Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования. В "Основных направлениях развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года" отмечается, что особенно важное значение приобретают проблемы повышения безопасности движения поездов, а также уровня надежности функционирования и совершенствования существующих систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ).
Решению данных проблем посвящены фундаментальные труды д. т.н., профессора A.M. Брылеева. д.т.н., профессора- В.М. Лисен-кова, д. т. н., профессора Ю. А. Кравцова, д. т. н., профессора Н.Ф. Котляренко.
В ПГУПСе под руководством д.т.н., профессора В.В. Сапожни-кова проводятся исследования, направленные на повышение надежности существующих устройств автоматики и разработку безопасных микроэлектронных СЖАТ.
Работы по проектированию и внедрению систем диагностирования с целью совершенствования СЖАТ и обеспечения безопасности движения поездов проводятся в РГОТУПСе под руководством д.т.н., профессора И.Е. Дмитренко.
Настоящий этап развития средств автоматики и вычислительной '-
техники на железнодорожном транспорте характеризуется следующими
тенденциями: ^ '
существенным повышением требований к безопасности СЖАТ;
структурным усложнением систем автоматики вследствие увеличения числа решаемых ими задач;
повышением требований к безотказности и отказоустойчивости устройств;
интеграцией элементной базы с одновременным увеличением количества используемых систем автоматики;
увеличением сроков непрерывной эксплуатации.
Данные тенденции вступают в противоречие с уже существующей системой технической эксплуатации СЖАТ по следующим вопросам:
ремонтопригодности систем.^- -----
диагностического обеспечения устройств автоматики, работающих по многотактным схемам;
методов диагностирования, заключающихся в ориентации научных и эксплуатационных подразделений на,методы тестового диагностирования.
Поэтому в работе основное внимание уделяется решению задач повышения уровня надёжности функционирования СЖАТ в условиях возрастающих требований к безопасности движения поездов.
Анализ предметной области исследования показал, что одним из основных направлений в решении данной проблемы является уменьшение времени восстановления на основе автоматизации и оптимизации алгоритмов рабочего контроля и диагностирования СЖАТ, позволяющих решить следующие задачи:
улучшение качества технологического процесса обеспечения безопасности движения поездов:
повышение безопасности, надежности и качества контроля CIAT;
расширение функциональных возможностей диагностирования;
сокращение субъективизма процессса диагностирования устройств автоматики;
повышение качества измерений с обеспечением достоверности информации о техническом состоянии объекта диагностирования;
осуществление более глубокого контроля за функционированием систем на основе методов рабочего диагностирования.
Таким образом, разработка и внедрение автоматизированных систем рабочего диагностирования (АСРД) СЖАТ является важной научно-технической задачей, направленной на повышение качества обслуживания и надежности эксплуатируемых устройств автоматики, что позволяет -улучшить качество технологического процесса обеспечения безопасности движения поездов.
Целью диссертационной работы является повышение качества работы устройств автоматики и телемеханики и совершенствование системы восстановления СЖАТ за счет внедрения АСРД и реализации оптимальных алгоритмов рабочего диагностирования в рамках отрас-
левой научно-технической проблемы недостаточности уровня надежности функционирования СЖАТ при повышении требований к безопасности движения поездов.
Научной задачей является разработка методических основ АСРД СЖАТ, обеспечивающих минимальные суммарные затраты на техническую эксплуатацию систем, на основе исследования процессов их рабочего диагностирования и восстановления.
Для решения поставленной научной задачи необходимо решить следующие частные задачи.
-
Разработка динамических моделей функционирования СЖАТ, работающих по многотактным схемам, которые позволяют сформировать требования к качественным и количественным показателям систем для определения оптимальных алгоритмов рабочего диагностирования.
-
Создание методики определения оптимальных алгоритмов рабочего диагностирования устройств автоматики.
-
Разработка научно-технических решений по совершенствованию процессов рабочего диагностирования СЖАТ и обеспечению безопасности движения поездов.
Научная новизна. Впервые теоретически сформулированы и содержательно обоснованы следующие положения:
созданы математические модели надёжности систем, учитывающие многофункциональность и многорежимность СЖАТ, работающих по многотактным схемам;
разработан алгоритм оценки математического ожидания времени восстановления устройств автоматики при произвольной комбинации отказов;
предложена процедура определения глубины поиска места отказа в СЖАТ, базирующаяся на оценке издержек системы восстановления;
получена методика нахождения оптимальных алгоритмов рабочего диагностирования устройств автоматики;
разработана автоматизированная система рабочего диагностирования СЖАТ.
Практическая значимость диссертации определяется использованием . результатов при диагностировании и восстановлении устройств автоматики в эксплуатационных условиях. Созданные в работе алгоритмы позволяют персоналу, обслуживающему СЖАТ, автоматизировать процессы рабочего диагностирования, выбирая оптимальные алгоритмы, а также значительно уменьшить время восстановления отказавшей системы и на основе этого повысить безопасность движения поездов.
Основные методы исследования. В основу исследований положена совокупность методов теории систем, технической диагностики, теории вероятности, теории математической статистики, математического моделирования, теории оптимизации и теории автоматизированных систем управления.
Реализация результатов работы. Разработанные методики, алгоритмы и решения внедрены в деятельность Орловского отделения Московской железной дороги.
Положения диссертационной работы были использованы при выполнении научно-исследовательских работ, проведенных в Орловском ВИПС и РГОТУПС.
Апробация результатов. Основные положения диссертационных исследований докладывались на научной . конференции "Актуальные вопросы развития защищенных телекоммуникационных сетей связи" (г. Орел, ВИПС, 1995), на,научно-технической конференции "Проблемы совершенствования систем и техники связи" (г. Санкт-Петербург. ВВИУС, 1996), на Всероссийской,научной конференции "Проблемы создания и развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения" (г. Орёл, ВИПС, 1997), на заседаниях кафедры "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" РГОТУПС.
Публикации. По результатам и материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Основные положения, выносимые на защиту. .. r 1.,, Динамические модели функционирования СЖАТ, работающих по многотактным схемам.
-
Методика определения оптимальных алгоритмов' рабочего диагностирования устройств автоматики. .:'._
-
Научно-технические решения по совершенствованию процессов рабочего диагностирования СЖАТ.
Структура и объём работы. Содержание диссертации определяется поставленной целью и порядком решения задачи и состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Работа содержит. 143. страницы машинописного текста, 29 рисунков и таблиц, 54 библиографических наименования и 9 приложений. -. - ; '- .-