Повышение безопасности изделий технологической радиосвязи на основе оптимизации сроков их технического обслуживания Копытов, Евгений Юрьевич

Введение к работе

Актуальность темы

Надежное функционирование изделий технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте является основой для обеспечения безопасности перевозочного процесса, поскольку они играют важную роль в организации процесса перевозок и служат для передачи команд управления подвижным составом и обмена информацией диспетчеров с машинистами поездов.

Безопасность во многом определяется правильной, научно обоснованной организацией технического обслуживания (ТО), поэтому возникла необходимость ее количественной оценки, как существующих, так и разрабатываемых технических систем, а также учета основных влияющих факторов.

В работе предложено использовать показатели безопасности (ПБ), так как количественная оценка безопасности изделий на основе показателей надежности невозможна в связи с необходимостью выполнять разделение отказов по влиянию на человеческую жизнь, экономику и окружающую среду.

В настоящее время вычисление ПБ выполняют с помощью математических моделей, разработка которых является сложной задачей, зависящей от конкретной предметной области и степени соответствия реальным процессам. Работы, посвященные исследованию ПБ методами имитационного моделирования, практически отсутствуют.

Разработкой математических моделей определения ПБ и оптимизации периодичности ТО для изделий технологической радиосвязи занимались Т.А. Филимонова, Г.Г. Держо, С.С. Лутченко, В.В. Филенков. Анализ показал, что применяемые в этих работах модели не позволяют одновременно учитывать ошибочные действия персонала, защитные и опасные отказы, а так же разрегулировку и вероятности ошибок аппаратуры диагностирования, что приводит к неудовлетворительным результатам при определении периодичности ТО. В диссертационной работе эти факторы учтены при построении математической и имитационной моделей количественной оценки безопасности.

Таким образом, совершенствование математических моделей и разработка имитационных моделей для оптимизации сроков технического обслуживания изделий технологической радиосвязи с целью повышения их безопасности, является актуальной задачей.

Цель и задачи диссертационных исследований

Целью диссертации является повышение безопасности изделий технологической радиосвязи на основе оптимизации сроков их технического обслуживания.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Предложить способ определения периодичности технического обслуживания изделий радиосвязи.

2. Совершенствовать математическую модель количественной оценки безопасности изделий технологической радиосвязи, учитывающую влияние скрытых, ложных и защитных отказов, разрегулировки и ошибки обслуживающего персонала.

3. Предложить методику определения исходных данных для модели количественной оценки безопасности.

4. Разработать алгоритм и программу имитационной модели оценки безопасности изделий технологической радиосвязи.

5. Исследовать влияние ошибок диагностирования и обслуживающего персонала на показатели безопасности.

6. Разработать алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированных средств проектирования (АСП) для определения оптимальных сроков технического обслуживания изделий технологической радиосвязи.

7. Определить с помощью разработанной математической модели и программного обеспечения АСП количественные значения ПБ и рациональную периодичность ТО изделий технологической радиосвязи.

Объект исследования

Изделия технологической радиосвязи.

Методы исследования

Теоретические исследования выполнены с использованием положений теории вероятностей, надежности, системного анализа, теории марковских и полумарковских процессов. Программирование математической модели было выполнено в пакете MathCAD, программные модули автоматизированных средств проектирования реализованы на языке С++ в среде Visual Studio C++ v6.00 и в пакете Matlab.

Научная новизна

7. 1. Усовершенствована математическая модель расчета показателей безопасности (ПБ) с учетом влияния условий эксплуатации, техобслуживания, внезапных и постепенных отказов (разрегулировки), ошибок обслуживающего персонала и ошибок диагностирования первого и второго рода.

   2. Разработана методика учета влияния ошибок обслуживающего персонала на показатели безопасности.

   3. Разработаны алгоритм имитационной модели и автоматизированное средство проектирования, позволяющие улучшить и повысить точность определения периодичности технического обслуживания изделий технологической радиосвязи.

   Достоверность научных положений и выводов

   Изложенные в работе положения теоретически обоснованы, подтверждены сопоставлением математического и имитационного моделирования и результатами внедрения на предприятии.

   Теоретическая значимость

   7. 3. 1. Разработана математическая и имитационная модели, одновременно учитывающие ошибочные действия персонала, защитные и опасные отказы, а так же разрегулировку и вероятности ошибок аппаратуры диагностирования (АД).

         2. На основе имитационной модели разработан алгоритм АСП и программное обеспечение для оценки безопасности изделий технологической радиосвязи.

         Практическая значимость

         1. Разработанная математическая модель может быть использована в проектных организациях для оценки безопасности вновь вводимых в эксплуатацию изделий технологической радиосвязи.

         2. На основе разработанных имитационной модели и алгоритмов АСП создано программное обеспечение для применения в контрольно-ремонтных пунктах радиосвязи эксплуатирующих организаций при определении оптимальной периодичности технического обслуживания.

         На защиту выносятся:

         7. 3. 2. 1. Усовершенствованная математическая модель расчета показателей безопасности изделий радиосвязи, отличающаяся тем, что учитываются следующие состояния: работоспособное, защитное, опасного отказа, разрегулированное, скрытого отказа, ложного отказа, технического обслуживания исправной системы, восстановления системы, находящейся в защитном состоянии, восстановления разрегулированной системы, восстановления при скрытом отказе.

                  2. Имитационная модель количественной оценки безопасности изделий технологической радиосвязи, позволяющая не применять сложные аналитические методы расчета.

                  3. Алгоритм и программное обеспечение АСП для оценки безопасности изделий технологической радиосвязи, позволяющие определять оптимальное значение рациональной периодичности технического обслуживания.

                  Применение результатов работы

                  Основные результаты диссертационной работы использованы в следующих организациях:

                  7. 3. 2. 3. 1. Открытое акционерное общество Омский приборостроительный завод имени Н.Г. Козицкого (ОАО "ОПЗ им. Козицкого").

                              2. Омский региональный центр связи (РЦС-1) Новосибирской дирекции связи Центральной станции связи (ЦСС) - филиала ОАО «РЖД»

                              3. ФГБОУ ВПО «Омский государственный университет путей сообщения» в учебном процессе в дисциплине «Основы теории надежности железнодорожной автоматики, телемеханики и связи».

                              Использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.

                              Апробация работы

                              Основные положения диссертационной работы докладывались на девяти всероссийских и международных конференциях: II Всероссийской научно- практической конференции «Математическое моделирование, численные методы и информационные системы» (с международным участием) (г. Самара 2010 г. САГМУ); Международной научно-технической конференции «Инновации для транспорта» (г. Омск 2010 г. ОмГУПС); Научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на Западно-Сибирской железной дороге» (г. Омск 2010 г. ОмГУПС); V научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологи для транспортного комплекса» (г. Омск 2011 г. ОмГУПС); Международной научно-технической конференции «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава» (г. Омск 2011 г. ОмГУПС); VIII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве AS'2011» (г. Новокузнецк 2011 г. СибГИУ); XL международной научно- практической конференции «Неделя науки СПбГПУ» (г. Санкт-Петербург 2011 г. СПбГПУ); VI научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологи для транспортного комплекса» (г. Омск 2012 г. ОмГУПС); Международной научно-практической конференции «Наука и техника в современном мире» (г. Новосибирск 2012 г, НП «Сибирская ассоциация консультантов»)

                              Публикации

                              По результатам работы опубликовано 17 печатных работ, из них 6 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

                              Структура и объем работы

                              Диссертационная работа изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 100 наименований, а также включает рисунки и таблицы в количестве 48 шт.

                              Похожие диссертации на Повышение безопасности изделий технологической радиосвязи на основе оптимизации сроков их технического обслуживания

                              

                              Методы и средства повышения экологической безопасности обращения с отходами ядерно-энергетического циклаКозин, Олег Алексеевич

                              

                              Совершенствование методов контроля и количественной оценки безопасности изделий связи и автоматики Филенков Виктор Валерьевич

                              

                              Оптимизация контроля и технического обслуживания изделий технологической радиосвязиЛутченко, Сергей Святославович

                              

                              Разработка и оптимизация газоразрядного преобразователя для визуализации пространственно-модулированных полей рентгеновского излучения нано- и пикосекундной длительности и создание приборов неразрушающего контроля на его основеАлхимов Василий Юрьевич

                              

                              Разработка методов оптимизации сроков технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров Московская Ольга Анатольевна

                              

                              Полумарковская модель оптимизации сроков проведения технического обслуживания сложных систем с постепенными отказами Филимонова Тамара Алексеевна

                              Оптимизация нормативного срока службы и системы технического обслуживания и ремонта вагона с учетом качества его ремонтов : на примере полувагонаШикина, Дарьяна Игорьевна

                              Исследование производственного травматизма в системе транспортных средств машиностроительного завода и разработка технических мероприятий по повышению безопасности обслуживания ленточных конвейеров Горбунова Любовь Николаевна

                              

                              Совершенствование управления движением воздушных судов и внедрение полетного диспетчерского обслуживания в целях повышения безопасности полетов и эффективности летной эксплуатацииНартов Владимир Николаевич

                              

                              Теоретические основы повышения эффективности управления системой экологической безопасности при техническом обслуживании и ремонте авиационной техникиФеоктистова Оксана Геннадьевна