы также при создании систем

сбора и обработки информации для оперативного управления экологической обстановкой (отчет по теме № 1506, СКГТУ, г. Владикавказ, 1997 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в работе исследования представляют научную и практическую основу решения крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение - развитие теории, разработка методов и технических средств построения эффективных эргатических систем управления пространственно - распределенными многоагрегатными подвижными комплексами.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Развиты теоретический базис и концептуальные принципы создания АСУ пространственно - распределенными подвижными объектами, учитывающие специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса.

2. Создана методика построения АСУ пространственно - распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации, синтеза и оптимизации структуры, обоснования и выбора комплекса технических средств, обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах.

3. Разработаны методы расчетов характеристик систем управления, включающие расчеты вероятности появления ошибок в системе и влияния достоверности информации на производительность управляемого процесса. Расчет потерь в функционировании производственной системы предложено осуществлять на основе определения зависимости качества функционирования процесса от объемов ошибочной информации по каждому параметру управления и дифференцированному учету влияния различных отказов на эти объемы

4.Многообразие вариантов структур автоматизированных систем управления пространственно - распределенными подвижными объектами предложено отображать дискретной математической моделью с параметрами, характеризующими способы организации передачи, способы ее формирования и виды используемых каналов связи.

5. Предложено состав задач, решаемых системой, базировать на типовом перечне задач АСУ с учетом ожидаемого эффекта от их внедрения, требуемого времени разработки, связности входных переменных и задач управления, необходимого финансирования.

6. Синтез и оптимизацию структуры систем предложено производить на основе установления номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и агрегатных средств ее передачи, комплексной оценки влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированного учета влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса.

7. Разработаны эффективные методы обеспечения достоверности информации в системах, выделенные в три группы:

- структурные методы обеспечения достоверности информации, реализуемые на этапе обоснования и выбора структуры системы,

- аппаратные методы обеспечения достоверности информации, реализуемые на этапе разработки комплекса технических средств (КТС),

- методы обеспечения достоверности, основанные на специальных способах обработки информации, принимаемой с объектов управления.

Предложено третью группу методов обеспечения достоверности информации реализовывать во всех системах при их внедрении.

8. Предложены принципы обеспечения живучести эргатических систем управления пространственно - распределенными подвижными объектами, позволяющие снижать эксплуатационные затраты, увеличивать среднее время безотказной работы комплекса технических средств и сокращать среднее время восстановления аппаратуры и профилактических работ. Выделены факторы, которым необходимо уделять повышенное внимание при проектировании таких систем.

9. Разработаны типовые проектные решения по созданию комплексной автоматизированной системы управления технологическими процессами открытых горных разработок - решение Проблемы ОЦ 026 Государственного Комитета по науке и технике.

10. На уровне изобретений разработаны и многократно апробированы на многих объектах основные технические средства реализации автоматизированных систем управления пространственно - распределенными подвижными объектами.

11. На основе разработанных методов построения информационно-управляющих систем создан и внедрен ряд систем управления технологическими процессами на предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и алмазодобывающей промышленности, автомобильного транспорта, системы реализованы также в проектах строительства АСУ. Результаты исследований использованы при создании систем сбора и обработки информации для оперативного управления качеством окружающей природной среды (отчет по теме N 1506, г. Владикавказ, 1997 г.)

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Алексеев В.П. Принципы построения эргатических систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Технические науки - 2002 - №4 - с.3-6

2. Алексеев В.П. Эффективность систем управления технологического типа при различных уровнях достоверности оперативной входной информации // Известия ВУЗов. Цветная металлургия - 2004 - №2 - с.80-85

3. Алексеев В.П. Об одном способе оценки структур систем управления технологического типа. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский ретон. Технические науки - 2003 -№1-с.9-10

4. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. АСУТП открытых горных работ на основе современных информационных технологий // Горные машины и автоматика - 2001 - №1 - с.27-30

5. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Комплексное управление основными переделами рудника открытых работ - основа эффективной работы предприятия // Горный информационно-аналитический бюллетень - М. МГГУ, 2002 - №8 - с. 195-198

6. Алексеев В.П. Методика выбора эффективной подсистемы сбора информации в АСУ горнотранспортными работами // Вопросы кибернетики: Сборник / АН Уз ССР. Институт кибернетики с ВЦ. - Ташкент, 1978. - вып. 103 - с.70-88

7. Автоматизированная система управления на Кальмакырском карьере / И.Б. Табакман, Е.А Андреев, В.П, Алексеев и др. -М.: Цветметинформация, 1975-40 с.

8. Алексеев В.П., Андреев Е.А, Константиновский В.В. Передача оперативной горнотехнической информации в автоматизированных системах управления горнотранспортными работами. // Труды Северо-Кавказского горнометаллургического института. - Орджоникидзе, 1974 - Вып. XXXVII, Геология и горное дело. - с. 132-136

9. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Ткаченко Л.А Комплекс технических средств автоматического отбора и передачи информации для открытых горных работ// Горный журнал - 1990. - №2 - с.52-55

10. А.С. №333578 СССР, МПК 008с 21/00. Устройство для определения местоположения подвижных объектов. Е.А. Андреев, В.В. Константиновский, В.П. Алексеев и др. (СССР). - №1442973/18-24; Заявлено 27.05.70 ; Опубликовано 21.03.72, Бюл. №11-2с.:ил.

П. А.С. №364011 СССР, МПК 008с 17/00. Устройство для передачи телеинформации. / В.П. Алексеев, Е.А Андреев, В.В. Константиновский и др. (СССР). -№1471887/18-24; Заявлено 5.08,70; Опубликовано 9.03.73, Бюл. №4-2с: ил.

12. Табакман И.Б., Андреев Е.А, Алексеев В.П. и др. Внедрение АСУ транспортом Кальмакырского карьера // Промышленный транспорт: Ежемесячный научно-технический журнал. Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства. -1976, №1 - М.: Транспорт, 1976- .-29 см. - 12 раз в год - 50 к. №1976, №1.-7260 экз.

13. Константиновский В.В., Андреев ЕА., Алексеев В.П. Развитие автоматизированных систем оперативного управления карьерным железнодорожным транспортом на примере Кальмакырского рудника // Автоматизация производственных процессов цветной металлургии - М. 1977 - Вып. 1(11).- с.З - 11. - Тематический сборник научных трудов Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика».

14. Андреев БА, Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Табакман И.Б. Основные принципы построения АСУТП на карьерах // Докл. сов специалистов/ Семинар специалистов стран-членов СЭВ по математическому обеспечению АСУТП, Кентау, септ. 1982 г. - М.,1982. - с.1 -12.

15. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П. АСУТП на карьерах Миницветмета // Автоматизированные системы управления технологическими процессами в горном производстве: Сборник / СОАНСССР. Институт горного дела. - Новосибирск, 1986. - с.30-34

16. А.С. №633059 СССР, МПК в080 1 /01 Устройство для определения номера и направления движущегося объекта. / В.П. Алексеев, В.В. Константиновский и др. (СССР). -№2358907/18-24; Заявлено 11.05.76; Опубликовано 15.11.1978, Бюл. №424с: ил.

17. Алексеев В.П., Дедегкаев А.Г. Управление технологическим транспортом на карьерах // Информационные процессы, технологии, системы, коммуникации и сети: Сборник / Международная академия информатизации. - М, 1995. - С. 130-133.

18. Алексеев В.П., Белоусов ГА Опыт эксплуатации систем опознавания автосамосвалов и обмена информацией между диспетчерским и контрольными пунктами на Тырнаузском ВМК // Опыт разработки и внедрения АСУП, АСУТП, средств вычислительной техники и автоматизации на предприятиях цветной металлургии Урала / Матер, научно-технической конференции АСУ-ЦМ-86. - Свердловск, 1986. - с.99-100.

19. А,С, №693417 СССР, МПК в08С 19/28 Устройство для приема информации с движущихся объектов. / В.В. Константиновский, ЕА Андреев, В.П. Алексеев и др. (СССР). -№2341173/18-24; Заявлено 29.03.76; Опубликовано 25.10.79, Бюл. №39-4с: ил.

20. Алексеев В.П. Принципы построения эффективных информационных систем технологического типа. // Труды международного конгресса информатизации посвященного памяти А. Нобеля / Международная академия информатизации. - Ижевск, 1995.-С.104-106.

21. А.С. №1317467 СССР, МПК в08С 1/08 Устройство для централизованного контроля и управления движением транспортных средств. / В П. Алексеев, Е.А. Андреев, В.И. Цорионов (СССР). -№3841691/24-24: Заявлено 9.01.85; Опубликовано 15.06.87, Бюл. №22-8с: ил.

22. Алексеев В.П. Структурные методы обеспечения надежности информационных систем. // Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. - Владикавказ, 1995-Вып. 1.-С.148-150

23. Алексеев В.П. Об одном методе надежностного анализа сложных систем // Логическое управление организационными структурами. / Северо-Кавказский государственный технологический университет. - Владикавказ, 1998. - с.83-86.

24. Дедегкаев Л.Г., Алексеев В П. Сетевые технологии телеобработки данных в АСУ транспортно-технологическими комплексами открытых горных предприятий // Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения / Материалы международной научно-практической конференции. - Новочеркасск, 2000. - ч.1 - с.13-15.

25. Алексеев В.П. Комплекс аппаратуры опознавания автомашин ИКС-1. // Информационный листок о научно-техническом достижении №87-1. Серия Р.50.47.31 / Объединение по руководству научно-технической информацией и пропагандой РСФСР. Северо-Осетинский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. - Владикавказ, 1987. - с. 1 -3

26. Алексеев В.П. О рациональном объеме автоматизации управления технологическим процессом // Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. - Владикавказ, 2001 - Вып. 8. - с.288-290.

27. АС, №467393 СССР, МПК 008 с. 19/28 Устройство для запуска приемников информации / В.П. Алексеев, ЕА Андреев, В.В. Константиновский и др. (СССР). -№1983030/18-24; Заявлено 24.12.73; Опубликовано 15.04.75, Бюл №14-2с: ил.

28. Алексеев В.П. Основные принципы проектирования эффективных автоматизированных систем управления транспортно-технологическими комплексами карьеров. // Материалы международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» / Ассоциация промышленного транспорта «Аспромтранс».- МЛ 998. - с.80-86

29. Алексеев В.П. Новые решения автоматизированных информационных систем для горно-транспортных комплексов ГОКов // Материалы международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» / Ассоциация промышленного транспорта «Аспромтранс». - М.1998. - с.91-95

30. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Система передачи информации // Информационный листок №63-99. Серия р.73.31.86 / Российское объединение информационных ресурсов научно-технического развития при Правительстве Российской Федерации (Росинформресурс). Северо-Осетинский центр научно-технической информации. -Владикавказ, 1999.-с. 1-2

31. А.С. №227384 СССР, МПК Н03К36/18 Селектор импульсов по длительности / В.В. Константиновский, В.П. Алексеев, В И. Маликов (СССР). -№1194440/26-24; Заявлено 31.10 67; Опубликовано 25,10.68, Бюл. №30-2с: ил.

32. А.С. №248762 СССР, МПК Н03К36/О4 Устройство для передачи импульсов / В.В. Константиновский, А.Г. Ковалевский, В П. Алексеев и др. (СССР). - №1179012/26-8; Заявлено 14.8 67; Опубликовано 18.7.69, Бюл. №24-2с.:ил.

33. Дедегкаев А.Г., Алексеев В П. Управление процессами открытых горных работ на основе сетевых технологий телеобработки данных // Горный информационно-аналитический бюллетень - М.,МГТУ, 2003 - №8 - с. 184-185.

34. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Совершенствование организации, планирования и управления процессами открытых горных работ на основе современных информационных технологий // Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов России / Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию СКГТУ. - Владикавказ, 2002, с.79-81

25 3 73

35. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Коннов В А. Автоматизированная система управления технологическими процессами на руднике открытых горных работ ТВМК и результаты ее внедрения // АСУ технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывно - дискретного типов в энергетике, химии, нефтехимии, металлургии /Материалы всесоюзной конференции - М., Главсистемпром, 1987. -с.49-50.

36. А.С. №661828 СССР, МПК Н04В 13/00 Устройство для передачи информации по канату шахтной подъемной установки / В.В. Константиновский, Е А. Андреев, В.П. Алексеев (СССР). - №2181970/18-09; Заявлено 14.10.75; Опубликовано 05.05.79, Бюл. №174с: ил.

37. Дедегкаев А.Г., Алексеев В П. Информационное обеспечение АСУ экологической обстановкой // Экологические исследования: Сборник/ Министерство охраны окружающей среды Республики Северная Осетия-Алания. - Владикавказ, 1998. — с. 11 -15.

38. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Системы сбора и передачи информации об экологической обстановке по радиоканалам. // Материалы III международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий». - Владикавказ, 1998. -с. 134-136.

39. Дедегкаев А.Г., Алексеев В П. Диспетчерский контроль и управление на горнодобывающих предприятиях на основе современных информационных технологий // Горно-металлургический комплекс России: состояние, перспективы развития / Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. - Владикавказ, 2003, -с.340-343

Подписано в печать_._.2004 г. Печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ № 365

Изд-во «Терек». Подразделение оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ), г. Владикавказ, ул. Николаева, 44

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Задачи оперативного управления транспортно-технологическими комплексами на карьерах.

1.2 Информация в системе управления транспортно-технологическими комплексами.

1.3 Существующие способы и средства реализации систем управления транспортно-технологическими комплексами на карьерах.

1.4 Анализ методов проектирования комплекса технических средств АСУ.

1.5 Задача и методика исследования.

Глава 2 ВЫБОР ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ АСУ.

2.1 Общая характеристика вопроса.

2.2 Анализ существующих методов выбора задач управления

2.3 Функции управления комплексной АСУТП открытых горных разработок /типовой материал/.

2.4 Установление рационального объема автоматизации управления.

Выводы.

Глава 3 СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ. 3.1 Общая методика решения задачи и критерий эффективности.

3.2 Математическая модель и алгоритм построения эффективной системы управления.

3.3 Методика расчета вероятности появления искажений информации в системе.

3.4 Влияние достоверности информации на производительность системы.

3.5 Влияние потери информации на ущерб функционирования системы. 3.6 Исследование рациональных областей применения систем разных структур.

Выводы.

Глава 4 ИНФОРМАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.

4.1 Достоверность информации в АСУ.

4.2 Исследование ошибок при передаче информации по реальным каналам связи.

4.3 Комплексное использование методов повышения достоверности информации.

4.4 Аппаратные методы обеспечения достоверности информации.

4.5 Методы логической обработки информации, принимаемой с объектов управления.

Выводы.

Глава 5 ЖИВУЧЕСТЬ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.

5.1 Свойства живучести систем.

5.2 Эксплуатационные характеристики восстанавливаемых систем.

5.3 Методы обеспечения эксплуатационных характеристик систем управления.

5.4 Мероприятия по обеспечению живучести систем управления транспортно-технологическими комплексами.

Выводы.

Глава 6 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА НЕСТАНДАРТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.

6.1 Средства формирования, передачи и обработки условно-постоянной информации.

6.2 Средства формирования, передачи и обработки переменно-текущей информации.

6.2.1 Устройство для передачи телеинформации.

6.2.2 Устройство для автоматического определения местоположения локомотивосостава.

6.2.3. Устройство для определения номера и направления движущегося объекта.

6.2.4 Устройство для приема информации с движущихся объектов.

Выводы.

Глава 7 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

7.1 Разработка и внедрение автоматизированных систем управления на карьерах с железнодорожным транспортом.

7.1.1 Автоматизированная система оперативного управления горнотранспортными работами «Руда-1».

7.1.2 Автоматизированная система планирования, учета и ф оперативного управления горнотранспортными работами на

Кальмакырском карьере Алмалыкского ГМК.

7.2 Разработка и внедрение автоматизированных систем управления на карьерах с автомобильным транспортом.

7.2.1 Автоматизированная система управления технологическими процессами рудника открытых работ Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината.

7.2.2 Автоматизированная система учета и контроля работы технологического транспорта на разрезе «Сибиргинский» объединения «Кемеровоуголь».

7.3 Разработка и внедрение автоматизированной справочно-4 информационной системы карьера трубки «Удачная» объединения «Якуталмаз».

7.4 Разработка и внедрение автоматизированной системы оперативного диспетчерского управления движением пассажирского автобусного транспорта «АГАТ-1» на автобусных маршрутах г. Орджоникидзе.

7.5 Разработка и внедрение унифицированной системы телемеханики для диспетчеризации энергообъектов и вентиляционных установок рудника «Молибден» Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината.

7.6 Развитие автоматизированных систем управления транспортно-технологическими комплексами карьеров на основе современных информационных технологий.

7.7 Использование результатов исследований при разработке систем сбора и обработки информации для оперативного

• управления качеством окружающей природной среды.

7.8 Внедрение результатов диссертационной работы в учебный процесс Северо-Кавказского горнометаллургического института (государственного технологического университета).

Выводы.

Транспортно-технологические комплексы, включающие значительное количество одновременно работающего погрузочно-разгрузочного и транспортного оборудования, функционируют на многих предприятиях.

На горнодобывающих, горно-обогатительных, горнометаллургических предприятиях транспортно-технологические схемы характеризуются большим разнообразием, включают оборудование большой единичной мощности.

На карьерах значительное распространение получили экскаваторно-автомобильный, экскаваторно-железнодорожный и комбинированный комплексы.

Затраты на функционирование транспортно-технологических комплексов составляют до 60% общих затрат на добычу полезных ископаемых, поэтому эффективность функционирования таких комплексов существенно влияет на показатели работы горнодобывающего предприятия.

Одним из основных путей повышения эффективности функционирования транспортно-технологических комплексов является совершенствование процессов управления ими на основе внедрения информационно-управляющих систем.

Проблема создания таких систем сопряжена с большим количеством периферийной аппаратуры, располагаемой на объектах управления, рассредоточенных на больших территориях, тяжелыми условиями работы аппаратуры (повышенные вибрации, широкий диапазон изменения температуры и влажности окружающей среды, значительная запыленность, высокий уровень электрических помех и т.д.), частичным использованием ручного ввода информации, в связи со сложностью ее автоматической классификации.

Создан ряд систем управления транспортно-технологическими комплексами, успешно работающих на отдельных предприятиях.

Однако, опыт создания эргатических систем с подвижными объектами не получил должного научного обобщения.

Анализ известных работ показал, что отсутствуют типовые методики проектирования систем управления транспортно-технологическими комплексами. В упомянутых работах синтез структуры систем управления осуществляется без учета достоверности оперативной информации используемой для управления.

Известные методики проектирования не учитывают специфики рассматриваемых систем (широкое использование для передачи-приема информации радиоканалов, применение большого количества нестандартизованных устройств различного назначения и др.).

В известных методиках проектирования не охватывается весь комплекс вопросов связанных с созданием систем и дальнейшим их функционированием на объектах.

В ряде методик для анализа и расчетов используется большое количество исходных параметров, многие из которых не могут быть получены на этапе проектирования.

Основные положения отдельных методик базируются на методе экспертных оценок, характеризующимся большой погрешностью получаемых результатов. Поэтому исследования, направленные на разработку методов проектирования эффективных эргатических систем управления пространственно-распределенными подвижными комплексами весьма актуальны.

Связь темы диссертации с государственными научными программами.

Диссертационные исследования связаны с выполнением НИР и ОКР по:

- постановлениям ЦК КПСС и СМ СССР от 26.04.79 г. №383 «Разработать и внедрить АСУТП и АСУП на Алмалыкском горнометаллургическом комбинате им В.И. Ленина», от 16.10.85 г. №968 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ Тырныаузского горно-металлургического комбината», от 05.10.86 г. №1236 «О мерах по дальнейшему развитию алмазодобывающей промышленности и энергетики Западной Якутии»;

- проблеме государственного комитета по науке и технике ОЦ 026 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ, охватывающей автоматизацией все основные переделы»; комплексной научно-технической программе научно-технического прогресса стран-членов СЭВ до 2000 г., принятой на 41-м заседании сессии СЭВ. Проблема 2.2.3 - «Создание АСУТП»;

- основным направлениям поисковых исследований горного дела цветной металлургии на 1984-1990 г. (п. 1.14);

- постановлению Совета Министров РФ от 24.11.93 г. «О создании в России Единой Государственной системы экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ); решениям Ассоциации промышленного транспорта «Аспромтранс» принятым на Международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» (п.4.10), Москва, 6.03.98 г.;

- Республиканской целевой Программе «Интеграция науки и высшего образования РСО-Алания на 2004 г.».

Целью работы является разработка методов построения эффективных информационно-управляющих систем технологического типа пространственно-распределенными подвижными объектами и их практическая реализация в проектах АСУТП предприятий с различными организационными и технологическими условиями функционирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Анализ существующего состояния и проблемы разработки и внедрения автоматизированных систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами;

2. Определение задач, решаемых системой и установление номенклатуры и объемов оперативной входной информации;

3. Разработка методов синтеза и оптимизации структуры систем;

4. Разработка методов расчета характеристик систем, используемых при анализе последних;

5. Разработка методов выбора комплекса технических средств (КТС) для АСУ транспортно-технологическими комплексами;

6. Разработка эффективных технических средств сбора, передачи и обработки информации для систем управления рассматриваемого класса;

7. Разработка эффективных методов обеспечения достоверности информации в системах управления;

8. Разработка принципов обеспечения живучести АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами;

9. Внедрение разработанных методов проектирования при создании систем управления технологическими процессами на предприятиях различных отраслей промышленности.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использованы следующие методы научных исследований: математическое моделирование процессов на ЭВМ, статистический анализ, теория вероятностей, теория надежности и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, технико-экономический анализ, промышленный эксперимент.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Теоретический базис и концептуальные принципы построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, позволяющие учитывать специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса;

2. Методика построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов:

- определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации;

- синтеза и оптимизации структуры;

- обоснования и выбора комплекса технических средств;

- обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах;

3. Методика обоснования и выбора структуры системы, основанная на установлении номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и средств ее передачи, комплексной оценке влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированного учета влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса;

4. Методы обеспечения достоверности информации в АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами;

5. Разработанный на уровне изобретений комплекс технических средств, обеспечивающий эффективное функционирование рассматриваемых систем различных структур;

6. Создание и внедрение АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами на предприятиях с различными организационными и технологическими условиями функционирования.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Разработан теоретический базис и концептуальные принципы создания АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, учитывающими специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность факторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса;

2. Создана методика построения АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов:

- определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации,

- синтеза и оптимизации структуры,

- обоснования и выбора комплекса технических средств,

- обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объектах;

3. Разработан алгоритм выбора вариантов структур систем, основанный на установлении номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и средств ее передачи, комплексной оценке влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированном учете влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса;

4. Разработаны методы расчета характеристик систем, используемые при анализе и построении последних;

5. Разработаны эффективные методы обеспечения достоверности информации в системах;

6. Разработаны типовые проектные решения по созданию АСУ пространственно-распределенными подвижными объектами.

Практическая ценность. Разработанные методы построения автоматизированных систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами позволяют проектировать системы, обеспечивающие при внедрении значительный экономический эффект и характеризующиеся высокими эксплуатационными показателями.

Результаты исследований использованы при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами на предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и алмазодобывающей промышленности, автомобильного транспорта.

Правомерность предложенных методов построения систем подтверждена длительной промышленной эксплуатацией систем, разработанных на их основе.

На уровне изобретений разработаны и многократно апробированы на различных объектах основные технические средства реализации систем.

Разработанные принципы построения систем могут использоваться при создании информационных систем различного назначения, в частности, использованы при создании системы сбора и обработки информации для оперативного управления экологической обстановкой.

Реализация результатов работы. На основе исследований, содержащихся в диссертации, под руководством автора и при его участии на уровне ведущего исполнителя:

- разработаны типовые решения на создание комплексной автоматизированной системы управления технологическими процессами открытых горных разработок / гос. регистр, номер 81029450 /;

- решена проблема Государственного Комитета по науке и технике ОЦ 026 «Создать и ввести в действие АСУТП рудника открытых работ, охватывающую автоматизацией все основные переделы»;

- разработаны принципы создания автоматизированных систем управления технологическими процессами на карьерах с технологией непрерывного действия /гос. регистр, номер 01850053137/;

- разработаны и внедрены:

- автоматизированная система планирования и оперативного управления горно-транспортными работами "Руда-1"на Оленегорском горно-обогатительном комбинате /1965-1970 г.г./; автоматизированная система планирования, учета и оперативного управления горно-транспортными работами на

Кальмакырском карьере Алмалыкского ГМК им. В.И. Ленина /19691974 г.г./;

- автоматизированная система управления технологическими процессами на руднике открытых работ Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината /1982-1987 г.г./; автоматизированная справочно-информационная система карьера трубки "Удачная" объединения "Якуталмаз" /1988-1992 г.г./;

- автоматизированная система управления и контроля городским автобусным транспортом "АГАТ-1" г.Орджоникидзе /1978-1983 г.г./;

- унифицированная система телемеханики для диспетчеризации энергообъектов и вентиляционных установок рудника "Молибден" Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината /1965-1966 г.г./;

- устройство приема-передачи информации с электровозов и устройство автоматической печати графика исполненного движения составов /1967-1968 г.г./;

- система учета и контроля технологического транспорта на разрезе "Сибиргинский" объединения Кемеровоуголь /1990-1991 г.г./.

- разработана проектная документация на: автоматизированную систему планирования, учета и оперативного управления выемочно-транспортными работами на карьере Сары-Чеку Алмалыкского горно-металлургического комбината "Кристалл-1" /1972-1977 г.г./, номер государственной регистрации 73028258;

- систему сбора и обработки информации о работе буровых станков и экскаваторов -- подсистема "БСЭ" АСУТП рудника открытых работ ГОКа «Эрдэнэт», МНР /1988-1990 г.г./;

- автоматизированную систему учета и контроля поступления локомотивосоставов на медную обогатительную фабрику Алмалыкского ГМК с анализом качества разгружаемой руды /19911992 г.г./;

- систему контроля работы буровых станков и экскаваторов карьера трубка "Юбилейная" объединения "Якуталмаз" /1991-1992 г.г./;

- Разработано техническое задание на создание АСУТП карьера Жирекенского молибденового горно-обогатительного комбината /1990 г./;

- На уровне изобретений разработан и внедрен в составе упомянутых выше АСУТП комплекс технических средств (КТС) сбора, передачи и обработки информации.

- Результаты исследований использованы при разработке федеральных целевых программ "О создании в России Единой государственной системы экологического мониторинга" (ЕГ-СЭМ), утвержденной Постановлением Совета Министров РФ от 24.11.1993", "Создание Единой государственной системы контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации", утвержденной постановлением Правительства РФ № 1085 от 02.11.1995 г. и целевой программы Республики Северная Осетия - Алания "Экологическая безопасность Северной Осетии" в части систем сбора и обработки информации для оперативного управления качеством окружающей природной среды (отчет по теме №1506, СКГТУ, г. Владикавказ, 1997 г.);

Результаты исследований используются также в научно-исследовательской работе аспирантов и студентов, осуществляемой под руководством автора настоящей диссертационной работы, в учебном процессе Северо-Кавказского горно - металлургического института (государственного технологического университета) при курсовом и дипломном проектировании, а также в цикле лекций "Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП)", "Информационные технологии на транспорте".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 9 международных, а также на 26 всесоюзных, всероссийских и республиканских конференциях, в т.ч.: на Советско-Финских симпозиумах по автоматизации горнодобывающих предприятий (Хельсинки, 1975; Москва-Орджоникидзе, 1984); на семинаре стран-членов СЭВ по

16 математическому обеспечению АСУТП (Кентау, 1982); на всесоюзном совещании по оптимизации горных работ (Новосибирск, 1986); на всесоюзной конференции "АСУ технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывно-дискретного типов в энергетике, химии, нефтехимии, металлургии" (Москва, 1987); на всесоюзном семинаре Центрального Российского Дома-Знаний «Информатика на промышленном транспорте» (Москва, 1991); на отраслевом научно-техническом совещании «Состояние и перспективы применения микропроцессорной техники в автоматизации цветной металлургии» (Москва, 1991); на 11 международной конференции по автоматизации в горном деле ICAMC-92 (Екатеринбург, 1992); на международной конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» (Москва, 1998); на научных симпозиумах "Неделя горняка" (Москва, 2000, 2001, 2002, 2004); на международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения» (Новочеркасск, 2001); на всероссийских научно-практических конференциях "Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов России" (Владикавказ, 2002,2003): Результаты работы обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) в период с 1970 по 2004 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 67 работ, в том числе 9 авторских свидетельств на изобретения. В списке публикаций данного автореферата приведены 39 работ, отражающих основное содержание диссертации.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на 288 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 24 таблицы.

1. На основе разработанных принципов построения систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами, а также разработанных технических средств формирования, передачи и обработки информации создан и внедрен ряд систем управления технологическими процессами на предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и алмазодобывающей промышленности, автомобильного транспорта.2. Разработана автоматизированная система управления транспортно технологическими комплексами карьеров на основе современных информационных технологий.3. Результаты исследований использованы при разработке систем сбора и обработки информации для оперативного управления качеством окружающей природной среды, а также внедрены в учебный процесс Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) в курсах «Автоматизированные системы управления» и «Информационные технологии на транспорте».ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенные в работе исследования представляют научную и практическую основу решения крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение - развитие теории, разработка методов и технических средств построения эффективных эрратических систем управления пространственно - распределенными многоагрегатными подвижными комплексами.Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Развиты теоретический базис и концептуальные принципы создания АСУ пространственно - распределенными подвижными объектами, учитывающие специфику объектов управления и рассматриваемых систем, многообразие способов и технических средств реализации систем, совокупность фаеторов, влияющих на достоверность информации, и их взаимосвязь с эффективностью функционирования управляемого процесса.2. Создана методика построения АСУ пространственно распределенными подвижными объектами, основанная на комплексном подходе, включающем решение вопросов определения задач управления и установления номенклатуры и объемов информации, синтеза и оптимизации структуры, обоснования и выбора комплекса технических средств, обеспечения достоверности информации и живучести АСУ на объеетах.3. Разработаны методы расчетов характеристик систем управления, включающие расчеты вероятности появления ошибок в системе и влияния достоверности информации на производительность управляемого процесса.Расчет потерь в функционировании производственной системы предложено осуществлять на основе определения зависимости качества функционирования процесса от объемов ошибочной информации по каждому параметру управления и дифференцированному учету влияния различных отказов на эти объемы

4. Многообразие вариантов структур автоматизированных систем управления пространственно - распределенными подвижными объектами предложено отображать дискретной математической моделью с параметрами, характеризующими способы организации передачи, способы ее формирования и виды используемых каналов связи.5. Предложено состав задач, решаемых системой, базировать на типовом перечне задач АСУ с учетом ожидаемого эффекта от их внедрения, требуемого времени разработки, связности входных переменных и задач управления, необходимого финансирования.6. Синтез и оптимизацию структуры систем предложено производить на основе установления номенклатуры информации, передаваемой с подвижных объектов, способов и агрегатных средств ее передачи, комплексной оценки влияния факторов, приводящих к отказам трактов передачи информации в системе, дифференцированного учета влияния различных отказов на приведенные затраты и эффективность функционирования управляемого процесса.7. Разработаны эффективные методы обеспечения достоверности информации в системах, выделенные в три группы: • структурные методы обеспечения достоверности информации, реализуемые на этапе обоснования и выбора стру1стуры системы, • аппаратные методы обеспечения достоверности информации, реализуемые на этапе разработки комплекса технических средств (КТС), • методы обеспечения достоверности, основанные на специальных способах обработки информации, принимаемой с объектов управления, Предложено третью группу методов обеспечения достоверности информации реализовывать во всех системах при их внедрении.8. Предложены принципы обеспечения живучести эрратических систем управления пространственно - распределенными подвижными объектами, позволяющие снижать эксплуатационные затраты, увеличивать среднее время безотказной работы комплекса технических средств и сокращать среднее время восстановления аппаратуры и профилактических работ.Выделены факторы, которым необходимо уделять повышенное внимание при проектировании таких систем.9. Разработаны типовые проектные решения по созданию комплексной автоматизированной системы управления технологическими процессами открытых горных разработок - решение Проблемы ОЦ 026 Государственного Комитета по науке и технике.10. На уровне изобретений разработаны и многократно апробированы на многих объектах основные технические средства реализации автоматизированных систем управления пространственно распределенными подвижными объектами.11. На основе разработанных методов построения информационно управляющих систем создан и внедрен ряд систем управления технологическими процессами на предприятиях черной и цветной металлургии, угольной и алмазодобывающей промышленности, автомобильного транспорта, системы реализованы также в проектах строительства АСУ. Результаты исследований использованы при создании систем сбора и обработки информации для оперативного управления качеством окружающей природной среды.

1. Антонов В. А., Попов 3. X. Техника и технология сбора и обработки информации при АСУ горнодобывающих предприятий. Цветметинформация. М., 1984, с. 99.

2. Алексеев В. П., Андреев Е. А., Константиновский В. В. Передача оперативной горнотехнической информации в автоматизированных системах управления горнотранспортными работами Труды СевероКавказского горно-металлургического института. Орджоникидзе, 1974 Вып. XXXVII. Геология и горное дело.-с. 132-136.

3. Абидов Г. М., Исследование алгоритмов оперативного управления горнотранспортными работами на меднорудных карьерах. Автореферат кандидатской диссертации, Ташкент, 1972.

4. Арбузов В. А., Башкатов В. И. Частотная система контроля горного оборудования. Сборник статей. Автоматизация производственных процессов на открытых горных работах. Киев, 1971, с. 7-10.

5. Алексеев В. П. Принципы построения эргатических систем управления, пространственно-распределенными подвижными объектами Известия ВУЗов. СевероКавказский регион. Технические науки 2002 4 с.3-6.

6. Алексеев В. П., Плеханов Ю. В. Опыт внедрения и развитие систем передачи информации по индуктивному каналу связи в АСУТП на карьерах Состояние и перспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии Материалы научно-технического совещания. Орджоникидзе, 1989, с. 22 23.

7. Авдеев О. М. и др. Устройство для контроля положения подвижных объектов. Авторское свидетельство 310284, Б.И. №23, 1971.

8. Авдеев О. М., Прудовский А. Д. Методика оценки информационной пропускной способности диспетчера карьера. Торный журнал", 8, 1974, с. 15-17. 203

9. Алексеев В. П. Методика выбора эффективной подсистемы сбора информации в АСУ горнотранспортными работами. Сборник "Вопросы кибернетики", вып. 103, Ташкент, 1978, с. 70-

10. Аракелов В.Н., Оралбеков К.И. Моделирование источника ошибок в системе передачи данных на открытых горных работах. Торный журнал", Известия ВУЗов, №3. 1978, с. 142-145. 11.

11. Абидов Г. М., Турецкий А.Э. Обоснование задач управления горным производством Автоматизированные системы управления технологическими процессами в горном производстве: Сборник СОАНССР. Институт горного дела. Новосибирск, 1986 с. 44-

12. Алексеев В.П. О рациональном объеме автоматизации управления технологическим процессом Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета, Владикавказ, 2001 Вып.8 с.288-290. 13.

13. Алексеев В.П., Дедегкаева Л.М. О критериях оптимизации сложных систем Материалы научно- технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию Победы над фашистской Германией. Владикавказ, 1995, с. 29-30 Алексеев В.П. Эффективность систем управления технологического тира при различных уровнях достоверности оперативной входной информации Известия ВУЗов. "Цветная металлургия". 2004 2 с.80-85. 15.

14. Алексеев В.П. Структурные методы обеспечения надежности информационных систем Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. Владикавказ, 1995-Вып.1. -с.148-150. 204

15. Свердловск, 1986. с. 99-100. 19. Ф,

16. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Табакман И.Б. Опыт эксплуатации и развитие АСУТП Кальмакырского карьера Состояние и перспектива автоматизации процессов на открытых и подземных рудниках цветной металлургии Материалы Всесоюзного научнотехнического совещания. М.,1982, с. 35-

17. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Инешин Г Г и др. Автоматизированная справочно-информационная система (АСИС) карьера трубка "Удачная объединения "Якуталмаз" Состояние и перспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии Материалы научно-технического совещания. -Орджоникидзе, 1989, с. 19-20. 205 22.

18. Багаутинов ГА. и др. Оценка эффективности АСУТП горных предприятий. Торный журнал". Известия ВУЗов. 9. 1978, с. 101-

19. Балакин А.С. и др. Связь на промышленных предприятиях. М., "Связь". 1991,0.

20. Быкадоров А.К. Основы эксплуатации электронной аппаратуры. М., "Высшая школа", 1988, с.

21. Вальденберг Ю.С, Белостоцкий и др. Вычислительная техника на промышленном транспорте. М., "Совесткое радио". 1970, с.

22. Валиев Т.А., Исмаилов А.Х. и др. Анализ структуры ошибок с помощью ЭВМ при поблочной передаче информации. Ташкент. Сборник "Вопросы кибернетики", вып. 50. 1972, с. 140-

23. Валиев Т.А. Помехоустойчивость системы передачи данных с дискретным накоплением. Ташкент."Фан". 1979, с.

24. Валиев Т.А., Заргаров Ш.А. Передача данных по ЛЭП. Ташкент. "Фан. 1973,0.

25. Валиев Т.А., Иноятов А.Х. О зависимости стоимостных потерь от ошибок в каналах систем передачи данных. Известия АН УзССР, серия технических наук. 1.1

26. Ташкент. "Фан", УзССР. Венчковский Л.Б. Помехи в каналах телемеханики, М. Л д, "Энергия", 1976,0.

27. Виноградов М.К., Казеев И.М., Маматов Г Система оперативного управления автотранспортом на карьере. "Горный журнал", 1971, №12,0. 13-15. 206 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33.

28. Грайфер Р.С. Исследование и разработка методов обеспечения достоверности сбора информации в АСУП с помощью устройств ручного ввода данных. Автореферат кандидатской диссертации. Минск, 1

29. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика. М., "Высшая школа", 1972, с.

30. Глазков В.В. Обоснование структур технических средств систем управления грузопотоками Материалы девятой республиканской школы молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации производства, часть II. Ташкент, 1

31. Глушков В.М. Основные принципы построения автоматизированных систем управления. Киев, 1969, 274. А.Е., Рульнова А.З., Сонина И.М. Состояние автоматизации на зарубежных горнодобывающих предприятиях. М., Цветметинформация, 1984 с.34 А.Г., Алексеев В.П. Комплексное управление основными переделами рудника открытых работ основа эффективной работы предприятия Горный информационно-аналитический бюллетень М., МГГУ, 2002 8 с. 195-198. 36. 37.

32. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Система передачи информации. Информационный листок 63-

34. Росинформресурс, Северо-Осетинский центр научнотехнической информации. Владикавказ, 1999, с. 1-

35. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. АСУТП открытых горных работ на основе современных информационных технологий Торные машины и автоматика" 2001 №1 с. 27-

36. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Управление процессами открытых горных работ на основе сетевых технологий телеобработки данных Горный, информационноаналитический бюллетень. М., МГГУ, 2003 №8 с. 184-

37. Ефимова М.Р. и др. Общая теория статистики. М., Инфра, 2001, 41. 42. 43. с. 416. 207

38. Зимин В.А., Панов Ю.В. Телемеханическая система передачи оперативной информации на открытых горных разработках. Известия ВУЗов, Торный журнал", 10, 1968,0.25-

39. Зебзиев К.В. Система автоматизированного управления горнообогатительным комбинатом. Известия ВУЗов, Торный журнал, 12, 1976, с. 19-

40. Заикин М.Н. Абизов P.M. и др. Автоматизация управления транспортом на карьерах. Журнал "Промышленный транспорт". 7. 1973, с. 4-

41. Ионеску К., Иордаке В. и др. Статистические методы исследования корреляции в экономике. М., "Статистика". 1972, с. 160. 45. 46. 47. 48.

42. Иванов Н.С, Новичков В.П. Система автоматического сбора технологической информации по УКВ радиоканалу в условиях открытых горных работ. Известия ВУЗов. "Горный журнал". 1977 4 с. 122-

43. Ицкович Э.Л. Статистические методы при автоматизации производства. М. Л "Энергия". 1964, с. 175. 50.

44. Игрицкий В.И. Теоретические исследования некоторых вопросов повышения аппаратной надежности телемеханических устройств. Автореферат кандидатской диссертации. М., 1

45. Коврюков В.Н. Автоматизация оперативного управления железнодорожным транспортом на горнообогатительных комбинатах. Управление карьерным транспортом с использованием ЭВМ. Труды ИГД МЧМ СССР. вып.

47. Катков А., Карлов A.M. и др. Автоматический сбор информации о состоянии работающих объектов на открытых горных разработках. Известия ВУЗов. Торный журнал". 5. 1967, с.27-29. 208

48. Свердловск 1972. цифровой

49. Котов П.А. Повышение достоверности передачи информации. М., "Связь". 1966, с. 330.

50. Константиновский В.В., Андреев Е.А., Алексеев В.П. Развитие автоматизированных систем оперативного управления карьерным железнодорожным транспортом на примере Кальмакырского рудника Автоматизация производственных процессов цветной металлургии М., 1977 Вып. 1(11) с. 3

51. Тематический сборник научных трудов всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика". Карапыш Ю.Б. и др. Устройство для определения номера и направления движения рудничного электровоза. Авторское свидетельство 39/957, Б.И. 32, 1

52. Коекин А.И. Оптимизация надежности и структуры иерархической системы управления. Журнал "Автоматика и телемеханика". т.26. 10. 1

53. Коекин А.И. Структурный анализ информационных систем. Труды ВЗПИ. М., Изд-во ВЗПИ. вып.62. 1970. А.С. 693417 СССР, МПК G08C 19/28 Устройство для приема информации с движущихся объектов В. В. Константиновский, В.П. Алексеев и др. (СССР) 2341173/18-24; Заявлено 29.03.76; Опубликовано 25.10.79, Бюл. №39-4с.: ил. Комский Е.И. и др. О структуре АСУ карьером горнообогатительного комбината. "Горный журнал". №9.1974,0. 14-16. 57. 58. 59. 60. 61.

54. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологическими процессами. Справочное пособие. М., "Энергоатомиздат", 1990, с. 464. 209

55. Ломов Б.Ф. Человек в системах управления. М., 1976, "Знание", 48. 64.

56. Лукомский А.Б,, Шмулевич М.И. Об эффективном уровне автоматизации управления карьерным железнодорожным транспортом Промышленный транспорт- 1974. 9 с. 19-

57. Марушко Ф.И. и др. Датчик поездной информации. Журнал "Автоматика, телемеханика и связь". 4. 1971, с. 1

58. Мартин Дж. Системный анализ передачи данных. Том 2, М., "Мир", 1975,0.

59. Мархасин А.Б. Передача информации в системе оперативного управления технологическим процессом на карьере. Известия ВУЗов. "Горный журнал". 2. 1967, с. 31-

60. Мархасин А.Б. Экспериментальное исследование потока сообщений на карьерах. Автоматическое управление в горном деле. СО АН СССР ИГД. Новосибирск. 1971, с. 133-139. 66. 67. 68. 69.

61. Мархасин А.Б. Исследование систем передачи информации при открытых горных работах. Автореферат кандидатской диссертации. Ленинград. 1

62. Мархасин А.Б. Задача оптимального синтеза систем отбора и передачи информации при управлении производственными процессами. Автоматическое управление в горном деле. Сборник института горного дела АН СССР СО. Новосибирск. 1971, с. 106-

63. Матлин Г.М. Проектирование оптимальных производственной связи. М., "Связь". 1973. систем 71. 72.

64. Мелькумов Л.Г. и др. Надежность аппаратуры и средств горной автоматики. М., "Недра". 1974, с. 304. 210

66. Методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса, утвержденные постановлением ГКНТ и Президиума АНСССР от 03.03.88 60/

67. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ. М., "Высшая школа", 1987, с.

68. Мамиконов А.Г, Основы построения АСУ. М., "Высшая школа", 1981,0.

69. Мархасин А.Б. Архитеюура радиосетей передачи данных. Новосибирск, "Наука", 1984, с.

70. Мустафаев ГА. Датчики систем контроля технологических процессов "Автоматизация и современные технологии", 1996, 8, с. 23-

71. Мустафаев ГА. Датчики в системах управления и контроля "Машиностроение", 1999, 7, с. 19-

72. Мустафаев ГА.Взаимосвязь конструктивно-технологических и надежностных характеристик преобразователей "Цветная металлургия", 1995, №6, с. 33-

73. Наумов И.К. и др. Локальная система автоматического отбора и обработки первичной информации экскаваторов 211 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84.

74. Нечитайло А.А., Печинский В.А. Состояние и перспективы развития промышленного транспорта цветной металлургии. М., ЦНИИЭиЦМ. 1984, с.

75. Нечипоренко В.И. Структурный анализ систем. М., "Советское радио". 1977,0.

76. Номенклатурный перечень законченных разработок, МЦМ СССР, Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт "Цветметавтоматика", М., 1

77. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Ткаченко Л.А. Комплекс технических средств автоматического отбора и передачи информации для открытых горных работ Торный журнал" 1990 2 с. 62-65. 86. 87. 88.

78. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П. АСУТП на карьерах Минцветмета Автоматизированные системы управления в горном производстве: Сборник СОАНСССР, Институт гонного дела. Новосибирск, 1986 с. 30-

79. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Андреев Е.А. Комплексное решение задач в АСУТП рудника открытых работ Тырныаузского ГМК Состояние автоматизации производственных процессов и перспективы её развития на предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М., 1984, с. 6-

80. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Коннов В.А. Автоматизированная система управления технологическими процессами на руднике открытых горных работ ТВМК и результаты её внедрения АСУ технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывнодискретного типов в энергетике, химии, нефтехимии, металлургии Материалы Всесоюзной конференции. М., Главсистемпром, 1987. с. 49-

82. Оптовые цены на средства телемеханики. М., "Прейскурантиздат", 1976. 212 90. 91. 92.

83. Проспект ВДНХ. Установка телеконтроля работы экскаваторов. 94. 1963.

84. Проспект ВДНХ. Система непрерывного телеметрического кортроля за работой шагающих драглайнов. 1966.

85. Пшеничников A.M. Критерий оценки телемеханической аппаратуры. Кн.Ъопросы промышленной телемеханики", М., "Энергия", 1

86. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ, М., Недра, 97. 1974.

87. Ржевский В.В. Проблемы применения математических методов и вычислительной техники на открытых горных работах.Торный журнал", №2, 1

88. Редкозубое А. Теоретическое исследование некоторых вопросов оперативного управления на открытых горных работах. Автореферат кандидатской диссертации. М., 1967. результатов 99.

89. Рушминский Л.З. Математическая обработка эксперимента. М., "Наука", 1971.

90. Руколь В.П., Серебряков Э.П., Греков Г. и др. АСУ горнотранспортными работами на базе управляющих вычислительных комплексов. "Горный журнал", 10, 1983. с. 29-30.

91. Рутковский А.Л., Текиев В.М. Построение моделей технологических процессов по данным промышленных экспериментов Известия ВУЗов. "Цветная металлургия", 1995, №1.

92. Рутковский А.Л. Постановка и обсуждение задачи построения адаптивных систем оптимального управления технологическими процессами цветной металлургии "Цветная металлургия". Известия ВУЗов, 1995, 3. 213

93. Салихов З.Г., Ступаков Е.П. Моделирование процессов управления в технических системах. Учебное пособие. М.: МИСиС, 2001. 66 с. З.Г., Арунянц ГГ., Рутковский А.Л. Системы оптимального управления сложными технологическими объектами. М., "Теплоэнергетик", 2004, 496 с.

94. Созаев СМ., Рульнова А.З. Опыт разработок и экономическая эффективность АСУ в цветной металлургии. Цветметинформация. М., 1974, с. 53.

95. Советские экспонаты международной выставки "Современные средства автоматизации производственных процессов". Система оперативного управления горнотранспортными работами. "Руда-1", М., 1969.

96. Самойленко СИ. Помехоустойчивое кодирование. М., "Наука", 1966, с. 175.

97. Смирнов К.А. Средства связи в управляющих системах. М., "Знание", 1969, с. 94.

98. Сборник основных положений об оплате труда работников предприятий и организаций МЦМ СССР в соответствии с постановлением ЦК КПСС, Совета Министров СССР и ВЦСПС от 12 декабря 1972 г. 842. М., 1973.

99. Советов Б.В. Основы построения АСУ. Ленинград. Изд-во Ленинградского университета, 1975, с. 133.

100. Сотсков Б.С К вопросу о технико-экономической оценке приборов или устройство при их выборе для схем автоматического управления. Журнал "Приборостроение", №5, 1962, с. 17-19.

101. Система передачи и приема информации с экскаваторов. СКФ ВНИКИ ЦМА. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЗМ1.310.007ТО.

102. Стекольников Ю.И. Живучесть систем. "Политехника". Саню"Петербург, 2002, с. 155. 214

103. Табакман И.В., Алексеев В.П. и др. Автоматизированная система управления на Кальмакырском карьере. Цветметинформация. М., 1975, с. 40.

104. Трапезников В.А. Автоматическое управление и экономика. Журнал "Автоматика и телемеханика". "Наука". 1. 1966,0.5-22.

105. Турцевич Г.В., Франко Р.Т. Статистические исследования потоков сообщений о передвижениях карьерного транспорта. Журнал "Механизация и автоматизация управления", Киев, 2, 1973, с. 3-8.

106. Турцевич Г.В., Федоровский В.В. и др. Автоматизация сбора информации о транспортной ситуации на карьере. Журнал "Механизация и автоматизация управления", Киев, №4, 1973,0.5-9.

107. Турцевич Г.В., Федоровский В.В. и др. Принципы сбора информации о транспортной ситуации в карьере. Журнал "Промышленный транспорт", 8, 1974, с. 2325.

108. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. М., "Экономика". 1969.

109. Тимошинов Н.М. Телеуправление подвижными промышленными объектами. "Энергия", Ленинградское отд., 1969, с. 140.

110. Табакман И.Б. Принципы построения АСУ на карьерах. Ташкент, "Фан", 1977,0. 140.

111. Темников Ф.Е., Афонин В.А. и др. Теоретические основы информационной техники. М., "Энергия", 1971, с. 424.

112. Техническое задание, на создание комплексной автоматизированной системы оперативного управления технологическими процессами открытых горных разработок. Типовой материал. Министерство приборостроения, средств автоматизации и систем 215

113. Табакман И.Б., Андреев Е.А., Алексеев В.П. Внедрение АСУ транспортом Кальмакырского карьера "Промышленный транспорт". 1976, 1, с. 14-16.

114. Федоровский В.В., Марушко Ф.И. Телемеханические системы на промышленном транспорте. М., "Транспорт", 1977, с. 215.

115. Ферестор Э, Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. М., "Финансы и статистика", 1988, с. 315.

116. Харкевич А.А. Борьба с помехами. Издание 2-е. М., "Наука", 1965,0.127.

117. Храпаль А.В., Столыпин В.В. и др. Система радиотелемеханики для подвижных объектов карьеров. Киев. Средства автоматизации карьерного оборудования. Институт автоматики. "Техника", 1976, с. 53-56.

118. Четвериков В.Н. Подготовка и телеобработка данных в АСУ. М., "Высшая школа", 1981, с. 320.

119. Цвиркун А.Д. Структура сложных систем. М., "Советское радио", 1975,0.200.

120. Шастова ГА., Коекин А.И. Выбор и оптимизация структуры информационных систем. М., "Энергия", 1972, с. 255.

121. Шастова ГА. Критерий средних потерь для оценки надежности систем управления. "Автоматика и телемеханика", №6. 1982, с. 17-21.

122. Штыкель И.Е. Основы техники, организация и эксплуатация проводной связи. М., "Связь", 1975, с. 240.

123. Шупов В.П., Комский Е.И., Моня ГМ. Автоматический контроль технологического транспорта на карьерах "Горный журнал" 1987 7 с. 44-47.

124. Шварцман В.О. и др. Каналы передачи данных. М., "Связь", 1970, с. 208. 216

125. Шевченко Е.П., Козлов ГГ. и др. Особенности эксплуатации карьерного транспорта. "Горный журнал", 4, 1981, с. 7-11.

126. Школьников А.Д. Теоретические основы оперативного управления горнотранспортными работами на карьерах Автореферат докторской диссертации. Ленинград, 1966.

127. Шмулевич М.И. и др. Об эффективном уровне автоматизации управления карьерным железнодорожным транспортом. Журнал "Промышленный транспорт", №9, 1974,0.20-22.

128. Шмулевич М.И. АСУ промышленного "Транспорт", 1976, с. 45. транспорта. М., 143. Шор Я.В., Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности. М., "Советское радио", 1968. с. 81.

129. Эйгенброт В.М. и др. Показатели качества как критерии сравнения вариантов построения систем управления в горной автоматике. "Горный журнал". Известия ВУЗов. №4, 1978, с. 111-114.

130. Юзвишин И.И. и др. Телемеханическая система контроля экскаваторов цикличного действия на карьерах. Ж. "Горные машины и автоматика", 4, 1969, с. 12-14.

131. Bennet W.R., Froelich Р.Е. Some Results on the Effectiveness of Error Control Procedures in Digital Data Transmissions. "IRE Frans. Commun. Systems", 1991.

132. Rispoli L.M. Hierurchical computer control System. Putr. System organization "Jnstrum and Contr", 1990, 10.

133. Short .R.A. The attainment of reliable digital Systems through the use of redundancy a survey. Computer Group Neuts, 1988, V.2. 217

135. Алексеев В.П. Принципы построения эргатических систем управления пространственно-распределенными подвижными объектами. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Технические науки 2002 №4 с.3-6

136. Алексеев В.П. Эффективность систем управления технологического типа при различных уровнях достоверности оперативной входной информации Известия ВУЗов. Цветная металлургия 2004 №2 с.80-85

137. Алексеев В.П. Об одном способе оценки структур систем управления технологического типа. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Технические науки 2003 №1 с.9-10

138. Дедегкаев А.Г, Алексеев В.П. АСУТП открытых горных работ на основе современных информационных технологий Горные машины и автоматика 2001 №1 с.27-30

139. Дедегкаев А.Г, Алексеев В.П. Комплексное управление основными переделами рудника открытых работ основа эффективной работы предприятия Горный информационно-аналитический бюллетень М. МГГУ, 2002 №8 с.195-198

140. Алексеев В.П. Методика выбора эффективной подсистемы сбора информации в АСУ горнотранспортными работами Вопросы кибернетики: Сборник АН Уз ССР. Институт кибернетики с ВЦ. Ташкент, 1978. вып. 103 с.70-88

141. Автоматизированная система управления на Кальмакырском карьере И.Б. Табакман, Е.А. Андреев, В.П, Алексеев и др. М. Цветметинформация, 1 9 7 5 4 0 с.

142. Алексеев В.П., Андреев Е.А., Константиновский В.В. Передача оперативной горнотехнической информации в автоматизированных системах управления горнотранспортными работами. Труды СевероКавказского горно-металлургического института. Орджоникидзе, 1974 Вып. XXXVII, Геология и горное дело. с. 132-136

143. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Ткаченко Л.А. Комплекс технических средств автоматического отбора и передачи информации для открытых горных работ// Горный журнал 1990. №2 с.52-55 219

144. Устройство для определения местоположения подвижных объектов. Е.А. Андреев, В.В. Константиновский, В.П. Алексеев и др. (СССР). №1442973/18-24; Заявлено 27.05.70 Опубликовано 21.03.72, Бюл. №11-2с.:ил. 11. А.С. №364011 СССР, МПК G08c 17/

145. Устройство для передачи телеинформации. В.П. Алексеев, Е.А. Андреев, В.В. Константиновский и др. (СССР). №1471887/18-24; Заявлено 5.08.70; Опубликовано 9.03.73, Бюл. №4-2с.: ил.

146. Табакман И.Б., Андреев Е.А., Алексеев В.П. и др. Внедрение АСУ транспортом Кальмакырского карьера Промышленный транспорт: Ежемесячный научно-технический журнал. Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства. -1976, №1 М.: Транспорт, 1976- .-29 см. 12 раз в год. 50 к. №1976, №1. 7260 экз.

147. Константиновский В.В., Андреев Е.А., Алексеев В.П. Развитие автоматизированных систем оперативного управления карьерным железнодорожным транспортом на примере Кальмакырского рудника Автоматизация производственных процессов цветной металлургии М. 1977 Вып. 1(11).- с.З

148. Тематический сборник научных трудов Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика».

149. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Табакман И.Б. Основные принципы построения АСУТП на карьерах Докл. сов специалистов/ Семинар специалистов стран-членов СЭВ по математическому обеспечению АСУТП, Кентау, сент. 1982 г. М.,1982. -с.1-12.

150. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П. АСУТП на карьерах Миницветмета Автоматизированные системы управления технологическими процессами в горном производстве: Сборник СОАНСССР. Институт горного дела. Новосибирск, 1986. с.30-34 16. А.С. №633059 СССР, МПК G08G 1/01 Устройство для определения номера и направления движущегося объекта. В.П. Алексеев, В.В. Константиновский и др. (СССР). №2358907/18-24; Заявлено 11.05.76; Опубликовано 15.11.1978, Бюл. №42-4с.: ил.

151. Алексеев В.П., Дедегкаев А.Г. Управление технологическим транспортом на карьерах Информационные процессы, технологии, системы, коммуникации и сети: Сборник Международная академия информатизации. М., 1995. 130-133. 220

152. Свердловск, 1986.-С.99-100. 19. А,С, №693417 СССР, МПК G08C 19/28 Устройство для приема информации с движущихся объектов. В.В. Константиновский, Е.А. Андреев, В.П. Алексеев и др. (СССР). №2341173/18-24; Заявлено 29.03.76; Опубликовано 25.10.79, Бюл. №39-4с.: ил.

153. Алексеев В.П. Принципы построения эффективных информационных систем технологического типа. Труды международного конгресса информатизации посвященного памяти А. Нобеля Международная академия информатизации. Ижевск, 1995. с. 104-106. 21. А.С. №1317467 СССР, МПК G08G 1/08 Устройство для централизованного контроля и управления движением транспортных средств. В.П. Алексеев, Е.А. Андреев, В.И. Цорионов (СССР). №3841691/24-24: Заявлено 9.01.85; Опубликовано 15.06.87, Бюл. №228с.: ил.

154. Алексеев В.П. Структурные методы обеспечения надежности информационных систем. Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. Владикавказ, 1995 -Вып. 1.-С.148-150

155. Алексеев В.П. Об одном методе надежностного анализа сложных систем Логическое управление организационными структурами. Северо-Кавказский государственный технологический университет. Владикавказ, 1998. -с.83-86.

156. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Сетевые технологии телеобработки данных в АСУ транспортно-технологическими комплексами открытых горных предприятий Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения Материалы международной научно-практической конференции. Новочеркасск, 2000. ч.1 с. 13-15.

157. Алексеев В.П. Комплекс аппаратуры опознавания автомашин ИКС158. Информационный листок о научно-техническом достижении №87-

159. Серия Р.50.47.31 Объединение по руководству научнотехнической информацией и пропагандой РСФСР. Северо-Осетинский 221

160. Алексеев В. П. О рациональном объеме автоматизации управления технологическим процессом Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. Владикавказ, 2001 Вып. 8. с.288-290. 27. А.С, №467393 СССР, МПК G08 с. 19/28 Устройство для запуска приемников информации В.П. Алексеев, Е.А. Андреев, В.В. Константиновский и др. (СССР). №1983030/18-24; Заявлено 24.12.73; Опубликовано 15.04.75, Бюл. №14-2с.: ил.

161. Алексеев В.П. Основные принципы проектирования эффективных автоматизированных систем управления транспортнотехнологическими комплексами карьеров. Материалы международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге XXI века» Ассоциация промышленного транспорта «Аспромтранс».- М.1998. -с.80-86

162. Алексеев В.П. Новые решения автоматизированных информационных систем для горно-транспортных комплексов ГОКов Материалы международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге ХХ! века» Ассоциация промышленного транспорта «Аспромтранс». М. 1998. с.91 -95

163. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Система передачи информации Информационный листок №63-

164. Дедегкаев А.Г, Алексеев В.П. Управление процессами открытых горных работ на основе сетевых технологий телеобработки данных Горный информационно-аналитический бюллетень М.,МГГУ, 2003 №8-0.184-185. 222

165. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Совершенствование организации, планирования и управления процессами открытых горных работ на основе современных информационных технологий Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов России Материалы Всероссийской научно-пра1стической конференции, посвященной 70-летию СКГТУ. Владикавказ, 2002, с.79-81

166. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Информационное обеспечение АСУ экологической обстановкой Экологические исследования: Сборник/ Министерство охраны окружающей среды Республики Северная Осетия-Алания. Владикавказ, 1998. с 11-15.

167. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Системы сбора и передачи информации об экологической обстановке по радиоканалам. Материалы III международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий». Владикавказ, 1998. с 134-136.

168. Дедегкаев А. Г., Алексеев В.П. Диспетчерский контроль и управление на горнодобывающих предприятиях на основе современных информационных технологий Горно-металлургический комплекс России: состояние, перспективы развития Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Владикавказ, 2003, с.340-343

169. Табакман И.Б., Алексеев В.П. Совершенствование оперативного управления на карьерах на основе внедрения АСУ Оптимальное планирование работы горнорудных предприятий Материалы республиканской научно-технической конференции. Алмалык, 1973, с. 45-46 41. E.A.Andreyev, V.V.Konsnantinovski, V.P.AIekseyev Computerized system of planning and real-time control of mining and transportation work at a rail-operated quarry The Soviet Finnish symposium on automation of mines-Finland, 1975, 15c 223

170. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Константиневский В.В. и др. Автоматизация управления карьерным железнодорожным транспортом на предприятиях отрасли Основные направления развития технологических схем карьерного транспорта на предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. М 1977, с.86-88

171. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Константиновский В.В. Автоматизация управления погрузочно-транспортными работами на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината Распространение передового опыта разработки, внедрения и эксплуатации систем и средств автоматизации на горнодобывающих предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзного научнотехнического семинара. М 1978, с.57-58

172. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. и др. Создание и. перспективы развития АСУТП рудника открытых работ Тырныаузского ГМК Состояние и перспективы автоматизации процессов на открытых и подземных рудниках цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1982, с.30-31

173. Алексеев В.П., Андреев Е.А., Табакман И.Б. и др. Автоматизированная система управления, планирования и учета выемочно-транспортными работами на карьерах «Кристалл-1» Состояние и перспективы автоматизации процессов на открытых и подземных рудниках цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1982, с.36-37

174. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Табакман И.Б. и др. Опыт эксплуатации и развития АСУТП Кальмакырского карьера Состояние и перспективы автоматизации процессов на открытых и подземных рудниках цветной металлургии Материалы Всесоюзного научнотехнического совещания. М 1982, с.35-36

175. Андреев Е.А., Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. Передача информации в АСУТП на карьерах по индуктивному каналу связи Состояние автоматизации производственных процессов и перспеетивы ее развития на предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1984, с.23-24

176. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П., Андреев Е.А. Комплексное решение задач в АСУТП рудника открытых работ Тырныаузского ГМК Состояние автоматизации производственных процессов и перспективы ее развития на предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1984, с.6-7

177. Абидов Г.М., Андреев Е.А., Алексеев В.П. и др. Микропроцессорная техника в системах управления на карьерах Состояние автоматизации производственных процессов и перспективы ее развития на предприятиях цветной металлургии Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1984, с.8-9 224

178. Плеханов Ю.В., Алексеев В.П. Комплекс технических средств автоматического отбора и передачи информации с горного и транспортного оборудования Контроль и автоматизация горных предприятий и рудоподготовки на рудниках Материалы совместного Советско-Финляндского симпозиума. Орджоникидзе, 1985, с. 1-13

179. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. Автоматизированные системы управления горно-транспортными работами на карьерах на основе новых технических средств Перспективы автоматизации горнообогатительного производства цветной металлургии с применением микропроцессорной техники Материалы Всесоюзного научнотехнического совещания. М 1987, с.2-3

180. Коленченко В.И., Ульянов В.Г., Алексеев В.П. и др. Перспективы применения микропроцессорной техники для управления горнотранспортными работами на карьерах НПО «Якуталмаз» Перспективы автоматизации горно-обогатительного производства цветной металлургии с применением микропроцессорной техники Материалы Всесоюзного научно-технического совещания. М 1987, с.4-5

181. Абидов Г.М., Байматов Т.А., Алексеев В.П. Структура базы данных задач оперативного учета и планирования горных работ на микроэвм ДВК-2М Перспективы автоматизации горнообогатительного производства цветной металлургии с применением микропроцессорной техники Материалы Всесоюзного научнотехнического совещания. М 1987, с.5-6

182. Табакман И.В., Алексеев В.П., Абидов Г.М. Автоматизация диспетчерского управления экскаваторно-железнодорожного комплекса с регулированием качества рудопотоков Состояние и перспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии Материалы научно-технического совещания. Орджоникидзе, 1989, с.5-6

183. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Инешин ГГ. и др. Автоматизированная справочно-информационная система (АСИС) карьера трубка «Удачная», объединения «Якуталмаз» Состояние и перспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии Материалы научно-технического совещания. Орджоникидзе, 1989, с. 19-20

184. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В. Опыт внедрения и развитие систем передачи информации по индуктивному каналу связи в АСУТП на карьерах Состояние и перспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии Материалы научно-технического совещания. Орджоникидзе, 1989, с.22-23

185. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Табакман И.Б. и др. ПЭВМ в системе управления и контроля движения железнодорожного транспорта на Кальмакырском карьере в режиме усреднения качества руды //Состояние и перспективы применения микропроцессорной 225

186. Алексеев В.П., Плеханов Ю.В., Табакман И.Б. и др. Управление горнотранспортными процессами на карьере в режиме усреднения качества руд Материалы Одиннадцатой международной конференции по автоматизации в горном деле ICAMC-92, Екатеринбург, Россия, 1992, с. 1-2

187. Алексеев В.П., Дедегкаева Л.М. Оценка надежности информационных систем Электронные приборы и системы в промышленности Материалы научно-технической конференции, посвященной 30-летию образования факультета электронной техники СКГТУ. Владикавказ, 1994, с.64-67

188. Алексеев В.П., Скомский Р.В., Иобидзе Э.П. Система сбора оперативной информации Электронные приборы и системы в промышленности Материалы научно-технической конференции, посвященной 30-летию образования факультета электронной техники СКГТУ. Владикавказ, 1994, с.91-93

189. Алексеев В.П., Дедегкаева Л.М. О критериях оптимизации сложных систем Материалы научно-технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию Победы над фашистской Германией. Владикавказ, 1995, с.29-30

190. Алексеев В.П., Саракаев Ю.В. Развитие децентрализованных систем управления технологическими процессами на основе микропроцессорной техники Труды Северо-Кавказского государственного технологического университета. -Владикавказ, 1998,Вып.пятый. с.67-68

191. Алексеев В.П., Саракаев Ю.В. Телеобработка данных в АСУ транспортно-технологическими комплексами карьеров Информационные технологии и электроника Материалы Второй Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Екатеринбург, 1997, с. 18

192. Алексеев В.П., Саракаев Ю.В. Микропроцессорные средства в сетях обработки данных АСУ транспортно-технологическими комплексами горнодобывающих предприятий Информационные технологии и электроника Материалы Четвертой Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Екатеринбург, 1999, C.11

193. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П., Цгоев В.Ф. Устройства обмена информацией в АСУ экологической обстановкой Логическое управление организационными структурами Северо-Кавказский государственный технологический университет. Владикавказ, 1998. с. 152-155

194. Алексеев В.П., Саракаев Ю.В. ПЭВМ МикроЭВМ в сетевых технологиях обработки данных АСУ транспортно-технологическими комплексами открытых горных предприятий Информационные 226

195. Алексеев В.П., Бондаренко А. Система передачи оперативной информации Материалы научно-технической конференции посвященной 65-летию научно-исследовательского сектора СКГМИ (ГТУ). Владикавказ, 2004, с.78-80 227